Circuitos de corriente directa    Presentación PowerPoint de Paul E. Tippens, Profesor de FísicaSouthern Polytechnic State...
Objetivos: Después de completar         este módulo deberá:• Determinar la resistencia efectiva  para algunos resistores c...
Símbolos de circuito eléctrico  Con frecuencia, los circuitos eléctricos contienen  uno o más resistores agrupados y unido...
Resistencias en serieSe dice que los resistores están conectados en serie cuando hay una sola trayectoria para la corrient...
Resistencia equivalente: SerieLa resistencia equivalente Re de algunosresistores conectados en serie es igual a lasuma de ...
Ejemplo 1: Encuentre la resistencia equivalente   Re. ¿Cuál es la corriente I en el circuito?                             ...
Ejemplo 1 (Cont.): Muestre que las caídas de  voltaje a través de los tres resistores totaliza la  fem de 12 V.           ...
Fuentes de FEM en serieLa dirección de salida de una               -        + bfuente de fem es desde el lado +:          ...
Un solo circuito completoConsidere el siguiente circuito en serie simple:D                A      Trayectoria ABCD: La ener...
Encontrar I en un circuito simpleEjemplo 2: Encuentre la corriente I en el siguiente circuito: D                 A        ...
Resumen     Circuitos de malla sencilla:                                    R2Regla de resistencia: Re = R                ...
Circuitos complejosUn circuito complejo esaquel que contiene más deuna malla y diferentes             I3trayectorias de co...
Conexiones en paraleloSe dice que los resistores están conectados en paralelocuando hay más de una trayectoria para la cor...
Resistencia equivalente: Paralelo VT = V1 = V2 = V3          Conexión en paralelo:  IT = I1 + I2 + I3    VT               ...
Ejemplo 3. Encuentre la resistencia equivalente     Re para los tres resistores siguientes.                    N          ...
Ejemplo 3 (Cont.): Suponga que una fem de  12 V se conecta al circuito que se muestra.  ¿Cuál es la corriente total que sa...
Ejemplo 3 (Cont.): Muestre que la corriente     que sale de la fuente IT es la suma de las     corrientes a través de los ...
Camino corto: Dos resistores en paraleloLa resistencia equivalente Re para dos resistoresen paralelo es el producto dividi...
Combinaciones en serie y en paraleloEn circuitos complejos, los resistores confrecuencia se conectan tanto en serie como e...
Ejemplo 4. Encuentre la resistencia equivalentepara el circuito siguiente (suponga VT = 12 V).                            ...
Ejemplo 4 (Cont.) Encuentre la corriente total IT.                                 Re = 6     4                           ...
Ejemplo 4 (Cont.) Encuentre las corrientes y  los voltajes a través de cada resistor      4                            I4 ...
Ejemplo 4 (Cont.) Encuentre las corrientes y los     voltajes a través de cada resistorV4 = 8 V     V6 = V3 = 4 V         ...
Leyes de Kirchhoff para circuitos CD Primera ley de Kirchhoff: La suma de las corrientes que entran a un nodo es igual a l...
Convenciones de signos para fem Cuando aplique las leyes de Kirchhoff debe suponer  una dirección de seguimiento positiva...
Signos de caídas IR en circuitos Cuando aplique la regla del voltaje, las caíadas IR  son positivas si la dirección de co...
Leyes de Kirchhoff: Malla I1. Suponga posibles flujos de                 +   corrientes consistentes.2. Indique direccione...
Leyes de Kirchhoff: Malla II4. Regla del voltaje para Malla II:   Suponga dirección de                    Malla inferior (...
Leyes de Kirchhoff: Malla III5. Regla del voltaje para Malla III:    Malla exterior (III)                                 ...
Cuatro ecuaciones independientes6. Por tanto, ahora se tienen        Malla exterior (III)                                 ...
Ejemplo 5. Use las leyes de Kirchhoff para    encontrar las corrientes en el circuito    siguiente.                       ...
Ejemplo 5 (Cont.) Encuentre las corrientes.Considere el seguimiento de laMalla II en sentido de lasmanecillas del reloj pa...
Ejemplo 5 (Cont.) Tres ecuaciones independientes se pueden resolver para I1, I2 e I3.    (1) I2 + I3 = I1    (2) 5I1 + 10I...
Ejemplo 5 (Cont.) Se pueden resolver tres  ecuaciones independientes. (1) I2 + I3 = I1             (3) 10I3 - 5I2 = 3 A (2...
Resumen de fórmulasReglas para un circuito de malla sencilla que  contiene una fuente de fem y resistores.                ...
Resumen (Cont.)    Para resistores conectados en serie:Para conexiones       I = I1 = I2 = I3   en serie:         VT = V 1...
Resumen (Cont.)      Resistores conectados en paralelo:Para conexiones           V = V1 = V2 = V3  en paralelo:           ...
Resumen de leyes de KirchhoffPrimera ley de Kirchhoff: La suma de las corrientesque entran a un nodo es igual a la suma de...
CONCLUSIÓN:Circuitos de corriente directa
Próxima SlideShare
Cargando en…5
×

Circuitos de corriente electrica

2.743 visualizaciones

Publicado el

Publicado en: Educación
0 comentarios
2 recomendaciones
Estadísticas
Notas
  • Sé el primero en comentar

Sin descargas
Visualizaciones
Visualizaciones totales
2.743
En SlideShare
0
De insertados
0
Número de insertados
119
Acciones
Compartido
0
Descargas
124
Comentarios
0
Recomendaciones
2
Insertados 0
No insertados

No hay notas en la diapositiva.

Circuitos de corriente electrica

  1. 1. Circuitos de corriente directa Presentación PowerPoint de Paul E. Tippens, Profesor de FísicaSouthern Polytechnic State University
  2. 2. Objetivos: Después de completar este módulo deberá:• Determinar la resistencia efectiva para algunos resistores conectados en serie y en paralelo.• Para circuitos simples y complejos, determinar el voltaje y la corriente para cada resistor.• Aplicar las Leyes de Kirchhoff para encontrar corrientes y voltajes en circuitos complejos.
  3. 3. Símbolos de circuito eléctrico Con frecuencia, los circuitos eléctricos contienen uno o más resistores agrupados y unidos a una fuente de energía, como una batería.Los siguientes símbolos se usan con frecuencia: Tierra Batería Resistor + - + - + - - + - + -
  4. 4. Resistencias en serieSe dice que los resistores están conectados en serie cuando hay una sola trayectoria para la corriente. La corriente I es la misma para R1 cada resistor R1, R2 y R3. I R2 VT R3 La energía ganada a través de E se pierde a través de R1, R2 y R3. Sólo una corriente Lo mismo es cierto para los voltajes: Para conexiones I = I1 = I2 = I3 en serie: VT = V 1 + V 2 + V 3
  5. 5. Resistencia equivalente: SerieLa resistencia equivalente Re de algunosresistores conectados en serie es igual a lasuma de las resistencias individuales. VT = V1 + V2 + V3 ; (V = IR) R1 ITRe = I1R1+ I2R2 + I3R3I R2 VT R3 Pero. . . IT = I1 = I2 = I3Resistencia equivalente Re = R1 + R2 + R3
  6. 6. Ejemplo 1: Encuentre la resistencia equivalente Re. ¿Cuál es la corriente I en el circuito? Re = R1 + R2 + R3 2 3 1 Re = 3 +2 +1 =6 12 V Re equivalente = 6La corriente se encuentra a partir de la ley de Ohm: V = IRe V 12 V I I=2A Re 6
  7. 7. Ejemplo 1 (Cont.): Muestre que las caídas de voltaje a través de los tres resistores totaliza la fem de 12 V. Re = 6 I=2A 2 3 1 Corriente I = 2 A igual en cada R. 12 V V1 = IR1; V2 = IR2; V3 = IR3V1 = (2 A)(1 =2V V1 + V2 + V3 = VTV1 = (2 A)(2 =4V 2 V + 4 V + 6 V = 12 VV1 = (2 A)(3 =6V ¡Compruebe!
  8. 8. Fuentes de FEM en serieLa dirección de salida de una - + bfuente de fem es desde el lado +: a E Por tanto, de a a b el potencial aumenta en E; de b a a, el potencial disminuye en E. Ejemplo: Encuentre V para A la trayectoria AB y luego para R - la trayectoria BA. 9V AB: V = +9 V – 3 V = +6 V 3V + - + BA: V = +3 V - 9 V = -6 V B
  9. 9. Un solo circuito completoConsidere el siguiente circuito en serie simple:D A Trayectoria ABCD: La energía 2 - y V aumentan a través de la 4 15 V fuente de 15 V y disminuye a 3V través de la fuente de 3 V. + - +C B E= 15 V - 3 V = 12 VLa ganancia neta en potencial se pierde através de los dos resistores: estas caídas devoltaje están en IR2 e IR4, de modo que la sumaes cero para toda la malla.
  10. 10. Encontrar I en un circuito simpleEjemplo 2: Encuentre la corriente I en el siguiente circuito: D A E= 18V 3 V 15V 2 - R= 3 +2 5 3 18 V 3V Al aplicar la ley de Ohm: + - + C B E 15 V I I=3A R 5 En general, para un E Icircuito de una sola malla: R
  11. 11. Resumen Circuitos de malla sencilla: R2Regla de resistencia: Re = R E2 Corriente : I R1 R E1Regla de voltaje: E = IR
  12. 12. Circuitos complejosUn circuito complejo esaquel que contiene más deuna malla y diferentes I3trayectorias de corriente. R3 E2 R1 En los nodos m y n: m nI1 = I2 + I3 o I2 + I3 = I1 I1 R2 E1 Regla de nodo: I2 I (entra) = I (sale)
  13. 13. Conexiones en paraleloSe dice que los resistores están conectados en paralelocuando hay más de una trayectoria para la corriente. Para resistores en paralelo: Conexión en paralelo: V2 = V4 = V6 = VT 2 4 6 I2 + I 4 + I 6 = I T Para resistores en serie: Conexión en serie: I2 = I 4 = I 6 = I T 2 4 6 V2 + V4 + V6 = VT
  14. 14. Resistencia equivalente: Paralelo VT = V1 = V2 = V3 Conexión en paralelo: IT = I1 + I2 + I3 VT R1 R2 R3 VLey de Ohm: I R VT V1 V2 V3 1 1 1 1 Re R1 R2 R3 Re R1 R2 R3 N Resistencia equivalente 1 1 para resistores en paralelo: Re i 1 Ri
  15. 15. Ejemplo 3. Encuentre la resistencia equivalente Re para los tres resistores siguientes. N 1 1 VT R1 R2 R3 Re i 1 Ri 2 4 6 1 1 1 1 Re R1 R2 R3 1 1 1 1 0.500 0.250 0.167 Re 2 4 61 1 0.917; Re 1.09 Re = 1.09Re 0.917Para resistores en paralelo, Re es menor que la más baja Ri.
  16. 16. Ejemplo 3 (Cont.): Suponga que una fem de 12 V se conecta al circuito que se muestra. ¿Cuál es la corriente total que sale de la fuente de fem? VT R1 R2 R3 VT = 12 V; Re = 1.09 2 4 6 V1 = V2 = V3 = 12 V 12 V IT = I1 + I2 + I3 V VT 12 VLey de Ohm: I Ie R Re 1.09 Corriente total: IT = 11.0 A
  17. 17. Ejemplo 3 (Cont.): Muestre que la corriente que sale de la fuente IT es la suma de las corrientes a través de los resistores R1, R2 y R3. VT R1 R2 R3 IT = 11 A; Re = 1.09 2 4 6 V1 = V2 = V3 = 12 V 12 V IT = I1 + I2 + I3 12 V 12 V 12 VI1 6A I2 3A I3 2A 2 4 6 6 A + 3 A + 2 A = 11 A ¡Compruebe!
  18. 18. Camino corto: Dos resistores en paraleloLa resistencia equivalente Re para dos resistoresen paralelo es el producto dividido por la suma. 1 1 1 R1 R2 ; Re Re R1 R2 R1 R2 Ejemplo: (3 )(6 )VT R1 R2 Re 3 6 6 3 Re = 2
  19. 19. Combinaciones en serie y en paraleloEn circuitos complejos, los resistores confrecuencia se conectan tanto en serie como enparalelo. R1En tales casos, es mejor VT R2 R3usar las reglas pararesistencias en serie y enparalelo para reducir elcircuito a un circuitosimple que contenga una VT Refuente de fem y unaresistencia equivalente.
  20. 20. Ejemplo 4. Encuentre la resistencia equivalentepara el circuito siguiente (suponga VT = 12 V). (3 )(6 ) 4 R3,6 2 3 6VT 3 6 Re = 4 +2 Re = 6 4 12 V 2 12 V 6
  21. 21. Ejemplo 4 (Cont.) Encuentre la corriente total IT. Re = 6 4 VT 12 VVT 3 6 I Re 6 IT = 2.00 A 4 IT 12 V 2 12 V 6
  22. 22. Ejemplo 4 (Cont.) Encuentre las corrientes y los voltajes a través de cada resistor 4 I4 = I T = 2 A VT 3 6 V4 = (2 A)(4 )=8VEl resto del voltaje (12 V – 8 V = 4 V) cae através de CADA UNO de los resistores paralelos. Esto también se puede encontrar de V3 = V6 = 4 V V3,6 = I3,6R3,6 = (2 A)(2 ) (Continúa. . .)
  23. 23. Ejemplo 4 (Cont.) Encuentre las corrientes y los voltajes a través de cada resistorV4 = 8 V V6 = V3 = 4 V 4 V3 4V VT 3 6I3 I3 = 1.33 A R3 3 V6 4VI6 I6 = 0.667 A I4 = 2 A R6 6 Note que la regla del noto se satisface: I (entra) = I (sale) IT = I4 = I3 + I6
  24. 24. Leyes de Kirchhoff para circuitos CD Primera ley de Kirchhoff: La suma de las corrientes que entran a un nodo es igual a la suma de las corrientes que salen del nodo. Regla del nodo: I (entra) = I (sale)Segunda ley de Kirchhoff: La suma de las fem alrededorde cualquier malla cerrada debe ser igual a la suma delas caídas de IR alrededor de la misma malla. Regla de voltaje: E = IR
  25. 25. Convenciones de signos para fem Cuando aplique las leyes de Kirchhoff debe suponer una dirección de seguimiento positiva y consistente. Cuando aplique la regla del voltaje, las fem son positivas si la dirección de salida normal de la fem es en la dirección de seguimiento supuesta. Si el seguimiento es de A a B, + esta fem se considera positiva. A B E Si el seguimiento es de B a A, + esta fem se considera negativa. A B E
  26. 26. Signos de caídas IR en circuitos Cuando aplique la regla del voltaje, las caíadas IR son positivas si la dirección de corriente supuesta es en la dirección de seguimiento supuesta. Si el seguimiento es de A a B, + esta caída IR es positiva. A B I Si el seguimiento es de B a + A, esta caída IR es negativa. A B I
  27. 27. Leyes de Kirchhoff: Malla I1. Suponga posibles flujos de + corrientes consistentes.2. Indique direcciones de salida positivas para fem. I1 R1 Malla I E13. Indique dirección de seguimiento consistente E2 R2 (sentido manecillas del reloj) I2 Regla del nodo: I2 = I1 + I3 R3 E3 I3 Regla del voltaje: E = IR E1 + E2 = I1R1 + I2R2
  28. 28. Leyes de Kirchhoff: Malla II4. Regla del voltaje para Malla II: Suponga dirección de Malla inferior (II) seguimiento positivo contra las manecillas del reloj. I1 R1 Malla I E1 Regla del voltaje: E = IR R2 E2 E2 + E3 = I2R2 + I3R3 ¿Se aplicaría la misma ecuación I2 R3 Malla II E3 si se siguiera en sentido de las manecillas del reloj? I3 ¡Sí! - E2 - E3 = -I2R2 - I3R3 +
  29. 29. Leyes de Kirchhoff: Malla III5. Regla del voltaje para Malla III: Malla exterior (III) + Suponga dirección de seguimiento contra las manecillas del reloj. I1 R1 Malla I E1 Regla del voltaje: E = IR R2 E2 E3 – E1 = -I1R1 + I3R3 ¿Se aplicaría la misma ecuación I2 R3 Malla II E3 si se siguiere en sentido de las manecillas del reloj? I3 ¡Sí! E3 - E1 = I1R1 - I3R3 +
  30. 30. Cuatro ecuaciones independientes6. Por tanto, ahora se tienen Malla exterior (III) + cuatro ecuaciones independientes a partir de las leyes de Kirchhoff: I1 R1 Malla I E1 I2 = I 1 + I 3 E2 R2 E1 + E2 = I1R1 + I2R2 I2 E2 + E3 = I2R2 + I3R3 R3 Malla II E3 I3 E3 - E1 = -I1R1 + I3R3 +
  31. 31. Ejemplo 5. Use las leyes de Kirchhoff para encontrar las corrientes en el circuito siguiente. + Regla del nodo: I2 + I3 = I1Considere el seguimiento de la I1 5Malla I en sentido de las Malla I 12 Vmanecillas del reloj para obtener: 10Regla del voltaje: E = IR I2 12 V = (5 )I1 + (10 )I2 20Al recordar que V/ = A, se obtiene I3 6V 5I1 + 10I2 = 12 A
  32. 32. Ejemplo 5 (Cont.) Encuentre las corrientes.Considere el seguimiento de laMalla II en sentido de lasmanecillas del reloj para obtener: I1 5 12 VRegla del voltaje: E = IR 10 6 V = (20 )I3 - (10 )I2 I2 Simplifique: al dividir entre Loop II 20 2 y V/ = A, se obtiene I3 + 10I3 - 5I2 = 3 A 6V
  33. 33. Ejemplo 5 (Cont.) Tres ecuaciones independientes se pueden resolver para I1, I2 e I3. (1) I2 + I3 = I1 (2) 5I1 + 10I2 = 12 A I1 5 12 V (3) 10I3 - 5I2 = 3 A 10Sustituya la Ec. (1) para I1 en (2): I2 5(I2 + I3) + 10I3 = 12 A Malla II 20 Al simplificar se obtiene: I3 + 5I2 + 15I3 = 12 A 6V
  34. 34. Ejemplo 5 (Cont.) Se pueden resolver tres ecuaciones independientes. (1) I2 + I3 = I1 (3) 10I3 - 5I2 = 3 A (2) 5I1 + 10I2 = 12 A 15I3 + 5I2 = 12 A Elimine I2 al sumar las ecuaciones de la derecha:10I3 - 5I2 = 3 A Al poner I3 = 0.6 A en (3) produce:15I3 + 5I2 = 12 A 10(0.6 A) – 5I2 = 3 A 25I3 = 15 A I2 = 0.600 A I3 = 0.600 A Entonces, de (1): I1 = 1.20 A
  35. 35. Resumen de fórmulasReglas para un circuito de malla sencilla que contiene una fuente de fem y resistores. Malla sencillaRegla de resistencia: Re = R D A 2 - Corriente: I 18 V R 3 3V +Regla de voltaje: E = IR - + C B
  36. 36. Resumen (Cont.) Para resistores conectados en serie:Para conexiones I = I1 = I2 = I3 en serie: VT = V 1 + V 2 + V 3 Re = R1 + R2 + R3 2 3 1 12 V Re = R
  37. 37. Resumen (Cont.) Resistores conectados en paralelo:Para conexiones V = V1 = V2 = V3 en paralelo: IT = I1 + I2 + I3 N 1 1 Conexión en paralelo Re i 1 Ri VT R1 R2 R3 2 4 6 R1 R2 Re 12 V R1 R2
  38. 38. Resumen de leyes de KirchhoffPrimera ley de Kirchhoff: La suma de las corrientesque entran a un nodo es igual a la suma de lascorrientes que salen de dicho nodo. Regla del nodo: I (entra) = I (sale)Segunda ley de Kirchhoff: La suma de las femalrededor de cualquier malla cerrada debe serigual a la suma de las caídas de IR alrededor deesa misma malla. Regla del voltaje: E = IR
  39. 39. CONCLUSIÓN:Circuitos de corriente directa

×