Este documento trata sobre conceptos fundamentales de electricidad como la corriente eléctrica, la intensidad de corriente, y los tipos de corriente. Explica que la corriente eléctrica es el flujo de electrones a través de un circuito, y que la intensidad de corriente depende de la tensión aplicada y de la resistencia del circuito. También describe los dos tipos principales de corriente, la corriente directa que fluye en un solo sentido y la corriente alterna que cambia periódicamente de dirección.

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INDUSTRIAL
Magnitudes Eléctricas fundamentales
INTRODUCCION
La corriente consiste en el movimiento de un flujo de cargas eléctricas que pasan de
una molécula a otra, utilizando como medio de desplazamiento un material
conductor como, por ejemplo, un metal.
Para poner en movimiento las cargas eléctricas o de electrones, podemos utilizar
cualquier fuente de fuerza electromotriz (FEM), ya sea de naturaleza química
(como una batería) o magnética (como la producida por un generador de corriente
eléctrica), aunque existen otras formas de poner en movimiento las cargas
eléctricas.
Cuando aplicamos a cualquier circuito eléctrico una diferencia de potencial, tensión
o voltaje, suministrado por una fuente de fuerza electromotriz, las cargas eléctricas
o electrones comienzan a moverse a través del circuito eléctrico debido a la presión
que ejerce la tensión o voltaje sobre esas cargas, estableciéndose así la circulación
de una corriente eléctrica cuya intensidad de flujo se mide en amperios (A).
Albert Einstein desarrolló la relatividad especial merced a un análisis de la
electrodinámica. Durante finales del siglo XIX los físicos se percataron de una
contradicción entre las leyes aceptadas de la electrodinámica y la mecánica clásica.
En particular, las ecuaciones de Maxwell predecían resultados no intuitivos como
que la velocidad de la luz es la misma para cualquier observador y que no obedece
a la invariancia de Galileo. Se creía, pues, que las ecuaciones de Maxwell no eran
correctas y que las verdaderas ecuaciones del electromagnetismo contenían un
término que se correspondería con la influencia del éter lumínico.
Después de que los experimentos no arrojasen ninguna evidencia sobre la
existencia del éter, Einstein propuso la revolucionaria idea de que las ecuaciones de
la electrodinámica eran correctas y que algunos principios de la mecánica clásica
eran inexactos, lo que le llevó a la formulación de la relatividad especial.
Unos quince años antes del trabajo de Einstein, Wiechert y más tarde Liénard,
buscaron las expresiones de los campos electromagnéticos de cargas en
MATERIAL DE LECTURA SESIÓN N° 1
Carrera Profesional: Ingeniería de Sistemas. Asignatura: Electrónica y Electricidad.
Ciclo: cuarto Semestre Académico: 2015 -II
Docente: Ing. Pablo Villegas Chunga
Sesión 1: Fundamentos de circuitos eléctricos

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movimiento. Esas expresiones, que incluían el efecto del retardo de la propagación
de la luz, se conocen ahora como potenciales de Liénard-Wiechert. Un hecho
importante que se desprende del retardo, es que un conjunto de cargas eléctricas en
movimiento ya no puede ser descrito de manera exacta mediante ecuaciones que
sólo dependa de las velocidades y posiciones de las partículas. En otras palabras,
eso implica que el lagrangiano debe contener dependecias de los "grados de
libertad" internos del campo.
LA CORRIENTE ELECTRICA
Lo que conocemos como corriente eléctrica no es otra cosa que la circulación de
cargas o electrones a través de un circuito eléctrico cerrado, que se mueven siempre
del polo negativo al polo positivo de la fuente de suministro de fuerza electromotriz
(FEM).
Quizás hayamos oído hablar o leído en algún texto que el sentido convencional de
circulación de la corriente eléctrica por un circuito es a la inversa, o sea, del polo
positivo al negativo de la fuente de FEM. Ese planteamiento tiene su origen en
razones históricas y no a cuestiones de la física y se debió a que en la época en que
se formuló la teoría que trataba de explicar cómo fluía la corriente eléctrica por los
metales, los físicos desconocían la existencia de los electrones o cargas negativas.
Al descubrirse los electrones como parte integrante de los átomos y principal
componente de las cargas eléctricas, se descubrió también que las cargas eléctricas
que proporciona una fuente de FEM (Fuerza Electromotriz), se mueven del signo
negativo (–) hacia el positivo (+), de acuerdo con la ley física de que "cargas
distintas se atraen y cargas iguales se rechazan"
Sentido real de la corriente eléctrica

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Sentido convencional de la corriente eléctrica
Debido al desconocimiento en aquellos momentos de la existencia de los
electrones, la comunidad científica acordó que, convencionalmente, la corriente
eléctrica se movía del polo positivo al negativo, de la misma forma que hubieran
podido acordar lo contrario, como realmente ocurre. No obstante en la práctica, ese
“error histórico” no influye para nada en lo que al estudio de la corriente eléctrica
se refiere.
La corriente eléctrica es, por lo tanto, el movimiento o flujo libre de electrones a
través de un conductor, debido a la presencia de un campo eléctrico que a su vez es
originado por una diferencia de potencial.
En un conductor metálico, los electrones se mueven en forma desordenada, no
tienen ninguna dirección y sentido definido, sin embargo en promedio el número de
electrones que se desplazan en un sentido es igual al número de electrones que se
desplazan en sentido contrario, con lo cual el movimiento neto es nulo, con ello
concluimos que el
flujo neto de electrones es cero.
Cuando el hilo
conductor se
conecta a dos
cuerpos de
diferentes potenciales, se produce un campo eléctrico dentro del hilo, haciendo que
los electrones se muevan en sentido contrario al campo eléctrico existente dentro
del conductor.
EL VOLTAJE (tensión o fuerza electromotriz (FEM)

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Los dos cuerpos (A y B) de diferentes potenciales pueden ser los bornes de una
batería.
Para que una corriente eléctrica circule por un circuito es necesario que se disponga
de tres factores fundamentales:
1. Una fuente de fuerza electromotriz (FEM) como, por ejemplo, una batería, un
generador o cualquier otro dispositivo capaz de bombear o poner en movimiento
las cargas eléctricas negativas cuando se cierre el circuito eléctrico.
2. Un camino que permita a los electrones fluir, ininterrumpidamente, desde el
polo negativo de la fuente de suministro de energía eléctrica hasta el polo
positivo de la propia fuente. En la práctica ese camino lo constituye el conductor
o cable metálico, generalmente de cobre.
3. Una carga o consumidor conectada al circuito que ofrezca resistencia al paso de
la corriente eléctrica. Se entiende como carga cualquier dispositivo que para
funcionar consuma energía eléctrica como, por ejemplo, una bombilla o lámpara
para alumbrado, el motor de cualquier equipo, una resistencia que produzca
calor (calefacción, cocina, secador de pelo, etc.), un televisor o cualquier otro
equipo electrodoméstico o industrial que funcione con corriente eléctrica.
1. Fuente de fuerza electromotriz (FEM).
2. Conductor. 3. Carga conectada al circuito.
4. Sentido de circulación de la corriente eléctrica.
Cuando las cargas eléctricas circulan normalmente por un circuito, sin encontrar en
su camino nada que interrumpa el libre flujo de los electrones, decimos que estamos
ante un “circuito eléctrico cerrado”. Si, por el contrario, la circulación de la
corriente de electrones se interrumpe por cualquier motivo y la carga conectada
deja de recibir corriente, estaremos ante un “circuito eléctrico abierto”. Por norma
general todos los circuitos eléctricos se pueden abrir o cerrar a voluntad utilizando
un interruptor que se instala en el camino de la corriente eléctrica en el propio
circuito con la finalidad de impedir su paso cuando se acciona manual, eléctrica o
electrónicamente.
Las fuentes de corriente eléctrica son aquellos dispositivos capaces de transformar
algún tipo de energía, en energía eléctrica.

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Las seis fuentes básicas de energía que se pueden utilizar son:
- Frotamiento
- Luz
- Presión
- Magnetismo
- Calor
- Acción química
INTENSIDAD DE CORRIENTE ELECTRICA
La intensidad del flujo de los electrones de una corriente eléctrica que circula por
un circuito cerrado depende fundamentalmente de la tensión o voltaje (V) que se
aplique y de la resistencia (R) en ohm que ofrezca al paso de esa corriente la carga
o consumidor conectado al circuito. Si una carga ofrece poca resistencia al paso de
la corriente, la cantidad de electrones que circulen por el circuito será mayor en
comparación con otra carga que ofrezca mayor resistencia y obstaculice más el paso
de los electrones.
Analogía hidráulica. El tubo del depósito "A",
al tener un diámetro reducido, ofrece más
resistencia a< la salida del líquido que el tubo
del tanque "B", que tiene mayor diámetro. Por
tanto, el caudal o cantidad. de agua que sale por
el tubo "B" será mayor que la que sale por el
tubo "A".
Mediante la representación de una analogía hidráulica se puede entender mejor este
concepto. Si tenemos dos depósitos de líquido de igual capacidad, situados a una
misma altura, el caudal de salida de líquido del depósito que tiene el tubo de salida
de menos diámetro será menor que el caudal que proporciona otro depósito con un
tubo de salida de más ancho o diámetro, pues este último ofrece menos resistencia a
la salida del líquido.
De la misma forma, una carga o consumidor que posea una resistencia de un valor
alto en ohm, provocará que la circulación de los electrones se dificulte igual que lo
hace el tubo de menor diámetro en la analogía hidráulica, mientras que otro
consumidor con menor resistencia (caso del tubo de mayor diámetro) dejará pasar
mayor cantidad de electrones. La diferencia en la cantidad de líquido que sale por
los tubos de los dos tanques del ejemplo, se asemeja a la mayor o menor cantidad

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de electrones que pueden circular por un circuito eléctrico cuando se encuentra con
la resistencia que ofrece la carga o consumidor.
La intensidad de la corriente eléctrica se designa con la letra ( I ) y su unidad de
medida en el Sistema Internacional ( SI ) es el ampere (llamado también
“amperio”), que se identifica con la letra ( A ).
EL AMPERIO
Un ampere equivale una carga eléctrica de un coulomb por segundo ( 1C/seg )
circulando por un circuito eléctrico, o lo que es igual, 6 300 000 000 000 000 000 =
( 6,3 · 1018
) (seis mil trescientos billones) de electrones por segundo fluyendo por
el conductor de dicho circuito. Por tanto, la intensidad ( I ) de una corriente
eléctrica equivale a la cantidad de carga eléctrica ( Q ) en coulomb que fluye por un
circuito cerrado en una unidad de tiempo.
Los submúltiplos más utilizados del ampere son los siguientes:
miliampere ( mA ) = 10-3
A = 0,001 ampere
microampere ( mA ) = 10-6
A = 0, 000 000 1 ampere
Medición de la corriemte eléctrica
La medición de la corriente que fluye por un circuito cerrado se realiza por medio
de un amperímetro o un. miliamperímetro, según sea el caso, conectado en serie
en el propio circuito eléctrico. Para medir. ampere se emplea el "amperímetro"
y para medir milésimas de ampere se emplea el miliamperímetro.
La intensidad de circulación de corriente eléctrica por un circuito cerrado se puede
medir por medio de un amperímetro conectado en serie con el circuito o mediante
inducción electromagnética utilizando un amperímetro de gancho. Para medir
intensidades bajas de corriente se puede utilizar también un multímetro que mida
miliampere (mA).

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El ampere como unidad de medida se utiliza, fundamentalmente, para medir la
corriente que circula por circuitos eléctricos de fuerza en la industria, o en las redes
eléctricas doméstica, mientras que los submúltiplos se emplean mayormente para
medir corrientes de poca intensidad que circulan por los circuitos electrónicos.
TIPOS DE CORRIENTE
En la práctica, los dos tipos de corrientes eléctricas más comunes son: corriente
directa (CD) o continua y corriente alterna (CA). La corriente directa circula
siempre en un solo sentido, es decir, del polo negativo al positivo de la fuente de
fuerza electromotriz (FEM) que la suministra. Esa corriente mantiene siempre fija
su polaridad, como es el caso de las pilas, baterías y dinamos.
Corriente Contínua: Se realiza cuando las cargas eléctricas se desplazan en un solo
sentido, debido a que el campo eléctrico permanece constante ya que su diferencia
de potencial es invariable, ejemplo: en la pila, en la batería, etc.
La corriente continua es constante todo el tiempo

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Las baterías son elementos que proporcionan corriente continua
Corriente Alterna: Se realiza cuando las cargas eléctricas se desplazan cambiando
periódicamente de sentido, esto se debe a que el campo eléctrico cambia de sentido
con cierta frecuencia, producto del cambio frecuente de la diferencia de potencial;
ejemplo: la corriente que generalmente usamos en casa.
La corriente alterna varía de acuerdo
a una función sinusoidal
La tensión comercial entrega
corriente alterna
RESISTENCIA ELECTRICA
La resistencia eléctrica de un objeto es una medida de su oposición al paso de
corriente.
Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido
conceptual a la fricción en la física mecánica. La unidad de la resistencia en el
Sistema Internacional de Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición en la práctica
existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un ohmímetro.
Además, su cantidad recíproca es la conductancia, medida en Siemens.

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Para una gran cantidad de materiales y condiciones, la resistencia eléctrica depende
de la corriente eléctrica que pasa a través de un objeto y de la tensión en los
terminales de este. Esto significa que, dada una temperatura y un material, la
resistencia es un valor que se mantendrá constante. Además, de acuerdo con la ley
de Ohm la resistencia de un material puede definirse como la razón de la tensión y
la corriente.
Resistividad: Es la resistencia eléctrica específica de un material. Se designa por la
letra griega rho minúscula (ρ) y se mide en ohmios por metro (Ω•m).[1]
Su valor describe el comportamiento de un material frente al paso de corriente
eléctrica, por lo que da una idea de lo buen o mal conductor que es. Un valor alto de
resistividad indica que el material es mal conductor mientras que uno bajo indicará
que es un buen conductor.
El inverso de la resistividad se llama conductividad (σ) [sigma] σ = 1 / ρ
Generalmente la resistividad de los metales aumenta con la temperatura, mientras
que la resistividad de los semiconductores disminuye ante el aumento de la
temperatura.
Para obtener la resistencia de cualquier elemento de un material específico, es
necesario conocer algunos datos propios de éste, como son: su longitud, área
transversal, resistencia específica o resistividad del material con que está fabricada.
Material Resistividad (en 20 C-25 C) (Ω·m)
Plata 1,55 x 10-8
Cobre 1,71 x 10-8
Oro 2,22 x 10-8
Aluminio 2,82 x 10-8
Wolframio 5,65 x 10-8
Níquel 6,40 x 10-8
Hierro 9,71 x 10-8
Platino 10,60 x 10-8
Estaño 11,50 x 10-8
Acero inoxidable 301 72,00 x 10-8
Grafito 60,00 x 10-8
La resistividad es una característica propia de un material y tiene unidades de
ohmios–metro. La resistividad indica que tanto se opone el material al paso de la
corriente.
La resistividad [ρ] (rho) se define como:

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ρ = R *A
/ L
donde:
- ρ es la resistividad medida en ohmios-metro
- R es el valor de la resistencia eléctrica en Ohmios
- L es la longitud del material medida en metros
A es el área transversal medida en metros2
De la anterior fórmula se puede deducir que el valor de un resistor, utilizado
normalmente en electricidad y electrónica, depende en su construcción, de la
resistividad (material con el que fue fabricado), su longitud, y su área transversal.
R = ρ * L /
A
- A mayor longitud y menor área transversal del elemento, más resistencia
- A menor longitud y mayor área transversal del elemento, menos resistencia
La resistividad depende de la temperatura: La resistividad de los metales aumenta al
aumentar la temperatura al contrario de los semiconductores en donde este valor
decrece.
Una resistencia o resistor es un elemento que causa oposición al paso de la
corriente, causando que en sus terminales aparezca una diferencia de tensión (un
voltaje).
En el gráfico tenemos un bombillo / foco en el paso de la corriente que sale del
terminal positivo de la batería y regresa al terminal negativo.
Símbolo de la resistencia

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Este bombillo / foco que todos tenemos en nuestros hogares es una resistencia. Las
resistencias se representan con la letra R y el valor de éstas se mide en Ohmios (Ω).
Las resistencias o resistores son fabricadas en una amplia variedad de valores. Hay
resistencias con valores de Kilohmios (KΩ), Megaohmios (MΩ).
Estas dos últimas unidades se utilizan para representar resistencias muy grandes. En
la siguiente tabla vemos las equivalencias entre ellas:
1 Kilohmio (KΩ) = 1,000 Ohmios (Ω)
1 Megaohmio (MΩ) = 1,000,000
Ohmios (Ω)
1 Megaohmio (MΩ) = 1,000
Kilohmios (KΩ)
Para poder saber el valor de las resistencias sin tener que medirlas, existe un código
de colores de la resistencia que nos ayuda a obtener con facilidad este valor con
sólo verlas.
POTENCIA ELÉCTRICA
Potencia es la velocidad a la que se consume la energía. Si la energía fuese un líquido, la
potencia sería los litros por segundo que vierte el depósito que lo contiene. La potencia se mide
en joule por segundo (J/seg) y se representa con la letra “P”
Un J/seg equivale a 1 watt (W), por tanto, cuando se consume 1 joule de potencia en un
segundo, estamos gastando o consumiendo 1 watt de energía eléctrica.
La unidad de medida de la potencia eléctrica “P” es el “watt”, y se representa con la letra “W”.
Potencia
Potencia sea eléctrica o mecanica significa la rapidez con la que se realiza un trabajo.
Siempre se realiza trabajo cuando una fuerza provoca movimiento. Si se emplea una
fuerza mecania para levantar o mover una pesa, se hace trabajo. Sin embargo, la fuerza
ejercida sin causar movimiento como la fuerza de un resorte en tensión entre dos objetos
inmoviles no es trabajo
Anteriormente se ha aprendido que la fuerza eléctrica ejercida es tensión o voltaje y que
esa tensión o voltaje produce el flujo de corriente, o sea el movimiento de electrones.
Una tensión entre dos puntos que no causa flujo de corriente es similar al resorte tenso
que no se mueve y, por lo tanto, no produce trabajo. Siempre que la tensión provoca
movimiento de electrones, se realiza un trabajo al desplazar a los electrones de un punto
a otro. La rapidez con que este trabajo se realiza se denomina como POTENCIA
ELÉCTRICA.
Para realizar la misma cantidad total de trabajo puede emplearse distinto tiempo. Por
ejemplo, se puede mover de un punto a otro un número dado de electrones en un

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segundo o en una hora, dependiendo de la velocidad con que se los mueva; el trabajo
total realizado será el mismo en ambos casos. Si se hace todo el trabajo total realizado
será el mismo en ambos casos. Si se hace todo el trabajo en un segundo, mas energía
eléctrica se transformara por segundo en calor o luz si esa cantidad total de trabajo se
hiciese en una hora.
Unidades de potencia eléctrica
La unidad básica de potencia es el Watt, que equivale a voltaje multiplicado por
intensidad de corriente, o sea la cantidad de coulombs de electrones que pasan por un
punto en un segundo. Esto representa la velocidad con que esta realizando el trabajo de
mover electrones en un material. El símbolo P indica potencia eléctrica. He aquí como
se determina la potencia utilizada en una resistencia
En un circuito consiste en una resistencia de 15 ohms con una fuente de tensión de 45
volts, pasan 3 amperes por la resistencia. La potencia empleada puede hallarse
multiplicando tensión por intensidad de corriente.
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Potencia de los equipos eléctricos
Cuando la resistencia utiliza demasiada potencia, la rapidez con la que la energía
eléctrica se convierte en calor aumenta y la temperatura de la resistencia sube. Si la
temperatura se eleva demasiado, el material puede modificar su composición, dilatarse,
contraerse o quemarse por el calor. Por ese motivo todos los equipos eléctricos indican
la cantidad máxima de watts que soportan. Esta indicación puede expresarse en watts o,
a menudo, en términos de tensión e intensidad de corriente máximas, las cuales en
realidad indican la capacidad en watts.
Las resistencias también vienen identificadas en watts, además de los ohms de
resistencia. Existen resistencias de iguales valores en ohms, pero distinto vatiaje. Las
resistencias de carbón por ejemplo, se hacen comúnmente de 1/3, 1/2, 1 y 2 watts.
Cuanto mayor sea el tamaño de la resistencia de carbón, mayor será su capacidad en
watts, dado que habrá una cantidad más grande de material para absorber y transmitir el
calor fácilmente.
Para resistencias de más de 2 watts se emplean las de alambre bobinado. Estas
resistencias se hacen para disipaciones de 5 a 200 watts, habiendo tipos especiales para
potencias superiores a 200 watts.
Contesta las siguientes preguntas:
1.- Por una bombilla de 40 W conectada a la red de 220 V circula una corriente de
intensidad aproximadamente igual a 0,2 A. ¿Durante cuánto tiempo ha de estar
conectada la bombilla para que a través de ella haya pasado una carga de 4,5 C?
¿Cuántos electrones habrán circulado por la bombilla en ese intervalo?. La expresión
que define la magnitud intensidad de corriente viene dada por:
I = q/t → t = q/i
2.- Se dispone de cuatro resistencias: 4 Ω,6 Ω,8 Ω y 10 Ω, calcular la resistencia total si:
a - En serie.

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b - En paralelo.
Al aplicarse entre sus extremos una diferencia de potencial de 40 V, ¿cuál es la
intensidad de la corriente para cada una en cada caso?
3.- Un voltímetro tiene una escala de 300 V y una resistencia interna de 15.000 Ω, ¿cuál
será el valor de la resistencia multiplicadora que debe emplearse para que pueda medir
1.500 V?
4.- Un amperímetro posee una escala de 0,5 A y una resistencia interna de 50 Ω, ¿cuál
es el valor del "shunt" que debe aplicarse para que la escala marque hasta 200 A?
5.- Un puente de hilo posee una resistencia de 50 Ω. ¿Cuánto valdrá la resistencia
calculada con el mismo si, cuando el galvanómetro marque cero, es d1 = 25,8 cm y d2
= 74,2 cm?
6.- Calcular la intensidad de la corriente que circula por un circuito conectado a cuatro
pilas de 1,5 V c/u, conectadas en serie, si posee dos resistencias, de 8 Ω y 12 Ω,
conectadas en serie, y otras tres conectadas en paralelo, de 8 Ω,14 Ω, y 20 Ω, sabiendo
que la resistencia interna de cada pila es de 0,3 Ω.
Investiga los siguientes temas:
- Potencia Eléctrica
- Instrumentos de medidas electrónicas.
Realiza tu investigación accediendo a libros de la especialidad de electricidad y
electrónica, que puedes encontrarlos en la biblioteca de la Universidad o tal vez
puedas también consultar en Internet. Presenta el resultado de tu investigación
utilizando las técnicas de estudio que consideres adecuadas.
Comprueba tus conocimientos
Esta hoja no se entregará al profesor, solo es para que compruebes tus conocimientos y
te vayas entrenando para el examen.
1 La corriente eléctrica es una magnitud
a. . Escalar
b. . Vectorial
c. . Adimensional
d. . b y c

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2 Una resistencia de 15Ω en paralelo con otra de 10Ω se obtiene como resultante
a. . 25 Ω
b. . 20 Ω
c. . 6 Ω
d. . 4 Ω
3 Dos resistencias en paralelo da como resultante otra de valor mayor que la mayor
resistencia
a. . Verdadero
b. . Falso
c. . No se puede precisar
d. . N.A
4 El amperímetro en un circuito se debe colocar en:
a. . Serie
b. . Paralelo
c. . Serie o paralelo
d. . Ninguna
5 La unidad de potencia eléctrica es:
a. . FEM
b. . Voltio
c. . Hertz
d. . Watts
Solucionario:
1.B
2.C
3.B
4.A
5.E