1. Clase 2a30-Septiembre-2014

2. Existen dos tipos de corriente disponibles para el consumidor de hoy.Uno es la corriente directa (cd), en la que idealmente el flujo decarga (corriente) no cambia en magnitud (o direccin) con el tiempo. La otra es la corriente alterna senoidal (ca), en la que el flujo decarga se encuentra cambiando continuamente en magnitud (ydireccin) con el tiempo. 3. La bacteria entre sus terminales, tiene la habilidad de causar que lacarga fluya a travs del circuito simple. Como se muestra en lasiguiente figura. 4. Presentacin de los componentes bsicos de un circuito 5. Si consideramos el cable un conductor ideal (es decir, que nopresenta resistencia al flujo), la diferencia de potencial en elresistor ser igual al voltaje aplicado de la batera: = (). La resistencia esta nicamente limitada por el resistor . Mientrasmayor sea la resistencia, menor ser la corriente y de formareciproca, segn lo determina la ley de ohm. Al seguir la direccin del flujo convencional, se observa que existeuna elevacin de potencial a travs de la batera ( +), y una cadade potencial a travs del resistor (+ ). 6. Para circuitos de cd con una sola fuente de voltaje, el flujo convencionalpasa siempre de un potencial bajo a un potencial alto cuando atraviesauna fuente de voltaje, como se muestra la siguiente figura. Definicin de la direccin del flujo convencional para circuitos de cd con una solafuente 7. Sin embargo el flujo convencional siempre atraviesa de un potencialalto a uno bajo cuando pasa a travs del resistor para cualquiernumero de Fuentes de voltaje dentro del mismo circuito, como semuestra en la figura. Para todos los circuitos de cd con una fuente de voltaje 8. Un circuito consta de cualquier nmero de elementos conectados enpuntos terminales, ofreciendo al menos una ruta cerrada por la cualpueda fluir la carga. El circuito de la figura cuenta con tres elementos conectados en trespuntos terminales (, ) para obtener una ruta cerrada para lacorriente. 9. Dos elementos se encuentran en serie si:1. Solo cuentan con una terminal en comn (es decir, una terminal deun elemento se encuentra conectada solamente a una terminal deotro elemento).2. El punto comn entre los dos elementos no se encuentra conectadocon otro elemento que transporta corriente. 10. Si el circuito anterior se modificara de forma que se insertara unresistor 3 que transporte corriente como se muestra en la figura, losresistores 1 2 ya no estarn en serie debido a la violacin delinciso 2 de la definicin anterior.1 2 ya no estn en serie 11. La corriente es la misma a lo largo de los elementos en serie. Una rama de un circuito es cualquier segmento del circuito quecuente con uno o ms elementos en serie. (el resistor 1 forma unarama del circuito, el resistor 2 otra y la batera una tercera. La resistencia total de un circuito en serie es la suma de los nivelesde resistencia. 12. En general, para calcular la resistencia total de resistores enserie, se aplica la siguiente ecuacin: = 1 + 2 + 3 + + , 13. Una vez que se conoce la Resistencia total del circuito puedevolverse a trazar como se muestra, mostrando claramente que lanica Resistencia que la fuente observa ser la Resistencia total. La corriente extrada de la fuente puede determinarse utilizando laley de Ohm de la siguiente forma: =, 14. 1 2 15. Dado que es fija, la magnitud de la corriente de la fuente sertotalmente dependiente de la magnitud de . Una mas grande dar por resultado un valor relativamentepequeo de mientras que un menor valor ocasionar nivelesms altos de corriente. El hecho de que la corriente sea la misma por cada elemento permiteun calculo directo del voltaje en cada resistor utilizando la ley de Oh;es decir,1 = 1, 2 = 2, 3 = 3, , = 16. La potencia entregada a cada resistor puede entonces determinarseutilizando cualquiera de las tres ecuaciones que a continuacin sepresentan para 1:21 =1 = 11 = 1211(, ) 17. La potencia entregada por la fuente = (, ) La potencia total entregada a un circuito resistivo ser igual a lapotencia total disipada por los elementos resistivos. = 1 + 2 + 3 + + (, ) 18. a. Calcule la resistencia total del circuito en serie de la figurab. Calcule la corriente de la fuente c. Determine los voltajes 1, 2 3d. Calcule la potencia disipada por 1, 2 3e. Determine la potencia entregada por la fuente, y comprela con lasuma de los niveles de potencia del inciso (d) 19. a. Calcule la resistencia total del circuito en serie de la figura = 1 + 2 + 3 = 2 + 1 + 5 = 8b. Calcule la corriente de la fuente ==208= 2.5 20. c. Determine los voltajes 1, 2 31 = 1 = 2.5 2 = 52 = 2 = 2.5 1 = 2.53 = 3 = (2.5)(5) = 12.5d. Calcule la potencia disipada por 1, 2 31 = 11 = 5 2.5 = 12.52 = 222 = (2.5)2 1 = 6.253 =233=2.5 25= 31.25 21. e. Determine la potencia entregada por la fuente, y comprela con lasuma de los niveles de potencia del inciso (d) = = 20 2.5 = 50 = 1 + 2 + 350 = 12.5 + 6.25 + 31.2550 = 50 ( ) 22. Para calcular la resistencia total de resistores del mismo valor enserie, simplemente multiplique el valor de uno de los resistores por elnumero en serie; es decir, = 23. Determine , 2 para l circuito de la siguiente figura. 24. SolucinObserve la direccin de la corriente segn la establece la batera y lapolaridad de la cada de voltaje en 2 como la determina la direccinde la corriente. Dado que 1 = 3 = 4. = 1 + 2 = 3 7 + 4 = 21 + 4 = 25 ==5025= 22 = 2 = 2 4 = 8 25. Dados , calcule 1 para el circuito de la figura 26. Solucin = 1 + 2 + 312 = 1 + 4 + 61 = 12 10 = 2 = = 6 103 12 103 = 72 27. En un circuito en serie :El voltaje en los elementos resistivos se dividir en funcin de lamagnitud de los niveles de resistencia.Existe un mtodo denominado regla del divisor de voltaje (RDV) quepermite la determinacin de los niveles de voltaje sin tener queencontrar la corriente. La regla puede derivarse mediante el anlisisde la red de la figura. 28. Figura. Desarrollo de la regla del divisor de voltaje 29. = 1 + 2 =Al aplicar la ley de Ohm:1 = 1 =1 =12 = 2 =2 =2 30. Observe que el formato para 1 2 : =(Regla del divisor de corriente)Donde es el voltaje en , es el voltaje en los elementos en serie, y es la resistencia total del circuito en serie. 31. En palabras, la regla del divisor de corriente establece queEl voltaje en un resistor en un circuito en serie es igual al valor de eseresistor multiplicado por el voltaje total en los elementos en serie,dividido entre la resistencia total de los elementos en serie. 32. Determine el voltaje 1 para la red de la figura 33. SolucinTenemos que1 =1=11 + 2=20 6420 + 60=128080= 16 34. Utilice la regla del divisor de voltaje y determine los voltajes 1, 3 para el circuito de la figura 35. SolucinTenemos que1 =1=2 452 + 5 + 8=2 45151 =1=2 103 4515 103=9015= 6 36. SolucinTenemos que3 =3=8 452 + 5 + 8=8 45151 =1=8 103 4515 103=36015= 24 37. SolucinTenemos que ==2 + 5 4515=7 4515= 21 38. Disee el divisor de voltaje de la figura de forma 1 = 42 39. SolucinLa resistencia total se define mediante: ==204= 5Dado que 1 = 42,1 = 42De esta manera tenemos 40. Solucin = 1 + 2 = 42 + 2 = 5252 = 52 = 1 1 = 42 = 4