CIRCUITOS ELÉCTRICOS
TRABAJO ELÉCTRICO.- Es la energía eléctrica que se consume para trasladar la unidad de carga eléctrica entre dos puntos de un circuito eléctrico que tiene diferente potencial eléctrico. La ecuación que lo representa es la siguiente:
W = Q.V V= f.e.m ó diferencia de potencial; pero Q = I.T.
W= I.T.V aquí reemplazamos el valor de V en R=V/I, por tanto resulta:
W= I2.T.R
EFECTO JOULE.- Se refiere a la transformación que experimenta la energía eléctrica en energía calorífica, conocida también con el nombre de EQUIVALENTE TÉRMICO DE LA ELECTRICIDAD.
4.186 Joules = 1 caloría
1 joule= 0,24 calorías-gramo
Entendiéndose como caloría gramo como aquella cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua destilada en un ºC.
UNIDADES DEL TRABAJO ELÉCTRICO:
SISTEMA MKS Y S.I.- Es el JOULE
SISTEMA c.g.s..- Es el ERGIO
1Joule =107 ergios
POTENCIA ELÉCTRICA.- Es una magnitud eléctrica que relaciona el trabajo eléctrico realizado en la unidad de tiempo. Sus ecuaciones son las siguientes:
P = W/T sustituyendo W por sus equivalencias
P = I.T.V P = I.V
T
P = I.E
P = I2.R
UNIDADES DE LA POTENCIA ELÉCTRICA.- En el S.I. es el WATT ó VATIO
1 watt = 1Joule
Segundo
OTRAS UNIDADES: El kilovatio ó kilowatt
1Kw = 1000 watts
EL KILOWATT – HORA.- Es una unidad de trabajo eléctrico porque equivale a la potencia desarrollada por 1Kw en el transcurso de una hora.
1kw-h = 1kw x 3600 s
1kw-h = 1000joules/s x 3600s
1kw-h = 3600000 watts
1kw-h = 36x105 joule
COSTO DEL CONSUMO ELÉCTRICO.- es igual al kw-h consumido por el precio de cada 1kw-h.
Problema 1.- Una descarga eléctrica industrial de 10 mega voltios suministra una energía de 1,25x105 joule. Hallar la cantidad de electricidad que fluye.
Problema 2.- Por un conductor circula una corriente de 1,5 amperios de intensidad cuando sus terminales se conectan a una tensión de 100 voltios. Calcular la cantidad de electricidad que atraviesa la sección recta del conductor en un minuto; el trabajo suministrado para hacer circular esta carga y la potencia gastada en calentar suponiendo que toda la energía eléctrica se transforma en calor.
ASOCIACIÓN DE RESISTENCIAS.- En un circuito eléctrico cuando se asocian las resistencias, los otros elementos de la corriente eléctrica presentan variaciones para cada caso, es por eso que se necesita determinar el comportamiento de cada variable eléctrica para también cada resistencia que se asocia. Se presentan dos casos:
1.- ASOCIACIÓN EN SERIE.-
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Resistencia Total |
Rt = R1 + R2 + R3 +… Rn |
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Diferencia de Potencial Total |
Vt = V1 + V2 + V3 + … Vn |
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Intensidad Total |
It = I1 = I2 = I3 =… In |
2.- ASOCIACIÓN EN PARALELO.-
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Resistencia Total |
1 = 1 + 1 + 1 +… 1 Rt R1 R2 R3 Rn |
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Diferencia de Potencial Total |
Vt = V1 = V2 = V3 = … Vn |
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Intensidad Total |
It + I1 + I2 + I3 +… In |
LEYES DE KIRCHHOOFF.- Son leyes que nos sirven para analizar los circuitos eléctricos complejos; son las siguientes:
1º Ley.- La suma de las intensidades de corriente que llegan a un nudo de un circuito es igual a la suma de las intensidades que salen de él.
∑ In = 0
Es decir que la suma algebraica de las intensidades en un nudo es igual a cero.
2º Ley.- En un circuito cerrado la suma de las diferencias de potencial que reciben es igual a la suma de las caídas de tensión a lo largo del circuito; es decir que la suma algebraica de las diferencias de potencial son iguales a cero.
∑ Vn = 0
Problema 01.- Dos resistencias de 12 y 5 ohmios respectivamente se asocian en serie y el conjunto se alimenta con una batería de 18V de f.e.m. y un ohmio de resistencia interna. Calcular:
a.- La intensidad de la corriente que circula por el circuito.
b.- Las caídas de tensión en los bornes de cada resistencia
c.- La diferencia de potencial en los bornes de la batería cuando entrega la corriente al circuito.
Problema 02.- Tres bobinas de 2, 5 y 8 ohmios se asocian en paralelo y al conjunto se le entrega una diferencia de potencial de 40 voltios. Hallar la corriente en cada bobina y la corriente total del circuito; igualmente hallar la resistencia externa total.