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Aporte Colaborativo 1
Física Electrónica
Por: DIANA CAROLINA RAMIREZ CLADIA A!DELO "OR!E AL#ER$O COR$%& MON$O'A ANA MILENA RIZ E(IN FA&$INO #ARRA!AN
$)tor NOEL "AIR ZAM#RANO
niversi*a* Nacional Abierta + a Distancia , NAD --./0.1
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IN$RODCCI2N En este primer acercamiento a la electrónica se trabaja con conceptos fundamentales para la misma como resistencia, voltaje y corriente. Se proponen ejercicios donde es necesario diferenciar si un circuito se encuentra en paralelo o serie y la utilidad que pueden tener ciertas configuraciones en la industria o en la vida cotidiana.
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CON$ENIDO 13 La disposición de elementos en serie se usa en muchos casos como elemento de protección, dado que permite garantizar el funcionamiento de un determinado dispositivo de forma segura al exigir el cumplimiento de una o ms condiciones antes de que pueda ser encendido o iniciado la tarea para la cual ha sido dispuesto.
El circuito que se muestra en la figura es un circuito condicional. Esto quiere decir que dependiendo del cumplimiento de ciertas condiciones espec!ficas se realiza una función o entra en operación. Esto puede evidenciarse todos los interruptores se encuentran en serie, si se activa uno pero otro no el circuito se encuentra abierto y la corriente no fluye hacia la unidad de encendido, por lo tanto es necesario que todos los s"itches se encuentren cerrados para que la corriente fluya a trav#s de la carga. $omo un ejemplo en la vida cotidiana muchos amplificadores de audio de alta fidelidad no deben utilizarse hasta que se cumplan ciertas condiciones de temperatura en los tubos de rayos catódicos. $uando estos tubos estn en su temperatura ideal se enciende un interruptor para pasar a la etapa de funcionamiento normal, luego tendr!a un interruptor de encendido t!pico y otro automtico controlador por temperatura.
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-3 % partir del siguiente circuito determine si es serie o paralelo y halle la resistencia total & ', la corriente total & ' , el voltaje entre los puntos () () y la potencia entregada por la fuente de alimentación. (aga la simulación y compruebe los resultados obtenidos. Se realiza la simulación del circuito en $ircuit)a*er y para medir los voltajes y corrientes se utilizan mult!metros en las opciones de amper!metro y voltimetro.
+uede observase que cada elemento del circuito se encuentra conectado a un par de nodos diferentes y seguidos el uno del otro. +or lo tanto, el circuito se encuentra en serie. Segn la simulación el voltaje entre a y b es de -,/v y la corriente total es de /00u%. Esto se confirmar teóricamente +ara calcular la resistencia total en serie, se suman los valores de forma sencilla como se muestra a continuación1 RT = R 1 + R 2 + R 3 + R 4 + R 5 + R 6 RT =12 KΩ→ Resistencia equivalente
$uando se suman todas las resistencias se tiene una resistencia equivalente de -234. +uede decirse que por esta pasa la corriente total. 5tilizando la ley de ohm se tiene VT = ITRT → IT =
VT 6v = =500 μA →Corriente total del circuito RT 12 KΩ
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+ara hallar la potencia de la fuente se utilizan el voltaje y la corriente total del circuito, por ende1 P Fuente= VT ∗ IT =( 6 v ) ( 500 μA )=3 mW → Potencia disipada por la fuente
El voltaje entre a y b se calcula realizando un divisor de tensión de la siguiente forma V ab=VT
Rentrea b RT
=6 v
3.5 Ko!m 12 Ko!m
= 1.75 v → Volta"eentre a
b
03 $uando conectamos un dispositivo electrónico a una fuente de alimentación, decimos que este se comporta como una carga para la misma. El siguiente diagrama representa la conexión a la fuente de electricidad para 6 computadores en una empresa7 dispuestos para que desde los mismos puedan ser monitoreadas variables como producción, distribución de productos y funcionamiento de los aplicativos.
a. 8Es correcta la equipos9
conexión de los
+uede observarse computadores +$2 a conectadas en de voltaje :-, su El computador +$conectado al neutro ambos terminales, por lo tanto, su conexión es incorrecta.
que los +$6 se encuentran paralelo a la fuente conexión es correcta. se encuentra de la fuente en
b. ;ajo las condiciones dadas en el circuito cual ser!a el comportamiento de cada uno de los computadores. Los computadores +$2 al +$6 encender!an sin ningn inconveniente. La +$- no encender!a pues no tiene el voltaje necesario en sus terminales.
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43 43 % partir del siguiente circuito, basado en el anterior diagrama pero reemplazando los equipos por resistencias y trabajando en voltaje >$, determine si es serie o paralelo y halle la resistencia total & ', la corriente total & ', la potencia entregada por la fuente de alimentación y consumida por cada una de las resistencias. (aga la simulación y compruebe los resultados obtenidos. ?enga en cuenta que debe redibujar el circuito en el simulador. Los valores de las resistencias y la fuente de alimentación son los siguientes1 -@-0 , -@- A 2@2 A B@2 A CD@/*A C/@/*A C6@2./*A C@-0*A
Cealizando una observación del circuito puede inferirse que las resistencias C- y C no estn recibiendo corriente y no se encuentran prcticamente haciendo nada dentro del circuito. Esto se debe a que estn conectadas a uno solo de los terminales de la fuente y por lo tanto no hay diferencia de potencial entre sus terminales &y sin voltaje no hay corriente'. +or lo tanto, en el circuito equivalente las resistencias C- y C no se consideran. +ara comprobar esto se agregan a la simulación y se aaden amper!metros para observar la corriente que pasa por ellas1
$omo se observa, la corriente en C y en C- es 0% y por lo tanto pueden considerarse como circuitos abiertos.
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+or lo tanto, el circuito equivalente ser!a el siguiente1 El circuito se encuentra en
paralelo
)ediante la simulación se observa que la corriente total es de
18 mA
. ?eóricamente
se obtienen los siguientes resultados1 1
RT =
1
+
1
+
1
+
1
+
1
=
R 2 R 3 R 4 R 5 R 6
1 1
+
2 K
1
+
1
+
2 K 5 K
1
+
1
=555,5 #!m
5 K 2.5 K
La corriente total es 10 v VT IT = = =18 mA RT 555.5 o!m
La potencia entregada por la fuente o potencia ?otal es
(
P =VT ∗ IT =10 18 mA
)=180 mW 2
La potencia disipada por cada resistencia se puede obtener con la fórmula P=V / R P R 1 ¿ P R 7 =0 ( $n circuito abierto no circula corriente)
2
P R 2 =
10
2 K
=50 mW
2
P R 3 =
10
2 K
=50 mW
8
2
P R 4=
P R 5 =
P R 6 =
10
5 K
10
=20 mW
2
5 K
10
=20 mW
2
= 40 mW
2.5 K
La sumatoria de las potencias individuales en las resistencias es igual a la potencia entregada por la fuente de voltaje
CONCL&ION ' ANALI&I& DE RE&L$ADO& $uando las resistencias en un circuito se encuentran en paralelo se demostró que todas tienen el mismo voltaje. $uando las resistencias en un circuito se encuentran en serie, todas comparten la misma corriente. Los datos bsicos en un circuito &voltajes, corrientes y resistencias' pueden hallarse utilizando la ley de ohm y las leyes de 3irchoff La potencia total de la fuente de voltaje es la misma que se disipa en las resistencias, como se pudo comprobar en el punto D. 5n circuito que contiene varios interruptores en serie permite aadir módulos de protección a circuitos, as! como permitir el cumplimiento de varias condiciones para activar una carga espec!fica. Si no existe diferencia de potencial entre los terminales de una resistencia, no fluye corriente por la misma. Si la corriente es igual a cero se dice que existe un circuito abierto. Esto pudo comprobarse en el punto D.
REFERENCIA& •
?#llez %cua, F. &200G'. MÓDULO DE FÍSICA ELECTRÓNICA. HonlineI >atateca 5<%>. >isponible en1
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http1JJdatateca.unad.edu.coJcontenidosJ-00D-DJ)oduloKFisicaKElectronicaK200G .pdf HCecuperado -/ )arzo 20-6I.
