Fisica 3 - Circuitos Serie Paralelo PDF

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ACADEMIA VIRTUAL SECLEN INFORMES: 992350395 1.RESISTENCIA EQUIVALENTE Es aquella única resistencia capaz de reemplazar a un conjunto de resistencias limitada por dos puntos, disipando la misma cantidad de energía que el conjunto reemplazado. 2.ASOCIACION DE RESISTENCIAS EN SERIE Por todas las resistencias circula la misma intensidad de corriente independientemente del valor de cada resistencia

I A

I

I

R1

R2

R3

V1

V2

V3

B

I = I1 = I2 = I3 Cálculo de la caída de potencial en cada resistor, de la ley de Ohm tenemos: V1 = I .R1 V1 = I .R2 V3 = I .R3 V AB = I .R eq …(1) Del principio de conservación de la energía se cumple que: …(2) VAB = V1 + V2 + V3 Reemplazando (1) en (2):

I .Req = I .R1 + I .R2 + I .R3 La resistencia equivalente se determina de la siguiente manera:

Req = R1 + R2 + R3 3.ASOCIACIÓN DE RESISTENCIAS EN PARALELO Todas las resistencias están sometidas a la misma diferencia de potencial, es decir tienen los mismos extremos.

I

A

A

A

A

R1

I1

I2

R2

I3

R3

B I

B

B

B

La intensidad de corriente que llega a un nudo se reparte inversamente proporcional al valor de cada resistencia: CIRCUITOS SERIE PARALELO

1

2

ACADEMIA VIRTUAL SECLEN INFORMES: 992350395

VAB = I 1 .R1 = I 2 .R2 = I 3 .R3 Despejando la intensidad de corriente tenemos:

I1 =

VAB R1

I2 =

VAB R2

I3 =

VAB R3

I=

VAB Req

…(1)

Del principio de conservación de las cargas eléctricas se cumple que: I = I1 + I2 + I3 ….. (2) Reemplazando (1) en (2) tenemos que

1 1 1 1 = + + Req R1 R2 R3 CASO PARTICULAR: Analicemos la asociación de dos resistencias en paralelo:

1 1 1 = + Req R1 R2 La resistencia equivalente es igual al cociente del producto de resistencias entre la suma de las mismas:

Req =

R1.R2 R1 + R2

EJEMPLO 01. Se muestra un resistor cuya resistencia eléctrica es 5 000  sometido a una diferencia de potencial de 200 volts entre los extremos. Determine la intensidad de corriente que atraviesa al resistor.

+

50 

–

200 V A) 2,4 A B) 2,0 A C) 0,24 A D) 12 A E) 1,2 A RESOLUCIÓN Según la ley de Ohm, la intensidad de corriente eléctrica es directamente proporcional a la diferencia de potencial entre los extremos e inversamente proporcional al valor de la resistencia eléctrica. V − V B 200 V = i= A = 0,04 A 5000  R Respuesta: la intensidad de corriente eléctrica es 0,04 ampere. EJEMPLO 02: Se muestra tres alambres de diferentes resistencias eléctricas. La resistencia equivalente entre A y B es 5 ohms. Calcular la resistencia equivalente entre A y C.

CIRCUITOS SERIE PARALELO

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ACADEMIA VIRTUAL SECLEN INFORMES: 992350395 A

R

6

B

C

4

B) 4,8  C) 5,5  D) 4,5  E) 5,0  A) 4,2  RESOLUCIÓN I  Los resistores AC y CB están conectados en serie respecto de los puntos A y B, su resistencia equivalente es 6  + 4  = 10  . La resistencia equivalente de los resistores 10  y R conectados en paralelo es 5  . 1 1 1 = + Resolviendo tenemos que, R = 10  5 10 R II Respecto de los extremos A y C, los resistores AB y BC están conectados en serie, su resistencia equivalentes es 10  + 4  = 14  . La resistencia equivalente de los resistores 14  y 6  conectados en paralelo es, (14 )(. 6 ) = 4,2 Requ = 14  + 6  Respuesta: la resistencia equivalente entre A y C es 4,2 ohms. EJEMPLO 03. Se muestra un resistor cuya resistencia eléctrica es 500  sometido a una diferencia de potencial de 120 volts entre los extremos A y B. Determine la intensidad de corriente que atraviesa al resistor. I A

R

B

V

A) 2,4 A B) 24 A C) 0,24 A D) 12 A E) 1,2 A RESOLUCIÓN Según la ley de Ohm, la intensidad de corriente eléctrica es directamente proporcional a la diferencia de potencial entre los extremos e inversamente proporcional al valor de la resistencia eléctrica. V − V B 120 V = i= A = 0,24 A 500  R Respuesta: la intensidad de corriente eléctrica es 0,24 ampere. TAREA 02 1.Se muestra un conjunto de resistores, donde R = 3 ohms. Determine la resistencia equivalente entre los extremos x e y (en ohms).

CIRCUITOS SERIE PARALELO

3

4

ACADEMIA VIRTUAL SECLEN INFORMES: 992350395 x

R

R

A) 1

R

y

R

B) 2

C) 3

D) 4

E) 5

2.Se muestra un conjunto de resistores, donde R = 8 ohms. Determine la resistencia equivalente entre los extremos A y B. A

R

R

R

R

R

B

A) 3

B) 4

C) 5

D) 8

E) N.A.

3.Se muestra un conjunto de resistores, donde R = 5 ohms. Determine la resistencia equivalente entre los extremos x e y. R

x

R R

R

y

R

A) 3

B) 4

C) 5

D) 8

E) N.A.

4.Se muestra un conjunto de resistores. Determine la resistencia equivalente entre los extremos a y b (en ohms). 5

a

2

3

2

4

b

A) 6

B) 8

C) 3

D) 4

E) N.A.

5.Se muestra un conjunto de resistores cuyas resistencias son R = 4 ohms y R1 = 6 ohms. Determine la resistencia equivalente entre los extremos a y b. a

R

R1

R

R1

R

R1

R1

R1 R1 R1

b

A) 3 

B) 4 

C) 5 

D) 6 

E) N.A.

6.El circuito eléctrico todos los resistores tienen igual resistencia iguales a R, si el interruptor “S” está abierta la resistencia equivalente entre A y B es igual a 11 ohms. Determine la resistencia equivalente entre A y B cuando “S” está cerrado.

CIRCUITOS SERIE PARALELO

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5

ACADEMIA VIRTUAL SECLEN INFORMES: 992350395 R

A

R S R

R

R

R

A) 10 

B) 15 

B

C) 20 

D) 25 

E) N.A

7.Determinar la resistencia equivalente del circuito eléctrico entre los extremos “x” e “y”. 1

x

1

2 a

6

1

y 1

1

A) 1 

B) 2 

C) 3 

D) 5 

E) N.A

8.Determinar la resistencia equivalente del circuito eléctrico entre los extremos “x” e “y”. 2

x

2

3

2

a

2

y

b 2

2

A) 1 

B) 2 

2

C) 3 

D) 5 

E) N.A.

9.Se muestra tres resistores de resistencias R1 = 2  R2 = 3  R3 = 5  sometidos a una diferencia de potencial de 120 volts. Determine la caída de potencial V1, V2, V3, en cada resistor.

I

R1

R2

R3

V1

V2

V3

+

V

–

A) 24 V, 36 V, 60V D) 40 V, 20 V, 60V

B) 20 V, 40 V, 60V E) 24 V, 36 V, 50V

C) 10 V, 50 V, 60V

10. Se muestra tres resistores de resistencias R1 = 2  R2 = 3  R3 = 6  sometidos a una diferencia de potencial de V = 60 volts. Determine la intensidad de corriente eléctrica I1, I2, I3, en cada resistor.

CIRCUITOS SERIE PARALELO

5

6

ACADEMIA VIRTUAL SECLEN INFORMES: 992350395 R1 I1

I2 R2 R3

I3 I

+ – V

A) 30 A, 20 A, 10A D) 40 A, 20 A, 10A

B) 20 A, 40 A, 5 A E) 24 A, 36 A, 10ª

C) 10 A, 50 A, 5A

11. La caída de tensión en el resistor de resistencia 3R es 15 volts. Determinar la caída de tensión en el resistor 6R. 6R

R 3R

 +

–

A) 120 V

B) 180 V

C) 125 V

D) 40 V

E) 90 V

12. La caída de tensión en la resistencia “R” es 0,5 volt. Determinar la caída de tensión en el resistor de resistencia “8R”. R 8R 2R

 – +

A) 2 V E) 10 V

B) 4 V

C) 6 V

D) 8 V

13. Un hexágono regular junto con sus diagonales está hecho de alambres delgados. La magnitud de la resistencia de cada alambre es “R”. Determine la resistencia equivalente entre los puntos 1 y 2 como indica la figura.

1

A)

8 R 15

2

B)

6 R 15

C)

7 R 12

D)

3 R 4

E)

5 R 6

CIRCUITOS SERIE PARALELO

6

7

ACADEMIA VIRTUAL SECLEN INFORMES: 992350395 14. Doce alambres de iguale resistencia R cada una constituyen un armazón en forma de cubo. Determinar la resistencia equivalente entre los puntos 1 y 2.

2 1 A)

6 R 15

B)

7 R 12

C)

3 R 4

D)

5 R 6

E)

7 R 6

15. La figura muestra un cuadrado con sus diagonales, en cada lado de encuentra instalado un resistor de resistencia “R” y en cada diagonal de resistencia “2R”. Determine la resistencia equivalente entre los extremos 1 y 2.

R R

R

R

R R

R

1

2

R 8 7 3 5 7 R R B) C) R D) R E) R 15 12 4 6 6 16. Se muestra tres alambres de diferentes resistencias eléctricas. La resistencia equivalente entre A y B es 5 ohms. Calcular la resistencia equivalente entre A y C.

A)

A R

B A) 4,2 

6

4 B) 4,8 

C C) 5,5 

D) 4,5 

E) 5,0 

17. En la figura, los lados de cuadrado ABCD y la diagonal AC han sido construidos con el mismo tipo de alambre conductor. Si la corriente que pasa por la diagonal es de 6 ampres, determinar la intensidad de corriente eléctrica por cada uno de los lados del cuadrado (en A).

CIRCUITOS SERIE PARALELO

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ACADEMIA VIRTUAL SECLEN INFORMES: 992350395

A

B

D

C -

A) 2 B)

+

2 /2

C) 2 2

D) 3 2

E) 3

18. Determinar la resistencia equivalente del circuito eléctrico entre los extremos A y B. A

40

20

A) 10 

30

45

30

B) 15 

C) 20 

D) 25 

E) 30 

19. Determinar la resistencia equivalente del circuito eléctrico entre los extremos A y B. A

B R

R

R R

R

R R

S

A) 4 

B) 5 

C) 6 

D) 7 

E) 8 

20. El número de resistores mostrado es muy grande (infinito) y todas son iguales a 10 ohms. Determinar la resistencia equivalente del circuito eléctrico entre los extremos A y B. A  B

A) 10 

B) 16 

C) 20 

D) 25 

E) 30 

21. Determinar la intensidad de corriente que circula por el resistor de resistencia R = 3 . Todas las resistencias se miden en ohms.

CIRCUITOS SERIE PARALELO

8

9

ACADEMIA VIRTUAL SECLEN INFORMES: 992350395 12V R

5

2

3

2

4

3

2

A) 1 A

B) 2 A

C) 3 A

D) 4 A

E) 5 A

22. En el circuito mostrado todos los resistores tienen resistencia R. Si la llave S está abierta, la resistencia equivalente entre los extremos x e y es igual a 13 ohms. Determinar la resistencia equivalente entre x e y cuando está cerrado. S R

R

R

R

x

R

A) 13 

y

B) 15 

C) 26 

D) 39 

E) 40 

23. Se muestra un circuito eléctrico. Sabiendo que R = 5 ohms, determinar la intensidad de corriente I que pasa por el resistor de resistencia de 10 ohms. R

R R

10 R

R R

R R

R

R

R

12V

A) 1,2 A

B) 2,4 A

C) 3,6 A

D) O,6 A

E) 2,0 A

24. En el circuito, ¿Cuál es el valor de R (aproximadamente) de manera que la resistencia equivalente entre los extremos A y B sea 173 ohms? A

R

R

R

173

B

A) 58 

B) 87 

C) 100 

D) 173 

E) 346 

25. Se muestra ocho resistores iguales de resistencia 15 ohms cada uno. Determine la intensidad de corriente eléctrica que entrega la fuerza electromotriz

CIRCUITOS SERIE PARALELO

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ACADEMIA VIRTUAL SECLEN INFORMES: 992350395

16 V

A) 1 A A

B) 2 A

C) 3 A

D) 1,5 A

E) 2,5

26. Se muestra un conjunto de resistores, todos tienen igual resistencia R = 5 ohms. Determine la resistencia equivalente entre los extremos a y b. R

R a b

R

R R

A) 5 

R

R R

B) 6 

C) 4 

D) 8 

E) N.A.

CIRCUITOS SERIE PARALELO

10...