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lunes, 15 de agosto de 2011

CIRCUITOS ELECTRICOS: FORMULAS Y EJERCICIOS


CIRCUITOS ELECTRICOS

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Un circuito eléctrico simple consta básicamente de cuatro elementos que son una fuente de energía (generador), un cable conductor, un aparato eléctrico (foco, resistencia, timbre, etc.) y un interruptor para abrir o cerrar el circuito



 Los elementos de un circuito eléctrico pueden ser conectados en serie o en paralelo.
Cuando dos o más resistencias están conectadas en serie, se encuentran una a continuación de otra y en cada una pasa la misma cantidad de corriente eléctrica. Si alguna de las resistencias se funde, se abre el circuito, es decir, se interrumpe totalmente la circulación de corriente. Un ejemplo claro de este tipo de conexión son los foquitos que adornan un árbol de navidad.


 En un circuito en donde las resistencias están conectadas en serie, la resistencia total del circuito se calcula mediante la siguiente fórmula:
Rt= R1 + R2 + R3 + R4 + .....

Cuando las resistencias se conectan en paralelo, uno de sus extremos se conecta a un polo del generador por medio de un conductor, y el otro extremo, al otro polo del generador, permitiendo así el flujo de la corriente eléctrica por diversos caminos. Cuando una resistencia se funde, la corriente eléctrica sigue fluyendo por las otras resistencias.




La resistencia total en un circuito en paralelo es igual a la suma del recíproco de cada una de las resistencias
Ejemplo:

Si tenemos tres resistencias en paralelo R1: 2ohmio, R2: 3ohmio, y R3: 6ohmios, la resistencia total es:?

cuando hablamos de resistencias en paralelo, esto quiere decir que la resistencia total será la suma de los inversos de las resistencias, y esto se logra con la siguiente fórmula:

1/Rt = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn.


Bien, ahora tomamos las resistencias y las ingresamos de la siguiente forma: 1/Rt = 1/2 + 1/3 + 1 / 6, ahora sumamos y obtenemos un resultado que es: 1/ Rt = 1, bien, ahora despejamos la Rt de la ecuación y tenemos que 1/1 = Rt, lo que nos dice que la resistencia total es de 1 ohmio.


Recuerda que cuando tenemos un circuito en paralelo, el voltaje se mantiene, la corriente se divide y la resistencia es la sumatoria del inverso de cada una. Cuando tenemos un circuito en serie, el voltaje se divide, la corriente se mantiene y la resistencia total es la sumatoria de todas las resistencias de forma normal. 
Los buenos conductores poseen gran cantidad de electrones libres, cuando estos electrones son sometidos a la acción de un campo eléctrico afectan un movimiento en sentido contrario al campo; es decir, cuando se unen los polos de una pila, los electrones se desplazan del polo negativo al positivo. El movimiento de los electrones es conocido como corriente eléctrica, en este caso la corriente es producida por una diferencia de potencial (voltaje) que se establece entre el polo negativo (bajo potencial) y el polo positivo (mayor potencial), pero también se puede obtener al transformar algún otro tipo de energía como la hidráulica, la térmica o la solar, o bien por acción química.
Intensidad de corriente eléctrica
La corriente o intensidad eléctrica es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe a un movimiento de los electrones en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C/s (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio. Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético, lo que se aprovecha en el electroimán.
El instrumento usado para medir la intensidad de la corriente eléctrica es el galvanómetro que, calibrado en amperios, se llama amperímetro, colocado en serie con el conductor cuya intensidad se desea medir.

Según la ley de Ohm, la intensidad de la corriente es igual al voltaje dividido por la resistencia que oponen los cuerpos:
 I = \frac{V}{R}

Ejemplo:
¿Cuál será la intensidad a la que se encuentra sometido un conductor si por él circula una carga de 21 coulombs durante 14 segundos?
Ley de Ohm
Los trabajos sobre electricidad que realizó el físico alemán Jorge Simón Ohm le permitieron establecer la dificultad con que fluye la corriente eléctrica a través de un conductor; también señaló la relación que existe entre la intensidad de corriente I , la diferencia de potencial V y las características (elemento, longitud, diámetro, temperatura) del conductor; con base en esta relación enunció la ley que lleva su nombre, la cual dice:
Ley de Ohm
La intensidad de corriente I que circula en un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial V e inversamente proporcional a la resistencia R del conductor.
Es decir:
I = V / R
 donde:
I = intensidad de corriente (A)
V = diferencia de potencial (V)
R = resistencia 
De la fórmula anterior se deduce que, en un circuito, cuanto mayor es el voltaje, mayor es la intensidad de corriente, y cuanto mayor es la resistencia, menor es la intensidad de corriente.
En el Sistema Internacional de unidades de medida SI, la unidad de la resistencia es el ohm y se obtiene de la relación entre el voltio V y el ampere A.


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