material de apoyo semana 4

5/17/2018 Material de Apoyo Semana 4 - slidepdf.com

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SE,RVII IC IO IN IACIOIN IA IL DE, .AP 'R IENDIIIZ:AJE

SENA

C.ENfRO MEfA.lMECA ..NICO REf310NAlA.NnOQUIA

CU IRSO V IIIIR TUIA IL

E ILECTR OIN I'CA BAsiliC A

lIE:VIE,S, B.AS,I ICAS IEJNII IE,lA lNAIL IS,I IS DIE, CIIRICUI'T 'O·S



Estamos Jlina.lliiz8Jrndoste modulo Y para oerrarlo 110haremos corn las le'yes 'que'

siinlte1iiizanlos prlnclplos die,un circujto eh§ctrico: IIeyes de OHM yWATT.

GEORGE SIMMON OHM JAMESWATI

INTIRODUCCICN

Usted podra calcular ciircuitos, utilizando Iley de OHM y ley de WATT, adernaspoora ver algunos dispositivos donde S8 aplica todla Iia teoria estudiada en este

modulo.

OIBJETIVOS

AI flnalizar esta sernana de estucio, usted estara en capacidad de:

• Aplicar las leyes de OHM y WATT en un circuito electrico.

• Identilficar las aplicaciiones de la teo ria de los campos electromaqneticos

• Identilficar las aplicaciones de la electricidad.

• lnterpretar los resultados dlel calculo aritmefico relacionando las diterentes

confiquraciones y caractenstcas circuitales basicas con resistencias.

• Seleccionar Iiaformula mas adecuaca para la simplificacion analitica die los

clrcuitos elecmcos con resistencias.

CONTENIDOS

• Leyes basicas en el anallsis de circuitos.

• Ley de OHM

• Ley de WATT• Calcuto aritrnetlco de resistencias serie, paralelo y mixto



LEX D IE OHM I

Esta Ire:llado:n que fue descublerta per Jorge Ohm nacldo erl 178'9, es la

ECUAC/ON FUNDAMENTAL de la clsncla de la elsctrtcldad. 'i f d~ce:

La intensidad de' la cor:rie,nt,e que, pas a par un circuito es difiec:tame'Mi'e

p.ropofiC;ona' al vo,taje ,aptlcada ,ein'Vers,amente propar,Gional ,ala .resistencia

Eln Iia practice, la II]ey de Ohm 'es utilizada par el ellectridsta para celcular

clrcultcs, dedd~r que conductcres va a emplear en una insta'~aciol1 y que tiipo de

fusibles debe usar para. promeger la ii il stalacl 0 1 1 ' 1 1 tamblen para. seleccionsr ell tlpo

de conductor y demes elementosa ultiil izar.

Ya sebs ustsd qu:,e la iirrlltensiidlada s,ea Iia cantida.d de corrlants ,de un clreultc,

depende de la tension y de la reslstsncia ,es ,este circuito. Ha vlsto tamblen que si

par urn clrculto pasa elsrts cantidad de corrlants, ssto se debsa que Ulna ;uelrza

ellectr,emotriiz, vOllitaje 0 tenslon la obli'ga a hacsrlo y que la in.tensidad de la

corrlents ssta limitadla pOI" la reslstsncla, Es declr que si Ie dames valores

n,umelr~cos a la corriente. Esle vallor dependsra de:~valor 'que 1I:ell'lgana tension y

lie resistencia.

La form ule matematlca die la relaclon entre tres tectcres es:

RES!ISlENCIA

TENSION (FE M):INlfllErN!SIDAID =

En esta ulltiimaf:6rmulla 0 ecuaclon:

I nosrepreseerta Iiaintensidad

V nIIOS representa la tell1!sioll1l voltaje

R nos reprssenta I~areslstencia



IEjemplos dieAplliic,aciolil,de La IL,eyde Ohm

1 _ 5i en un circuito electrico la tensiorrtiene un valor de 1e m voltlos y I~aresistencia

un valor de 1 1 0 chmnlos: l,cual sera, ,elva'lbr de 161n tensl dad?

o sea. que

V= WO voltios

IR = 1 1 0 ohmlos

1= ? amperios

S~ iapli:camos 1161Leyde Ohm:

1= ~R

y reemplezarnos las let,ras par sus valores 1 = 100

10

Y simplficarnos 1 1= '1 1 3 amperjos

EIvalor de I!alrrtensldad sera de 10amp'erios.

2. Supo:ngamos 'que!apllcarnos el clrculto una f.E,M: mayor y en , consecuencla la

tension se dupllca 0 sea, aumenta a 200 'Volmio,s.m no camblamcs la

reslstencla, iGtU§ pasara conte IINTEINSIDAD?

volvamos a la L,ey de Ol~m: 1 = V

R

T en emo s e rn to li1 IC eSque: V = 200 V R == 10n 11=?A Observe que ahora en

Ilugar de los tsrmlnos vottlos, ohmlosyamperios uttllzamos sus

correspondjentss siglla.s:V,n y A,



Reempl,azandlo: I = 200

10

Alaumentar la tension, al doole la lntensldad aumenta tamblen al doble .. Se'

curnple entoncss lia regl!a que haolemos enunctaco antes:

IlA INTENSIDAD IES DIIRIECTAIMENTIE PIROPORCIONAL.A LATENSIOM

3.. Si respecto delpdmsr case hacernos varier la resistencia aumentandcla a 20

ohmlos, conssrvando iigua~lla tension, ,que pasara con la irnten!sidad?

IProoedemos de lamlsrna manera en la apllcaclon de la lLey de Ohm:

II=VlR 1=100

20

II=sarnpenos

lPu:ede observer que Iia intensidad dlsminuyo respec1to del primer case,

cumpllendose tarnblen I,areg[a menciionada antsnorments.

lA INTENS!IDAD ES INVERSAIMENITE PIROIPORCIONALA LA RESISl fENCIA

Diiiveirsas Formas de' IF'resellltar la L,ey IDeOlillrn

La Ley de Ohm tamblen puede presentarse de otrastormas;

Tensioll = lntensidad x IResiistencia IQ Valtio,s= Amperios x ohmlcs

v=I x R



EJEMPL. .O

All medir la lntensldad de corriiente ell un clrculto se obtcvo urnva'~orde 5 ampsrios

y, al medir la resistencla, un valor de 410ohmios. LCual sera la tension 0 voltaje del

clrculto?

Apllcamos la Ley de OhmV=lxR

Reempllazamos los vetores: V = 5 X 40

Y obtsnemos V = 200 voltbs

o sea que la tension an el clrculto es de .200 voltlos ..

Sii conoce ell vol~aj:e y la int,ensidadl de Iia corrlente pcora calcular entonces Iia

reslstencla epllcando la sigui'ente forma de IiaLey de Ohm.

Ohmiios = VolUosampsrlos

iR:esii;stendia= Voltajelntensldad

EJEMPLO'

Si: V= 100 volflos 1= 5 empenos IR = l.Que valor tiene?

R = V IR = 100 J 5

II

R = 210chmlos Este clrculto tii,ene20 ohmlos de reslstencla,

A!I utlllzar la L.ey de Ohm, lias cantldades deben exprasarse en las unldades

baslcas de Intensidad (amperios) tension (vottlos] y reslstencla (ehmlos) ..

SII se da una cantidad en unldadss mayorres (multlplos) 0 menores (sub.

multiples] primero que todo se lies debe convertlr a ....ltlos, ohrnloso amperios

segun el caso,



~p'licaci6n de la L,eyde O ' l i u I 1 I en Circuito Serie

Todo conductor ofrece una resistenclaal paso de la corrlente electrica .. Si esta

res'ist,erllciia es pequ1eiia, conduce blsn la cerrlente elledri:ca. y se d~ice que SIJl

conductancta e5 grande ..

IExlPl'1esion f[!Sica de una resiistenda

Sim'bolo EUln'opeo

Simbomo 'genera.1

Resister-cia (R) = llCondudancia (G), Q = HSiemens

Se 1IIIamareslstanclea los elementos ,eledricos cuya fiill' l;alidades hacsr

oposlclonal paso de la cements electrlca

Enl un circulto en .se'r.iela reslstsncla t,otal de IlH' circulto es iigual a la suma de Illas

rssistsnclas parclaies die ese circulto, La resis·[,ernciiaiota.ll de un cireulto ell sel'iie,

que 1lllamamo,s IRr, pusde buscarss spllcando Ilia Illeyde ohm, sl 5e conocen Illasilntensidades de la conriente y ellJo,ltaje apUcado al clreulto.

1R2total = 111OV

IRS

R 10lrAL= 1R~_,_R2 + 1R:3 (para clrculto serie)



Datos conocldos V = .~11 V, IITOTAL = 2A. Datos desconocldos RIOTAl = ?

Recordando Iia Iley die ohm: II = V/IR deducirnos 'que: R rorxt = V= 110 VI I TOTAL

=2A

RroTAl= 11Gv = 55 '(1

2A

Esio quiere decir que en el clrculto de lis fligura antertor las tres reslstencias

(IR1 .,.IR.2 _,_R3) va.llen 55 ohmlos, 0 mejor, qlJl,e estes trss rsslstenclas pueden

reemplazarse por una eoulvalente de 55 Il.

Apllcacion de la l.ey de Ohm en Circuito Pallalell:o

Enl urn clrculto en paralelo la resistencia total es iglllal al prooueto de las

reslstsnclas parclales de ese clrculto diividido por el tomaldel valor de lias mismasasi:

I I R T=R~ x R 2

R1 .,. R2

Callcul,emos ahora el siguiente circuito:

R1 R2 R3

50l"

ApHcand:o latormula anterlor reallcemos 1 1 0 5 sigu~en~es dos pasos:



1° Simp'll imiqll~lemosll clrculto teniendo 'en cuenta unlcamente a R1 Y IR2, asi:

R1 R2

50 50

R . i I " =R~ x R 2

s )! 5 25 ,RT", _, := ,2 '..5Q

5 1 + 5 10

R .T parc!~;]] 2.50.

2 Q Ahara, ha'lll!amos,el valor lola I dell drcui]o en paralelo tenlendo en cusnta el

valor ,Je la IRr paretal y la R3 que teniamos pendiente asl:

RT PA:RClilil2.50 R3 10

:Q



R l = 2..50. x 100 25

= 20.

2.50+ 100. 12..5

F i ina il imen te tenemos :

R if

2 0.

Dedluci i imos entonces que, e·llclrcunoA es equ lve len te al cim l!lito lB..

RJ1 R2

50R T :2:0

Ciircuito A CiN~uito B

La resistencla tala I de urncirculto en paralelo, que llamamos R T . puede buscerse

apHcando la ley d~eohm, si se ceaocen las intensidadles d~ea corrlents yell vdlitaje

apncado al clrculto,

Api lquernos un volta] e die 12V a nuestro clrculto ,cilllya corrients es de 7.5 amperlos

y calculernos I R . i I i con la I l e y de Ohm:



R = V I I

I E = 12VI ,- 7.SA

I R = ?1 .r total = 7.&'\ 1

RT = l?

Ahora:V total = 12V

I R = 12/7.5

Calculo de la RTpara ctreultcs Mixtos

En esta oonfig,ulr(!M::ione ssten Comblnando cerectsrlsticas circuitales serie y

psralelo de manera mas compleja. Estas tlpos de' clrcultos se catculan par autocrltsrlo, utlllzando I~as6nmll~J!asestablscldas para los circuitos: serie y palra'l~eh).

Vlisualicemos yana'lli,cemos e~11igu~:el"llteesquema:

R3

+R 1 1 0

I

R2 D R4

12 \1 . -

• Las resistenci€N3 Rt y R.2, estao cooectede« en serie; ies resistenciasR'3, R4 Y R5, .tambien esUm ensetie.

• La serle R1 y ,R2, estiln eonectedes en p,aral/e~o con te otra serie'

fbrmada' por R3, R4 JI R5..

• En conctusiomIenemo« un cir:cuito MiXrO seri« pauli/ella simple,.



Sim:plificaci:6n de elrcultos IR,esiistivos

Los clrcultos MIXTOS mielnen que ser slmplltlcados antes de caleuler SUI RT,

generallCio les reslstenclas uotales de ram a'ii parcial; hay dos maneras de

sim pi iflical~lo:

1- Agrupando resistencias en sene:2- Agmpando resistencies en paralelo,. est:

12V

R3 50'0.

R1

R2

20Q

1 1 I

Fit

GHUPO

#:2

R2

GfilUPO#1

600

R3

R4

filS



A,grupemos:

Grupo '# 1

Rt1 = .R 1 + - R.2

R t1 = 40Q + 20Q

R t1 = 60,Q

Grupo 12

R t2 = R3 + .R4 "* " R5

Rf2 = son + 600; +-10Q

R t2 = Hon

La. simplliflicaci6:riI nos qusda de Iia si:g~ien~e manera:

12V

Cai/cu!emos ahara:

RI1 x Rl2 16 0x 1 2 , ( 1 ' '.200

R~ = = _ . . - 40 QRI1 + Rt2 60 + no 180

RT = 40.Q ( 6hmios ).

400



LEY D'E WATT

l.a potend03ell~edlrtcase mide en vstios, en homenaje a James Watt, quiet1lliiea~izo'os tlrabajos que

Hev:awll'Ua'lestablecim iell1l\ode los con ceptos de potencia, y di:c~6I ia 1I IIamada I 'ey de Walt

"lILapoteneia electrica suministrada po:run receptores directamentepreecrcionala latension dela a'l~rnenta,d(m(v) dell circuito y a la iltlltens[dad( I jque cireule pur e:I"

ley de wattII P = Vxl

En donde P= potencia en Vatios

V = Tension en voltiosI = lntensidad

Unidad de Medidill de 1 0 1 Potenciill

l.a IUIntdadde medida de 103pntencia es ell VATIO\( se representa por la I:etr~aW, siendo SIUj

equlival:enl:emecareco el julio I segundo.

IEjiemp!lo

Los datos de~ejempllo son:

v = 1 ( JO \ to ,mas

1 1 1 = 12 arnperios

p= ?

P=VXI

P= 100x 12

P= 1..200 vatios

10espejsnde term iaos de la fO~mula P = V X I, se pueden halllair l!asfollT1lllillllaspam:



a.) Tension [ V }

P=VXI

Despejsndo V , queda

b.) InlTIensidiad[II )

P=VXI

Despejando I, queda

Estas forrnulas SOil muy practicas. Le pe~mitirim solucionar aquellos problemas que se preserrtan

con mas fmuJemj'aJ.

Ejem~lo:

Una lampara incandescentetiene 125 vo~lt[osy 100W. Cual sera! la intensidad?

P= 1'00vatics

V = 125 vonios

I =?

1= . . . . E :

V

1= 100

12.5

I = 0.8 arnperios

Mu'ltipll,os y Su'bmultiplos del Vatio

Como en el caso del vomo y el arnperio, el voltio ~ie;l le sus mulliplbs y slLJbm!iUl~iplos,que son

uti Iizados frecu eale mente.

Multiplos Slmhelo EquivaleaMegavallio MW 1.000.000W

Ki'I'ovalio ~ .OO[)w

VaJtio wMW O,I[)01W

Miuovaliio O ,OOO (J 01 W



Usted UJlliil'izara,mueho la II'ey de Watlt e;m,el ca'lc.UJllode mstalaciones de anrmbrado y fuerza rnetriz,

para deterrninar lias especifieaclones del alumbrado, las clases defusihles qlUlese requieren, el tipo

de con~ad'ory en genelral, ~odos ~osaccesorios de IUlM! [ns~ala.cioru..

(:ombirn3ci'6n de las lLey'es de .ohm 'IWatt

Pam empezar, hagla U1nbreve reeuente de amibas I'eyes:

1. Ley de Ohm V= Ix R

Z.LeydeWaU P =Vx I

Si al apHc8In'10 1ey de Watt no conoce 1113,ension (V = 1), usted puede reernplazsr este valor por un

valor de V en 1 11 81ey de O linm , a st

(lNalrt) p= V.x III

P= g x R) x IP=I x R

Entonces: II p= 1 1 2 X I R

o sea, que la potencia (en vatios de un cireuitc es d irectarnente propcrcionel a 1181n tensidad que

circula por este, elevada al cuacrado y multipliceda por Ifa resistencia.

Otratorma de presentar IiaIley de Ofilm es:

v

R

Si en 11101'ey de Watt (IP = V x I), se reempiaza ell valor die I pm el que da la ley de Ohm, se tieneqae:

v2

p=-

R

V

iP=:VX-

I R

De dlolillde se dledlUlce que la potencia ered"~ca, en U1ncircuito dOmldese conozca I la~ensi6n y 1103resisteneia, es igllal a 10 1ension e le va da a Ilia c ua dra do y d iv id id a p or la re sis te ncie .

Resuanieado, se dioe que se IPu:ede ~nalilliu1101otencia en vatios asi:

1 1 . IP= V.x IIi(ocmoclielilldo 181ension y Iia linlensidlad)

2 . p= f x IR (,conoden'ldo 1181ntensidad y Iia resisteaeia)

3. p= V2

f 1R(,conodeill.do~ensi6n y Iia resistencia)



EI siguiente cuadro es un resumen de las formulas que combinan las dos leyes hasta ahoraestudiadas; nos sirve para hallar los 4 facto res que mas cornunrnente se emplean en electricidad y

electronica a saber I, V, P YR.

La circunferencia esta dividida en cuatro cuadrantes y en cada uno de estos tenemos al centro el

factor cantidades conocidas.

Rueda de formula

Si en las formulas anterieres despeja los valores de V, ~Iy R, usted enconlrara otra forma de hallsr

dicli10s valores, Iparil[elldo de lafformu'llaJde potencia.

Ejemplb:

1'. eaJkllleu la poteacta que surninistra una resistencia de 5 Kf! cuando se te aplica una!

tension de 10[) vcllios,

IDatos: R= 5 KO (y sabernos que 5 K : r . ! equivate 5.000 0)

V=10[)W

S~Iobserva la f6nmu'llaJ3,.ve que p= V2/IR conocidas.Alaplicarla tieneque;

lI P = 1 1 [ ) ( J ~ f 5 ( J O O

lI P = 1 1 [ ). O O O 1 5 . [I (J O

IIP= HU5

lI P = 2 V a Jb io s .



Ilu eg lo ra resistencia produce 1 ~ _ J I 1 l a potencia de 10 vatios wando la tel i1S[CH1Is de 100 vol!iios.

LQw§~ensi6i1 se ~edebe aplicar a una resistencia de 1144D, cuando 'a potenciaes de 0,1 KW?

Observe las f 6~ml ll 'I 'aJs de ~laJnUJeday eneentrara ls eC'UJaJci6n:

lI P = V "2 f H

IOes;peje la tension:

V2=~

Como se sabe que P = 0,1 KVVequivatea 100lN, Y que el valor de Res de

1'414:0.,basta reernplazar estes valores:

v = HJO x 1 44

V = yl14,400

V= 1'20 voltios

o seaque latension ap~l[cada es de 120 voltios.

FUENTES BII IBLJO'GRAFIICAS:

Cartillas FAD. Publicaciones SENA... Proqrama a distancie SIENA, Ano 11990

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