resistencia de los circuitos

Asignatura: Ciencias Naturales

Resistencia de los Circuitos

Profesora: Vernica Beatriz Alvarado Alvarado

Grado: 2 General A

Grupo 7

Gabriela Lisette Artero Moreno

Ftima Lourdes Gaitn Romero

Celina Noemi Serrano Franco

Kelsey Sara Telles Lpez

R e s i s t e n c i a d e l o s C i r c u i t o s | 2

INDICE

INTRODUCCIN .................................................................................................................................. 3 OBJETIVO ............................................................................................................................................. 4 Resistencia de los Circuitos ................................................................................................................ 5

Conceptos bsicos ......................................................................................................................... 5 La Ley de Ohm ............................................................................................................................... 6 Resistencia de los circuitos ........................................................................................................... 6

- Resistencia de los metales al paso de la corriente elctrica ..................................... 6

- Tipos de Resistencias ...................................................................................................... 7

- El valor de una resistencia .............................................................................................. 7

Asociacin de resistencias ............................................................................................................ 8 Clculo de circuitos: circuitos serie y paralelo ........................................................................... 9 Ejercicios Resueltos ..................................................................................................................... 10

CONCLUSIN .................................................................................................................................... 14 BIBLIOGRAFA ................................................................................................................................... 15 ANEXOS .............................................................................................................................................. 16


INTRODUCCIN Sabemos que la corriente elctrica es el paso de electrones por un circuito o a travs de un elemento de un circuito (receptor). As, concluimos que la corriente elctrica es un movimiento de electrones.

Estos electrones por los conductores pasan muy a gusto porque no les impiden el paso, pero cuando llegan algn receptor, como por ejemplo una lmpara, para pasar a travs de ella les cuesta ms trabajo, es decir les ofrece resistencia a que pasen por el receptor. Eso es precisamente la Resistencia Elctrica.

Algunos aparatos de la vida cotidiana en las que se pueden encontrar resistores son: las planchas, los calentadores o estufas elctricas utilizadas para calentar el ambiente de las habitaciones en invierno, los calentadores de agua, las secadoras de ropa, las secadoras para el pelo y la mayora de los aparatos elctricos cuya funcin principal es generar calor.

Para trabajar proyectos de circuitos complejos, debe comenzarse antes que todo por el fundamento, que es comprender los conceptos bsicos de voltaje, corriente elctrica, y resistencia elctrica.

Se ensear a realizar los clculos de los elementos anteriormente mencionados. Cada uno de los procesos es explicado paso a paso, de manera que se ha analizado cada cosa que se ha hecho en la prctica, y se presenta un fundamento terico y el anlisis matemtico de cada clculo.


OBJETIVO General

Introducir a los estudiantes en el conocimiento de la resistencia de los circuitos relacionndolo con los conceptos de Tensin elctrica e Intensidad elctrica, y la forma en la que se puede calcular la resistencia equivalente en circuitos en serie y en paralelo.

Especficos

Establecer las caractersticas de las resistencias, cules son los materiales que ofrecen mejor resistencia, cules son los tipos de resistores que existen y cmo determinar su valor basndonos en el cdigo de colores.

Calcular la resistencia equivalente de los circuitos, adems de la variacin de intensidad y la diferencia de potencial, aplicando frmulas matemticas basadas en la Ley de Ohm.


Resistencia de los Circuitos

Los clculos relacionados con la resistencia de los elementos de los circuitos elctricos y las intensidades de las corrientes se basan en la aplicacin de la Ley de Ohm y de unas reglas especficas sobre voltajes y las corrientes.

Conceptos bsicos

Tensin o voltaje: La tensin elctrica o diferencia de potencial (tambin denominada voltaje) Su unidad de medida es el voltio. Se representa con V. Se puede medir con un voltmetro. Puede definirse en como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo elctrico sobre una partcula cargada para moverla entre dos posiciones determinadas.

Intensidad, Corriente o Amperaje: La corriente elctrica o Intensidad elctrica es el flujo de carga elctrica por unidad de tiempo que recorre un material. Es la cantidad de electrones que atraviesa una seccin de un conductor en un instante dado. Se mide en amperios. Representado por I. Para ejemplificarla diremos que estamos en una ruta y por un instante detenemos el tiempo y contamos cuntos autos estn pasando en ese instante por ese punto. Tambin puede decirse que "la intensidad de la corriente que pasa por un conductor es directamente proporcional a la longitud e inversamente proporcional a su resistencia"

Resistencia: Es toda oposicin que encuentra la corriente a su paso por un circuito elctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulacin de las cargas elctricas o electrones. Daremos un ejemplo, si estamos en una ruta y est rota, los autos tendrn ms dificultad para transitar que si estn en buenas condiciones, adems cuanto ms ancha sea sta ms autos podrn circular a la vez, mientras que si tiene un solo carril pasar de un solo auto por vez.

Entre las tres variables o magnitudes que encontramos en un circuito existe una estrecha relacin, ya que si se modifica una de ellas influir en el resto. Esta relacin est definida por la Ley de Ohm.


La Ley de Ohm

La Ley de Ohm dice que la intensidad de corriente que circula a travs de un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial entre los extremos del conductor e inversamente proporcional a la resistencia del conductor.

En consecuencia: Si se eleva la tensin, aumenta la corriente. Si se disminuye la tensin, disminuir la corriente. Si se eleva la resistencia, disminuir la corriente. Si se disminuye la resistencia, se eleva la corriente.

Matemticamente, la Ley de Ohm se expresa:

I =

Siendo:

I Intensidad de corriente. Se mide en amperios (A). V Diferencia de potencial o voltaje. Se mide en voltios (V). R Resistencia elctrica del conductor. Se mide en ohmios ().

Resistencia de los circuitos

Se le denomina resistencia elctrica a la igualdad de oposicin que tienen los electrones al desplazarse a travs de un conductor. Normalmente los electrones tratan de circular por el circuito elctrico de una forma ms o menos organizada, de acuerdo con la resistencia que encuentren a su paso. Cuando la resistencia es elevada, comienzan a chocar unos con otros y a liberar energa en forma de calor. La resistencia de un material es directamente proporcional a su longitud (aumenta conforme es mayor su longitud) y es inversamente proporcional a su seccin transversal (disminuye conforme aumenta su grosor o seccin transversal)

Se denominan resistores, a los dispositivos diseados especialmente para introducir una resistencia elctrica determinada entre dos puntos de un circuito. En otros casos, como en las planchas, calentadores, etc., las resistencias se emplean para producir calor aprovechando el Efecto Joule.

Resistencia de los metales al paso de la corriente elctrica

Todos los materiales y elementos conocidos ofrecen mayor o menor resistencia al paso de la corriente elctrica, incluyendo los mejores conductores. Los metales que menos resistencia ofrecen son el oro y la plata.


Entre los metales que ofrecen mayor resistencia al paso de la corriente elctrica se encuentra el alambre nicromo (Ni-Cr), compuesto por una aleacin de 80% de nquel (Ni) y 20% de cromo (Cr). Ese es un tipo de alambre ampliamente utilizado como resistencia fija o como resistencia variable (restato), para regular la tensin o voltaje en diferentes dispositivos elctricos. Adems se utilizan tambin resistencias fijas de alambre nicromo de diferentes dimetros o grosores, para producir calor en equipos industriales, as como en electrodomsticos de uso muy generalizado como planchas, calentadores, secadoras de ropa y de pelo y la mayora de los aparatos elctricos cuya funcin principal es generar calor.

Otro elemento muy utilizado para fabricar resistencias es el carbn. Con ese elemento se fabrican resistencias fijas y restatos para utilizarlos en los circuitos electrnicos. Tanto las resistencias fijas como los potencimetros se emplean para regular los valores de la corriente o de la tensin en circuitos electrnicos, como por ejemplo, las corrientes de baja frecuencia o audiofrecuencia, permitiendo controlar, entre otras cosas, el volumen y el tono en los amplificadores de audio.

Tipos de Resistencias

En funcin de su funcionamiento tenemos:

Resistencias fijas: Son las que presentan un valor que no podemos modificar. Resistencias variables: Son las que presentan un valor que nosotros podemos

variar modificando la posicin de un contacto deslizante. A este tipo de resistencias variables se le llama Potencimetro

Resistencias especiales: Son las que varan su valor en funcin de la estimulacin que reciben de un factor externo (luz, temperatura).

El valor de una resistencia

El valor de una resistencia viene determinado por su cdigo de colores. Para saber el valor de una resistencia tenemos que fijarnos que tiene 3 bandas de colores seguidas y una cuarta ms separada.

Leyendo las bandas de colores de izquierda a derecha las 3 primeras bandas nos dice su valor, la cuarta banda nos indica la tolerancia, es decir el valor + - que puede tener por encima o por debajo del valor que marcan las 3 primeras bandas. Un ejemplo. Si tenemos una Resistencia de 1.000 ohmios () y su tolerancia es de un 10%, quiere decir que esa resistencia es de 1000 pero puede tener un valor en la realidad de +- el 10% de esos 1000, en este caso 100 arriba o abajo. En conclusin ser de 1000 pero en realidad puede tener valores entre 900 y 1100 debido a la tolerancia.

Los valores si los medimos con un polmetro suelen ser bastante exacto, tengan la tolerancia que tengan.


Ahora vamos a ver como se calcula su valor. El color de la primera banda nos indica la cifra del primer nmero del valor de la resistencia, el color de la segunda banda la cifra del segundo nmero del valor de la resistencia y el tercer color nos indica por cuanto tenemos que multiplicar esas dos cifras para obtener el valor, o si nos es ms fcil, el nmero de ceros que hay que aadir a los dos primeros nmeros obtenidos con las dos primeras bandas de colores.

El valor de los colores los tenemos en el siguiente esquema:

Asociacin de resistencias

Para el smbolo de la resistencia elctrica dentro de los circuitos elctricos podemos usar dos diferentes. Da igual usar un smbolo u otro.

Las resistencias se pueden conectar entre s de manera que el valor de la resistencia del conjunto sea diferente al de las resistencias asociadas. Se llama resistencia equivalente a aquella resistencia nica que equivale a las asociadas y puede, por tanto, sustituirlas sin que por ello se produzca ninguna modificacin en el circuito.


Existen tres tipos de asociacin:

- Asociacin en serie - Asociacin en paralelo - Asociacin de forma mixta.

- Asociacin en serie

Es la que resulta de unir el extremo de una resistencia con el principio de la siguiente. La resistencia total equivalente a la asociacin en serie, es igual a la suma de todas y cada una de las resistencias asociadas:

= + +

- Asociacin en paralelo

Es la que resulta de unir varias resistencias de tal modo que tengan sus extremos conectados a puntos comunes. La resistencia total ser ahora igual a la inversa de la suma de las inversas de las resistencias asociadas:

=

+

+

- Asociacin mixta

Es una combinacin de las dos anteriores. La resistencia equivalente se obtiene, asociando las que estn en serie, y las que estn en paralelo.

Clculo de circuitos: circuitos serie y paralelo

Los receptores, al igual que otros elementos de los circuitos, se pueden asociar en serie, en paralelo o de forma mixta.

- Circuito serie

El circuito serie, o con receptores en serie, es aquel que tiene conectados los receptores en cadena uno a continuacin del otro. En un circuito serie, la intensidad que recorre todos los elementos es la misma.


Las caractersticas de todo circuito serie son:

La intensidad es la misma en todos los receptores, y coincide con la intensidad total I que recorre el circuito, ya que solo hay un camino para el paso de los electrones.

El voltaje total V es igual a la suma de las cadas de tensin en cada uno de los receptores.

- Circuito paralelo

El circuito paralelo, o con receptores en paralelo, es aquel que tiene los receptores conectados de tal manera que tienen sus extremos conectados a puntos comunes. En un circuito paralelo, todos los elementos estn sometidos a la misma diferencia de potencial.

Las caractersticas de todo circuito paralelo son:

La intensidad total I que recorre el circuito es igual a la suma de las intensidades que atraviesan cada uno de los receptores.

El voltaje ser el mismo en todos los receptores, y coincidir con el voltaje en extremos del generador V, ya que la diferencia de potencial es la misma por estar todos los elementos conectados entre los mismos puntos.

- Circuito mixto

Un circuito mixto es un circuito en el que parte de los elementos estn asociados en serie y parte en paralelo. Para realizar clculos en estos circuitos, se hace un estudio de los mismos, viendo que partes estn asociadas en serie y en paralelo, para luego ir analizando y simplificando por separado.

Ejercicios Resueltos 1. En el circuito de la figura, calcular la resistencia total, la intensidad que circula y

las cadas de tensin producidas en cada resistencia.

Solucin: Calculamos la resistencia total:

= + + = + + =

Segn la ley de Ohm la intensidad total es:

=

=

=


Las cadas de tensin producidas en cada resistencia tambin se calculan con la ley de Ohm:

= = 12 3 = 36

= = 12 2 = 24

= = 12 5 = 60

= + + = 120

Podemos observar que en los circuitos de resistencias en serie la intensidad que circula es la misma en todos los puntos del circuito.

Mientras que la tensin vara en cada resistencia, dependiendo del valor de cada una de ellas.

EL CIRCUITO ELECTRICO

Ejemplo 1 Sea el circuito de la siguiente figura:

Datos

V = 10 V R1 = 5 R2 = 15

a) Calcula la resistencia equivalente del circuito. b) Calcula la intensidad I de la corriente que atraviesa el circuito. c) Calcula la diferencia de potencial en los extremos del generador. d) Calcula la diferencia de potencial en extremos de cada una de las resistencias y

el valor de la intensidad que las atraviesa.

Solucin

a) Calcula la resistencia equivalente del circuito: En este caso, al estar las dos resistencias asociadas en serie, la resistencia equivalente del circuito ser igual a la suma de las resistencias asociadas:

" = + = + =

b) Calcula la intensidad I de la corriente que atraviesa el circuito: La intensidad que atraviesa el circuito, teniendo en cuenta la ley de Ohm, ser igual a:

=

"=

= .


c) Calcula la diferencia de potencial en los extremos del generador: La diferencia de potencial en extremos del generador ser, en este caso, de:

V = 10 V

Tambin podemos calcular la diferencia de potencial en extremos del generador como el producto dela intensidad suministrada por el generador al circuito por la resistencia equivalente del circuito:

= " = . =

d) Calcula la diferencia de potencial en extremos de cada una delas resistencias y el valor de la intensidad que las atraviesa: En este caso, al tratarse de un circuito serie, la intensidad que atraviesa cada una de las resistencias es la misma que la intensidad que atraviesa el circuito:

= = = .

La diferencia de potencial en extremos de cada una de las resistencias, se calcular aplicando la ley de Ohm a cada una de las resistencias:

= = . = .

= = . = %.

Ejemplo 2 Sea el circuito de la siguiente figura:

Datos

V = 10 V R1 = 5 R2 = 15

a) Calcula la resistencia equivalente del circuito. b) Calcula la intensidad I de la corriente que atraviesa el circuito. c) Calcula la diferencia de potencial en los extremos del generador. d) Calcula la diferencia de potencial en extremos de cada una de las resistencias y

el valor de la intensidad que las atraviesa.

Solucin

a) Calcula la resistencia equivalente del circuito: En este caso, al estar las dos resistencias asociadas en paralelo, la resistencia equivalente del circuito (aplicando la frmula para el clculo de la resistencia equivalente de varias resistencias en paralelo), ser igual a:


"=

1

1

5+

1

15

= 1

4

15

= 3.75

Tambin puede realizarse de la siguiente manera:

" =

+=

5 15

5 + 15=

75

20= 3.75

b) Calcula la intensidad (I) de la corriente que atraviesa el circuito: La intensidad que atraviesa el circuito, teniendo en cuenta la ley de Ohm, ser igual a:

=

"=

. %= . (%

c) Calcula la diferencia de potencial en los extremos del generador: La diferencia de potencial en extremos del generador ser, en este caso, de:

V=10V

Tambin podemos calcular la diferencia de potencial en extremos del generador como el producto dela intensidad suministrada por el generador al circuito por la resistencia equivalente del circuito:

= " = . (% . % =

d) Calcula la diferencia de potencial en extremos de cada una de las resistencias y el valor de la intensidad que las atraviesa: En este caso, al tratarse de un circuito paralelo, la diferencia de potencial en los extremos de cada una de las resistencias es la misma, y coincide con la diferencia de potencial en extremos del generador:

V1=V2=V=10V

La intensidad que atraviesa cada una de las resistencias, se calcular aplicando la ley de Ohm a cada una de las resistencias:

=

=

=

=

=

= . (%


CONCLUSIN - Existen tres conceptos bsicos que debemos conocer para calcular la resistencia

de un circuito: La tensin elctrica o diferencia de potencial (tambin denominada voltaje) que Se representa con V y su unidad de medida es el voltio; la corriente elctrica o intensidad elctrica, representado por I y que se mide en amperios; y resistencia, representada por R y cuya unidad de medida son los Ohmios.

- Entre estas tres variables o magnitudes que encontramos en un circuito existe una estrecha relacin ya que si se modifica una de ella influir en el resto.

- Segn la Ley de Ohm: Si se eleva la tensin, aumenta la corriente; si se disminuye la tensin, disminuir la corriente; Si se eleva la resistencia, disminuir la corriente; si se disminuye la resistencia, se eleva la corriente.

- Un resistor es un componente electrnico que ofrece una resistencia al paso de la corriente elctrica.

- Los resistores ms utilizados en electrnica son las resistencias de carbn. Estas resistencias se miden en ohmios.

- El valor de estas resistencias est indicado por un cdigo de colores. - La misin de los resistores en los circuitos es limitar el valor de la corriente que

circula por un ramal o por un componente del circuito. Tambin se utilizan para limitar la tensin elctrica.


BIBLIOGRAFA http://www.areatecnologia.com/electricidad/resistencia-electrica.html

http://www.oni.escuelas.edu.ar/2001/bs-as/soluciones-electricas/page2.html

http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_ley_ohm/ke_ley_ohm_1.htm

http://aliciadiazcobo.files.wordpress.com/2012/05/electricidad3c2baresueltos_formulari.pdf

http://josepanadero.files.wordpress.com/2014/03/ejercicioscircuitosresueltosies-majuelo.pdf

http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctrica

http://www.youtube.com/watch?v=UYHsGDJVXj0

Las leyes de la electricidad - Bloque 3. Pgs. 228-233. Fsica 2: El gimnasio de la mente - Josip Slisko - Editorial: Pearson


ANEXOS

Tipos de resistencias

Resistencias fijas

Resistencias variables

Resistencias especiales


La resistencia elctrica funcionas de la siguiente manera:

En el dibujo de un circuito puede representarse de varias formas:

El valor de una resistencia puede calcularse mediante la tabla de cdigo de colores o con algn software especializado:

resistencia de los circuitos

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