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Colegio Técnico Profesional San Pedro de Barva Electrónica Industrial Profesor Juan José Arias Gamboa Año 2014 Capítulo 3 Circuitos en Serie 1 Capítulo 3 Circuitos en Serie

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 1

Capítulo 3

Circuitos en Serie

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 2

Introducción

La mayoría de los circuitos son una combinación de tensiones y cargas, que le permiten a las corrientes utilizar diversos métodos de funcionamiento en el circuito. La complejidad del circuito realmente no interesa, pues cada circuito individual seguirá las leyes de la teoría fundamental. El comprender estas teorías nos ayudará a analizar y a conocer las condiciones de trabajo de los diferentes circuitos bajo diversas condiciones.

A todos los circuitos se les suministra energía de una corriente directa (CD, DC) o de una fuente alterna (CA, AC). A pesar de que hay diferencias básicas entre circuitos AC y DC, es correcto usar las teorías, reglas y definiciones de un circuito DC para otro de AC. Por lo tanto, en este capítulo explicaremos el concepto de un circuito en serie que trabaja con una fuente de CD, así como para explicar la Ley de Kirchhoff de la Tensión (Voltaje), llamada KVL y la regla de división de la tensión.

3.1 Circuito en Serie

Si ambos terminales en sendos dispositivos se conectan a una unión común y no existe ningún otro dispositivo con corriente conectado a esta unión, la conexión se conoce como una serie. En la Fig. 3.1 están conectadas dos resistencias R1 y R2 a una única unión, por lo que se considera que están en serie.

Fig. 3.1 – Resistencias en serie Fig. 3.2 – Circuito en serie

En la Fig. 3.2, el suministro de tensión y las tres resistencias están conectadas en serie. La corriente sale del terminal positivo de la fuente de

Unión única

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 3

potencia y pasa a través de las tres resistencias, para regresar luego al terminal negativo de la fuente.

En este circuito podemos ver que la fuente de tensión E está conectada en serie a la resistencia R1, que ésta está conectada en serie con la resistencia R2, que a su vez está conectada en serie con la resistencia R3 y finalmente ésta está en serie con la fuente de tensión E. Esto constituye un circuito en serie.

Hay una característica importante en este circuito en serie: la corriente que entra en un dispositivo es igual a la corriente que sale del mismo. La razón para esto es que no hay pérdida de corriente en ninguna de las uniones, por lo que tenemos que:

La corriente que pasa a través de un dispositivo en un circuito en serie es siempre la misma

Este enunciado nos ayudará a comprender los circuitos en serie y sus características.

3.2 Ley de la Tensión de Kirchhoff

La Ley de la Tensión (Voltaje) de Kirchhoff es de mucha importancia en circuitos electrónicos. Se define como que: En un circuito o lazo cerrado, la suma algebraica del aumento de potencial y de la disminución de potencial o tensión es siempre igual a cero, lo que matemáticamente se expresa como:

V = 0 para un lazo cerrado (3.1)

En esta ecuación, la letra griega significa ”suma”, y la letra V significa la tensión o potencial en aumento o en disminución. El lazo cerrado consiste en tomar un punto fijo como partida, atravesar todo el circuito y regresar en la dirección opuesta al punto original de salida.

Existe otra definición para la Ley de la Tensión de Kirchhoff, que enuncia que: La suma del potencial en aumento es igual a la suma del potencial en disminución que atraviesa el circuito cerrado, es decir:

Aum = Dism para un lazo cerrado (3.2)

En el circuito de la Fig. 3.3, tomemos el punto w como inicio y recorramos el circuito I con la dirección de la corriente. Al pasar por la fuente de

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 4

potencial E hay un aumento de tensión entre el punto w y el punto x. Nos movemos luego del punto x al punto y y pasamos por la resistencia Ra, donde hay una caída de tensión Va. Al pasar por las resistencias Rb y Rc hay caídas de potencial Vb y Vc. Utilizando la Ley de la Tensión de Kirchhoff en un circuito cerrado, obtenemos la siguiente expresión matemática:

E – Va – Vb – Vc = 0

Fig. 3.3 – Ley de la Tensión de Kirchhoff

Podemos seleccionar cualquier dirección para la corriente al escribir la Ley de las Tensiones de Kirchhoff. Si seguimos la ruta wzyxw (opuesta a la dirección de la corriente) para atravesar el circuito, obtenemos:

Vc + Vb + Va – E = 0

Estas dos ecuaciones se pueden verificar mediante un cálculo simple.

Ejemplo 3.1: En la Fig. 3.4 verifique la Ley de las Tensiones de Kirchhoff.

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 5

Fig. 3.4

Respuesta: Escriba la ecuación siguiendo la dirección de la corriente:

15V – 2V – 3V – 6V – 3v – 1V = 0

3.3 Resistencias en Serie

Es posible simplificar todos los circuitos complejos. Con un ejemplo podemos explicar la manera de simplificar un circuito con una fuente de tensión y varias resistencias en serie. Véase el circuito de la Fig. 3.5

Fig. 3.5

En vista de que el circuito es una trayectoria cerrada (lazo), la fuente de tensión producirá corriente en el circuito. Esta corriente creará una caída de tensión en cada una de las resistencias, ya que:

Vx = I x Rx

Aplicando la Ley de Kirchhoff de las Tensiones en el circuito cerrado, tenemos que:

E = V1 + V2 + ... + Vn

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 6

E = IR1 + IR2 + ... + IRn

E = I (R1 + R2 + ... + Rn)

Si reemplazamos todas las resistencias por una sola equivalente RT, el circuito será como el que se muestra en la Fig. 3.6.

Fig. 3.6

Usando la Ley de Ohm obtenemos que:

E = IRT (3.3)

El circuito en la Fig. 3.5 es equivalente al de la Fig. 3.6, por lo que podemos concluir que: Si hay n resistencias en serie, entonces la resistencia total será igual a :

RT = R1 + R2 + ... + R n-1 + Rn (Ohmios, ) (3.4)

Si estas n resistencias tienen todas el mismo valor, entonces la resistencia total será:

RT = nR (Ohmios, ) (3.5)

Ejemplo: Determine la resistencia total del circuito en la Fig. 3.7

Respuesta:

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 7

Fig. 3.7

(1) RT = 15 + 20 + 30 + 35 = 100 (2) RT = 4(15 k) = 60

Cualquier fuente de tensión conectada a los terminales primero y último de una resistencia en serie tendrá el mismo efecto que conectar los dos terminales de la resistencia RT y se obtendrá la misma corriente. De la Ley de Ohm se tiene que:

I = E / R (Amperios, A) (3.6)

La potencia de disipación para cada resistencia es:

Pn = I n2 Rn (Watts, W) (3.7)

Al usar la resistencia equivalente RT para reemplazar, la potencia es:

PT = E I (Watts) (3.8)

Debido a la ley de conservación de la energía, la suma de la energía disipada por cada resistencia es igual a la potencia suministrada por la fuente, y

PT = P1 + P2 + P3 + ... + Pn (Watts) (3.9)

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 8

Ejemplo 3.3: Determine los valores siguientes para el circuito de la Fig. 3.8:

(1) Resistencia total RT.(2) Corriente I del circuito(3) Diferencia de potencial entre cada resistencia(4) La potencia de disipación de cada resistencia del circuito.(5) La potencia suministrada por la fuente de tensión(6) Verifique que la suma de la disipación de potencia de cada resistencia

es igual a la potencia suministrada por la fuente de tensión.

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 9

3.4 Fuentes de Tensión en Serie

Si en un circuito en serie existen muchas fuentes de tensión, se pueden reemplazar por una única fuente de tensión equivalente. El valor de esta fuente es igual a la suma de estas fuentes individuales de tensión. Tales fuentes individuales tienen también diferentes direcciones de conexión, por lo que es necesario tomar en cuenta la dirección de la conexión de cada una de ellas para poder determinar la magnitud y polaridad de la fuente equivalente.

Si todas estas fuentes de tensión están conectadas en la dirección en que aumenta el potencial, entonces la magnitud de la fuente de tensión equivalente es igual a la suma de todas las fuentes de tensión, como se muestra en la Fig. 3.9.

Respuesta Fig. 3.8

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 10

Fig. 3.9

Si las fuentes de tensión no están conectadas todas en la misma dirección, entonces la magnitud de la fuente equivalente de tensión es igual a la diferencia entre fuentes de tensión de diferente polaridad. La polaridad de la fuente equivalente de tensión es la misma que la de la suma de mayor valor, como se muestra en la Fig. 3.9.

Fig. 3.10

3.5 Cambios de Posición en Dispositivos en Serie

La secuencia de dispositivos conectados en serie se puede cambiar y mantener el circuito funcionando sin verse afectado.

Los dos circuitos de la Fig. 3.11 tienen dos fuentes de tensión iguales y las mismas tres resistencias, de tal forma que son el mismo circuito.

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 11

Fig. 3.11

Generalmente se necesita volver a dibujar el circuito para que sea fácil de leer. Por lo tanto es necesario idear la forma de indicar las posiciones con el objeto de simplificar los circuitos antes de analizarlos.

Ejemplo 3.4: Simplifique el circuito de la Fig. 3.13 como si fuera una única fuente de tensión y 4 resistencias en serie. Determine la dirección de la corriente y la magnitud del circuito equivalente

Fig. 3.12

Respuesta:

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 12

El circuito se puede volver a dibujar en dos pasos, como lo muestra la Fig. 3.13, pero debemos cambiar en forma correcta las fuentes de tensión, ya que es fácil de equivocarse y asignarles la polaridad equivocada. Probablemente el método más fácil es seguir el circuito para ir colocando cada una de las fuentes de tensión en su nueva posición.

Como los dos circuitos (Fig. 3.12 y 3.13) son equivalentes, entonces son iguales las direcciones de las corrientes.

3.6 Regla de División de Tensiones

En la Fig. 3.14, la resistencia total es igual a 10 k y la corriente I = 2 mA. De la Ley de Ohm sabemos que hay una caída de tensión V1 = 4.0 V en R1, y que para R2 es 4 veces mayor, por lo tanto, V2 = 16.0 V.

Fig. 3.13

Finalmente, la corriente tiene dirección contraria al reloj, con una magnitud:

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 13

Fig. 3.14

De la Ley de Kirchhoff sabemos que la caída total de tensión debe ser igual al aumento de potencial en la fuente de tensión, es decir,

E = 20 V = 4V + 16V

Del anterior enunciado podemos obtener la regla de división de tensiones, que dice que la tensión aplicada en un circuito en serie producirá una caída proporcional de tensión en cada resistencia, según sea la magnitud de la resistencia. Esta regla se puede usar para determinar la caída de tensión en cada resistencia en serie sin tener que calcular primero la corriente. Cuando estudiamos la Ley de Ohm para determinar la corriente de un circuito resistivo en serie teníamos que la corriente es:

I = E / R (Amperios, A) (3.10)

De aquí que la resistencia total de las dos resistencias en la Fig. 3.14 es:

RT = R1 + R2

Usando de nuevo la Ley de Ohm, la caída de tensión de cualquier resistencia en el circuito es:

Vx = IRx

Sustituyendo ahora la ecuación (3.10) en la ecuación anterior, podemos expresar la ley de división de tensiones para dos resistencias como una simple ecuación:

Vx = (E / RT) Rx

En general, para cualquier cantidad de resistencias en serie, la caída de voltaje en cualquier resistencia es:

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 14

Vx = (Rx / RT) E

Ejemplo 3.5: Use la ley de división de la tensión en la Fig. 3.15 para calcular la caída de voltaje en cada resistencia. Verifique que la suma de las caídas de tensión es igual al aumento de tensión suministrado por la fuente de potencia del circuito.

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 15

Fig. 3.15

Respuesta:

La suma de caídas de tensión es:

Ejemplo 3.6: Use la regla de división de tensiones para calcular la tensión en cada resistencia del circuito en la Fig. 3.6

Respuesta:

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 16

Del ejemplo anterior obtenemos dos puntos importantes: Si una resistencia es mucho más alta que la otra en el circuito en serie, entonces la caída de potencial en esta resistencia más alta es casi igual a la tensión total. Por otro lado, si una resistencia es mucho más baja que la otra en el circuito en serie, entonces la caída de potencial en esta resistencia más baja es casi igual a cero. En general, si una resistencia en serie es unas 100 veces más que la otra resistencia en el circuito, entonces la resistencia más pequeña se puede ignorar.

3.7 Tierra

La función de la tierra es proporcionar un punto de referencia o punto común para el circuito, y como potencial de referencia durante el diseño del circuito. El símbolo normalizado para la tierra se observa en la Fig. 3.17(a). El uso de este símbolo simplifica mucho el circuito. Se escoge cualquier punto en el circuito como punto de referencia (tierra), ya que esto no afecta las características del mismo. Los circuitos de la Fig. 3.18 son todos equivalentes, a pesar de que tienen diferentes puntos de referencia.

El bastidor metálico de los instrumentos generalmente están “aterrizados” mediante un alambre de tierra. Este tipo de método de aterrizar se denomina tierra del instrumento, cuyo símbolo se muestra en la Fig. 3.17(b).

Para evitar un golpe eléctrico, el cable de tierra generalmente se conecta utilizando la unión provista en la caja del instrumento. Si sucede algo anormal en el circuito, el bastidor puede canalizar el flujo de corriente en la dirección de la tierra (a manera de bypass del seccionador termomagnético o del fusible), evitando así que el operador no sufra daños.

Fig. 3.17

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 17

Fig. 3.18

3.8 Subíndices para Indicar Tensión

3.8.1 Subíndice Doble

Si deseamos expresar el potencial entre dos puntos (punto a y punto b en el circuito), entonces utilizamos subíndices (por ejemplo Vab). La primera letra indica un punto principal, y la segunda es un punto de referencia, lo que es una forma apropiada de indicación.

Considérese el circuito en serie de la Fig. 3.19:

Fig. 3.19

Si llamamos a los nodos del circuito como a, b, c, y d, entonces sabremos que el nodo c tiene un potencial más alto que el nodo d, lo cual puede expresarse como Vcd = +50V, siendo redundante el signo positivo, y

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 18

expresa que el potencial en c en más alto que en d. Si examinamos el potencial que debe haber entre el nodo d y el nodo c, encontramos que el potencial en el nodo d es más bajo que en c, lo que matemáticamente se expresa como Vdc = -50V. De lo anterior se obtiene la siguiente fórmula general:

Vcd = Vdc

Esto es válido para los nodos arbitrarios c y d del circuito.La corriente que pasa por las resistencias inducen caídas de potencial

en el circuito, como se muestra en la Fig. 3.19. Si llamamos en forma correcta a las caídas de potencial y a las polaridades de las resistencias, entonces se puede usar la siguiente fórmula:

Vbc = +20V Vcb = -20V Vcd = +50V Vdc = -50VVda = +30V Vad = -30V

Si deseamos determinar el potencial entre dos nudos cualquiera del circuito, el método fácil es sumar todos los potenciales entre esos dos nodos. Debemos considerar la polaridad del potencial. El potencial o tensión entre los nodos b y d se puede determinar de la siguiente forma:

Vbd = Vbc + Vcd = 20V + 50V = +70V

De igual forma, el potencial entre b y a se encuentra mediante las caídas de tensión de las resistencias:

Vba = Vbc + Vcd + Vda = 20V + 50V + 30V = +100V

NOTA: el resultado anterior es correcto usando la fuente de tensión para determinar Vba. Este resultado explica que el potencial entre dos nodos es independientemente del camino que se tome.

Ejemplo: En la Fig. 3.20 encuentre el voltaje Vac, Vad, Vcf y Vab.

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 19

Fig. 3.20

Respuesta: Primero, es necesario determinar el voltaje equivalente:

Eeq = 8V + 6V – 4V = 10.0V

Esto hace que la corriente discurra en sentido contrario al reloj dentro del circuito. Use luego la regla de división de voltaje para determinar el potencial y la corriente de cada resistencia.

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 20

3.8.2 Subíndice Sencillo

En un circuito con nodo de referencia, la mayoría de las tensiones (voltajes) se refieren a este punto. Bajo esta condición las tensiones ya no se expresan como subíndices dobles y si deseamos expresar el potencial de un nodo con respecto a tierra, lo podemos expresar como Va. De igual forma, el potencial del nodo b se puede expresar como Vb. De manera que el potencial

El potencial entre cada resistencia se muestra en la Fig. 3.21

Fig. 3.21

Finalmente, se calcula el potencial entre cada dos nodos:

O se escoge la ruta opuesta y se obtiene:

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 21

de cualquier nodo requiere solamente un subíndice, y se sabe que está referido a la tierra del circuito.

Ejemplo 3.8: Determine el potencial Va, Vb y Vd en la Fig. 3.22.

Si hay algún potencial conocido que no está referido con respecto a la tierra, se puede calcular la tensión entre estos dos nodos a partir de la siguiente ecuación:

Vab = Va – Vb (Voltios, V)

Ejemplo : En la Fig. 3.23, Va = +10V, Vb = +6V y Vc = -16V. Determine Vab y Vcb.

Fig. 3.22

Respuesta: use la regla de división de tensiones para determinar el potencial en cada resistencia.

Ahora, el potencial en cada resistencia es el siguiente:

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 22

3.8.3 Subíndice Puntual

El concepto de tensión referida a tierra se puede extender a la fuente de tensión. Cuando una fuente de tensión se refiere a la tierra, se puede simplificar como una fuente puntual, como se muestra en la Fig. 3.24.

La fuente puntual se puede usar para simplificar el circuito. Debemos recordar en todo caso, que este punto en particular está siempre referido a la tierra, y en algunos casos ni siquiera se dibuja.

Fig. 3.24

Ejemplo 3.10. Determine la magnitud y dirección de la corriente en la Fig. 3.25

Respuesta:

Fig. 3.23

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 23

Fig. 3.25 Fig. 3.26

Respuesta: Este circuito se puede dibujar y enumerar, convirtiendo la tensión en expresiones comunes como se muestra en la Fig. 3.26. La corriente se puede calcular como:

I = ET / R1 = (5V + 8V) / (50 k) = 0.26 mA

3.9 Resistencia Interna en Fuente de Tensión

Hasta el momento hemos considerado solamente una fuente ideal de tensión, la cual posee una tensión constante y no tiene carga entre los dos terminales. Consideremos ahora una batería típica de automóvil, cuyo potencial es de unos 12V. De igual manera, tendremos 12V en ocho baterías en serie tipo C. ¿Cuál es la razón de no usar entonces 8 baterías tipo C en nuestro carro? La razón es que la batería de plomo – ácido tiene menos resistencia que las pilas de foco de baja energía. De hecho, todas las fuentes de tensión tienen resistencia interna, que es la le reduce a la fuente su desempeño. Podemos considerar como fuente ideal de tensión aquella que tiene la resistencia interna conectada en serie. La Fig. 3.27 una fuente de tensión ideal y otra real.

El potencial entre el terminal positivo y negativo es lo que se llama potencial entre terminales. En una fuente ideal de tensión, el potencial entre terminales se mantiene constante y no la afecta la carga. La tensión ideal proporcionará la corriente necesaria para llevar la carga. En la fuente real de tensión, sin embargo, el potencial entre terminales depende de la carga y la corriente suministrada estará limitada por la resistencia interna y por la carga.

Para la condición sin carga (RL = ) no hay corriente en el circuito, por lo que el potencial entre terminales es igual al potencial de la fuente. Si se tiene una salida en cortocircuito (RL = 0), la corriente llegará a su máximo y el potencial entre terminales será cercano a cero. Bajo estas condiciones, la caída

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 24

de potencial para la resistencia interna es igual al potencial de la fuente de tensión.

(a) Fuente ideal de tensión (b) Fuente real de tensión

Fig. 3.27

Ejemplo 3.11 El potencial en circuito abierto entre los terminales de potencial de cada una de las dos baterías es de 24 V. Se usan para alimentar una carga de 0.10. Si una batería tiene 0.02 de resistencia interna y la otra 100, calcule las corrientes a través de la carga y el potencial entre terminales de cada una de las baterías.

Respuesta: Los circuitos se muestran en la Fig. 3.28

V V

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 25

(a) Baja resistencia interna

(b) Alta resistencia interna

3.10. Resumen

1. Serie: Ambos terminales de dos dispositivos se conectan a una unión común y no existe ningún dispositivo con corriente conectado a esta unión.

2. Circuito en serie: El circuito es una combinación de dispositivos en serie.3. La corriente a través de cada dispositivo de un circuito en serie es la misma.4. Ley de la tensión de Kirchhoff: la suma de los incrementos de potencial y

de las disminuciones de potencial es igual a cero.5. La resistencia total de varias resistencias en serie es la suma de todas.6. El potencial de las fuentes de tensión en serie es la suma de cada fuente de

potencial.7. La posición de los dispositivos en serie se puede cambiar sin afectar el

funcionamiento del circuito.8. Regla de división de tensiones: El potencial en un circuito en serie creará

diferentes caídas de potencial en todas las resistencias. El valor de estas resistencias depende de los valores de las mismas.

9. El propósito de la tierra es suministrarle al circuito una referencia común. Este punto se puede usar como referencia durante el diseño y el análisis del circuito.

10.Subíndices: Es el nombre asignado al potencial entre dos nodos o el potencial referido al punto común o de referencia.

11.Subíndice puntual: nombre asignado a las fuentes de tensión con respecto a tierra.

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 26

12. El voltaje real se puede expresar como una fuente ideal de tensión con una resistencia interna en serie.

13. La resistencia y la carga interna limitan la corriente suministrada por la fuente de tensión.

3.11 Problemas

1. Determine las tensiones desconocidas en la Fig. 3.29

Fig. 3.3. Fig. 3.31

3. Determine las tensiones desconocidas en la Fig. 3.314. Determine las tensiones desconocidas en la Fig. 3.32

Fig. 3.29

2. Determine las tensiones desconocidas en la Fig. 3.30

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 27

donde:(a) Los colores de R1 son: café, rojo y naranja(b) Los colores de R2 son: rojo, rojo y naranja(c) Los colores de R3 son: café, negro y naranja.

Fig. 3.33

6. La resistencia total en la Fig. 3.34 para cada circuito es RT. Para cada uno de ellos proporcione las respuestas.

(1) la corriente en el circuito(2) La potencia total suministrada por la fuente de tensión(3) La dirección de la corriente que fluye por cada resistencia(4) El valor de la resistencia desconocida(5) La caída de voltaje de cada resistencia(6) La disipación de potencia en cada resistencia. Verifique que la suma

de la disipación de potencia de cada resistencia es igual a la potencia suministrada por la fuente de tensión.

Fig. 3.32

5. Determine la resistencia total RT y la corriente I en la Fig. 3.33

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 28

Fig. 3.34

7. Calcule los siguientes valores para el circuito de la Fig. 3.35(1) Corriente en el circuito(2) Resistencia total del circuito(3) Valor de la resistencia desconocida(4) Caída de tensión en cada resistencia(5) Disipación de potencia en cada resistencia

Fig. 3.35 Fig. 3.36

8. En la Fig. 3.36 la corriente es de 2.5 mA. Calcule los siguientes valores:(1) Resistencia total del circuito(2) Valor de la resistencia desconocida R2

(3) Caída de tensión en cada resistencia(4) Disipación de potencia en cada resistencia

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 29

9. En la Fig. 3.37 calcule:

(1) Corriente(2) Caída de tensión en cada resistencia(3) Potencial entre el nodo a y el b.

Fig. 3.37 Fig. 3.38

10. En el circuito de la Fig. 3.38,(1) Utilice la Ley de Voltaje de Kirchhoff (KVL) para determinar la caída de

tensión de R2 y R3.(2) Determine la corriente I(3) Calcule la resistencia desconocida R1

11. En el circuito de la Fig. 3.39,(1) Calcule RT

(2) Determine I (3) Determine la caída de voltaje en cada uno de los transistores(4) Utilice la regla del lazo cerrado para verificar la Ley de Voltaje de

Kirchhoff.(5) Determine la potencia de disipación en cada transistor(6) Determine el valor mínimo de la potencia de cada transistor, asuma que

se tienen los siguientes valores de las resistencias:1/8W, 1/4W, 1/2W, 1W, y 2W.

(7) Verifique que la suma de la potencia disipada en cada resistencia es igual a la potencia suministrada por la fuente de potencia.

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 30

Fig. 3.39 Fig. 3.40

12. Repita el problema 11 utilizando el circuito de la Fig. 3.40 13. Para la Fig. 3.41:

(1) Determine el potencial en cada resistencia(2) Determine el valor de las resistencias R1 y R2

(3) Determine la disipación de potencia en cada resistencia

Fig. 3.41

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 31

14. Dibuje de nuevo el circuito de la Fig. 3.42, anote la fuente equivalente de tensión para cada circuito y calcule la corriente para cada circuito.

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 32

Fig. 3.44

Fig. 3.42

15. Utilice los valores conocidos el los circuitos de la Fig. 3.43 para determinar la polaridad y el valor de las fuentes de potencial

Fig. 3.43

16. Use la regla de división del voltaje para calcular el potencial de cada resist. en la Fig. 3.44. Verifique la Ley de Kirchhoff con los resultados

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 33

17. En la Fig. 3.45:(1) Use la regla de división de voltaje para calcular los valores desconocidos

de las resistencias(2) Determine el potencial en R1 y R3

(3) Determine la potencia de disipación en cada resistencia.

Fig. 3.46

19. En el circuito de la Fig. 3.47, determine el potencial en cada resistencia y calcule el potencial Va.

Fig. 3.45

18. Determine el potencial Vab y Vbc en el circuito de la Fig. 3.46

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Capítulo 3 Circuitos en Serie 34

Fig. 3.48

21. Una batería tiene un potencial abierto entre terminales de 14.4V. Cuando la batería se conecta a una carga de 100, el potencial entre los bornes cae a 6.4V.

(1) Determine la resistencia interna de esta fuente de tensión(2) Si se reemplaza la carga de 100 por una de 200, ¿cuál es el

potencial entre los dos bornes de la batería?

Fig. 3.47

20. En el circuito de la Fig. 3.48:(1) Calcule el potencial en cada resistencia(2) Determine la dirección y el valor de la corriente que pasa por la

resistencia de 220K(3) Determine el potencial Va.