la magia de la física · 2020. 5. 18. · conectadas en paralelo. piensa fÍsicamente piensa en...

Institución Educativa “FRANCISCO FERNÁNDEZ DE CONTRERAS” La Magia de La Física

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Jesús Alfredo Mantilla Lobo www.lamagiadelafisica.com

PROFESOR: JESÚS ALFREDO MANTILLA LOBO ALUMNO:

ASIGNATURA: Física CURSO:

TEMÁTICA: Circuitos en Serie y en Paralelo FECHA:

INTRODUCCIÓN Esta guía fue diseñada para ser desarrollada en dos bloques de clase.

En el primer bloque analiza la parte conceptual y experimental. Lee comprensivamente, despacio,

sin afanes. Ve subrayando los aspectos más importantes de ésta guía. Toma apuntes en tu cuaderno

de Física de lo más relevante.

En el segundo bloque analiza los ejemplos resueltos donde te oriento con la realización de algunos

ejercicios y luego resuelve el taller, el cual te llevará a una mejor comprensión de lo que aquí se

plantea y a prepararte para las Pruebas Saber 11. Realiza las gráficas de la situación planteada con los materiales de geometría requeridos (tal y como se te ha enseñado en clase, con datos e incógnitas).

Estas gráficas te ayudarán a entender mejor lo que se plantea.

PIENSA FÍSICAMENTE

Tres bombillos se hallan conectados como muestra la figura. ¿Qué sucede si se

abre uno de los interruptores (A, B o C)?

Tres bombillos se hallan conectados como muestra la figura. ¿Qué sucede si se abre uno de los

interruptores (A, B o C)? Explica.

Piensa en las razones por las cuales la unión de aparatos eléctricos en una residencia no es en serie.

BASE CONCEPTUAL

El siguiente es un esquema que tiene cuatro resistencias dispuestas en un Circuito en Serie, por

donde circula una corriente i y se le aplica una diferencia de Potencial 𝜖.


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El anterior circuito se puede reemplazar por otro más sencillo, donde las cuatro resistencias se

cambian por una resistencia equivalente. Veamos:

Esto se puede hacer si se tiene en cuenta las siguientes características:

1. La corriente es igual en todo el circuito.

2. La f.e.m. (ε) de la batería es igual a la suma de las caídas de potencial en cada Resistencia.

3. La Resistencia equivalente es igual a la suma de las Resistencias conectadas en Serie.

El siguiente es un esquema que tiene dos resistencias dispuestas en un Circuito en Serie, por donde

circula una corriente i y se le aplica una diferencia de Potencial 𝜖.

El anterior circuito se puede reemplazar por otro más sencillo, donde las dos resistencias se cambian

por una resistencia equivalente. Veamos:

1 2 .....t ni i i i

1 2 ... nV V V

1 2 ...eq nR R R R


3


Esto se puede hacer si se tiene en cuanta las siguientes características: 1. La corriente total es igual a la suma de las corrientes parciales.

2. La f.e.m. es igual a la caída de potencial en cada Resistencia.

3. El inverso de la Resistencia equivalente es igual a la suma de los inversos de las resistencias

conectadas en paralelo.

PIENSA FÍSICAMENTE

Piensa en las razones por las cuales la unión de aparatos eléctricos en tu casa no es

en serie.

EJEMPLOS RESUELTOS 1. En la conexión de resistencias mostradas en la figura, R1 = 2 , R2 = 5 y R3 = R4 = 7 . El voltaje aplicado es de 84 v.

Calcula:

a) La resistencia equivalente.

b) La corriente total.

c) La caída de potencial en cada resistencia.

Sol:

a) La resistencia equivalente.

Re = R1 + R2 + R3 + R4 = 2 + 5 + 7 + 7

Re = 21

b) Corriente total:

21

v84

R

Vi

e

i = 4 A

c) Caída de potencial en cada resistencia:

V1 = iR1 = (4 A)(2 ) = 8 v

V2 = iR2 = (4 A)(5 ) = 20 v

V3 = V4 = iR3 = (4 A)(7 ) = 28 v

2. A partir del circuito mostrado, determina:

La resistencia equivalente.

1 2 .....t ni i i i

1 2 ... nV V V

1 2

1 1 1 1...

eq nR R R R


4


La diferencia de potencial total.

Las corrientes i1, i2 e i3.

Sol: Resistencia equivalente:

5

6R

6

5

12

1

4

1

2

1

R

1

R

1

R

1

R

1e

321e

Re = 1,2

Diferencia de potencial total:

VT = iTRe = (3 A)(1,2 )

VT = 3,6 v

Las corrientes i1, i2 e i3:

2

v6,3

R

Vi

1

T1

i1 = 1,8 A

4

v6,3

R

Vi

2

T2

i1 = 0,9 A

12

v6,3

R

Vi

3

T3

i1 = 0,3 A

PIENSA FÍSICAMENTE Indagación. Un estudiante dispone de dos bombillos, dos roscas para bombillo, una pila y alambre

suficiente. El desea construir un circuito en el cual la pila mantenga los dos bombillos encendidos por el

mayor tiempo posible.

De los siguientes circuitos, aquel que cumple esta condición es:

A. B.

C. D.


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TALLER

Resuelve los siguientes ejercicios: 1. La caída de potencial en cada bombillo mostrado en la figura es de 40 v. Para que circule una corriente de 2

A se tiene que conectar a una batería que suministre un voltaje de 110 v. ¿Cuál es el valor de la resistencia R que hay que colocar en serie con los bombillos?

R/. R = 15

2. De acuerdo con el circuito mostrado,

determina:

a) El voltaje en cada resistencia.

b) La intensidad de corriente en cada resistencia.

R/. a) Como las resistencias están conectadas en paralelo, entonces:

V1 = V2 = V3 = 120 v

R/. b) i1 = 0,42 A, i2 = 0,83 A, i3 = 0,5 A

3. Para la iluminación interna de una casa, un arquitecto propone el siguiente circuito.

Un electricista le dice al arquitecto que debe cambiar el circuito porque al fallar uno de los bombillos se

apagarán los demás. Él explica que, en un circuito en serie, la corriente es la misma en todos las partes del

circuito, mientras que, en un circuito en paralelo, la diferencia de potencial es la misma en todas las partes

del circuito. De acuerdo con lo que explica el electricista, ¿cuál es el mejor diseño que debería elaborarse

para que la casa siempre esté iluminada si se daña un bombillo?

Recuerda que el siguiente es un entrenamiento sobre COMPETENCIAS que te puede servir para las pruebas del Icfes. No te contentes con simplemente copiar de tu compañero. Pon a funcionar tu cerebro.


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A. B.

C. D.

4. Indagación. En una práctica de laboratorio, Alejandro realiza la asociación de tres bombillas en paralelo

conectadas a una batería que tiene una resistencia interna despreciable, tal como se muestra en la figura:

En el punto donde podemos colocar un interruptor para

controlar las tres bombillas es:

A) 1 B) 2 C) 3 D) 4

5. Indagación. Jeimar, para un proyecto de Física, debe realizar un circuito constituido por una batería, tres

bombillos y un interruptor s, tal como se muestra en la figura:

La Resistencia interna de la batería es despreciable y las bombillas idénticas. Si el interruptor S se cierra,

podemos decir que:

A) La bombilla A alumbra más que B y C

B) La bombilla C alumbra más que A y C

C) La bombilla B alumbra más que A y C

D) Las tres bombillas alumbran con la misma intensidad.

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