GUIA DIDACTICA DE ACTIVIDADES N° _4_

Institución Educativa Técnica Félix Tiberio Guzmán Espinal Tolima

1. IDENTIFICACION

ASIGNATURA GRADO PERIODO I.H.S.

ESPECIALIDAD ELECTRONICA

ONCE PRIMERO 6

DOCENTE(S) DEL AREA: NILSON YEZID VERA CHALA

COMPETENCIA: USO Y APROPIACION DE LA TECNOLOGIA

NIVEL DE COMPETENCIA: INTERPRETATIVA

SABER: Análisis de circuitos

2. MOTIVACION – AMBIENTACIÓN - SENSIBILIZACIÓN

Este tipo de asociaciones, que tienen su importancia en diversos circuitos electrotécnico, como en el arranque de motores eléctricos.

3. ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE

Asociación de elementos

Asociación en estrella y en triángulo

Conexión en estrella

Cada una de las tres resistencias tiene un extremo conectado a uno de tres puntos diferentes del circuito.

El otro extremo de cada resistencia está unido a un punto común.

Conexión en trángulo

GUIA DIDACTICA DE ACTIVIDADES N° _4_

Institución Educativa Técnica Félix Tiberio Guzmán Espinal Tolima

Cada resistencia está conectada entre dos de tres puntos diferentes del circuito.

La salida de la primera resistencia se une a la entrada de la segunda, la salida de la segunda a la entrada de la tercera y la salida de la tercera a

la entrada de la primera

PASO DE ESTRELLA A TRIÁNGULO

PASO DE TRIÁNGULO A ESTRELLA

Ejemplo:

Calcula la intensidad cedida por la pila en el circuito de la figura:

GUIA DIDACTICA DE ACTIVIDADES N° _4_

Institución Educativa Técnica Félix Tiberio Guzmán Espinal Tolima

1) Hallar la resistencia total del siguiente circuito, el valor de las resistencias es:

R1 = 10 Ω, R2 = 7 Ω, R3 = 4 Ω, R4 = 6 Ω, R5 = 8 Ω.

si hacemos la conversión a su estrella equivalente nos queda así el circuito:

GUIA DIDACTICA DE ACTIVIDADES N° _4_

Institución Educativa Técnica Félix Tiberio Guzmán Espinal Tolima

También se podría dibujar así, aunque es exactamente igual que el representado más arriba:

Como podemos ver nos ha quedado el circuito como una simple asociación de resistencias

serie-paralelo y, por tanto, lo resolvemos sin dificultad.

GUIA DIDACTICA DE ACTIVIDADES N° _4_

Institución Educativa Técnica Félix Tiberio Guzmán Espinal Tolima

Potencia eléctrica, energía, ley de Joule

Potencia y energía eléctrica

La potencia eléctrica generada o consumida en cualquier elemento de un circuito es igual al producto de la tensión por la corriente:

Mediante la ecuación anterior y la ley de Ohm se puede expresar la potencia de diversas formas:

La unidad de potencia es el vatio (W): 1W = 1V x 1A

Sin embargo, en los motores, también se expresa en caballos de vapor (CV):

1CV = 736W

La energía eléctrica cedida por un generador o recibida por un receptor depende de la potencia y del tiempo:

La unidad de energía eléctrica es el julio (J):

1J = 1W x 1s

Con frecuencia resulta poco práctico, empleándose el kilovatio hora (kWh):

1kWh = 3,6 x 106 J

Efecto Joule

GUIA DIDACTICA DE ACTIVIDADES N° _4_

Institución Educativa Técnica Félix Tiberio Guzmán Espinal Tolima

La corriente eléctrica que atraviesa un material produce un calentamiento o desprendimiento de energía calorífica proporcional a la intensidad, a la resistencia del material y al tiempo que circula:

La unidad de calor es la caloría: 1J = 0,24 cal

La cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una sustancia depende directamente de la masa, del calor específico y del incremento de temperatura:

Se entiende por calor específico (c) de una sustancia la cantidad de calor necesaria para elevar en 1 ºC la cantidad de un gramo de la sustancia de que se trate.

CALOR ESPECIFICO

Sustancia Cal / g ºC

Agua

Aceite

Aluminio

Cobre

1

0,44

0,22

0,09

Rendimiento

El rendimiento en un sistema eléctrico es la relación entre la potencia útil y la potencia total:

Suele darse en tanto por ciento:

Rendimiento y pérdidas de un circuito eléctrico elemental

Si consideramos un circuito eléctrico formado por un generador con resistencia interna, unos conductores con resistencia propia y una resistencia de carga, la potencia útil será solamente aquella que se desarrolla en la

GUIA DIDACTICA DE ACTIVIDADES N° _4_

Institución Educativa Técnica Félix Tiberio Guzmán Espinal Tolima

resistencia de carga, mientras que la disipada en forma de calor (efecto joule) en la resistencia interna del generador y de los conductores será potencia perdida:

El rendimiento de este circuito será:

Transferencia de máxima potencia

Si se quiere conseguir la máxima potencia en la carga aunque sea a costa de un bajo rendimiento (altas pérdidas) se puede demostrar que se consigue cuando:

Caída de tensión y sección de una línea

La caída de tensión que se produce en una línea viene dada por la ley de Ohm y conocidos o establecidos el resto de los datos, podríamos calcular la sección de conductor necesaria:

Se suele dar la caída de tensión en % y la longitud de la línea por la distancia con lo que se deberá considerar la ida y la vuelta de los conductores

Leyes de Kirchhoff

Convenios de signos

GUIA DIDACTICA DE ACTIVIDADES N° _4_

Institución Educativa Técnica Félix Tiberio Guzmán Espinal Tolima

Utilizaremos el sentido tradicional de corriente (no electrónico).

En las pilas el extremo positivo es el indicado (palo largo).

En las resistencias es más positivo el extremo por el que entra la corriente.

Primera ley de Kirchhoff (Ley de nudos)

En un NUDO (unión de tres o más conductores) la suma de corrientes entrantes es igual a la suma de corrientes salientes, o bien, la suma de corrientes entrantes menos las salientes es cero:

En el circuito de la figura:

Segunda ley de Kirchhoff (Ley de mallas)

La tensión de un punto A respecto a otro B es la suma de tensiones que apuntan a A menos las que apuntan a B a lo largo de cualquier camino cerrado entre ambos.

Podemos considerar A y B como el mismo punto (tensión entre A y A). La tensión resultante debe ser nula: La suma de tensiones en un sentido menos las tensiones en sentido contrario a lo largo de una malla cerrada es nula.

GUIA DIDACTICA DE ACTIVIDADES N° _4_

Institución Educativa Técnica Félix Tiberio Guzmán Espinal Tolima

Teorema de Thevenin

La intensidad que circulará por una resistencia aplicada entre dos puntos de un circuito es la misma que al conectarla a un circuito simplificado formado por:

Una pila de tensión: VTh = VAB antes de conectarla. Se quita la resistencia a estudiar R, entre A y B dejando esa rama abierta y se calcula la tensión entre A y B.

Un resistor de resistencia: RTh = RAB antes de conectarla. Se quita la resistencia R a estudiar entre A y B dejando esa rama abierta, se cortocircuitan las pilas ("se quitan") y se calcula la resistencia equivalente entre A y B.

Ejemplo:

Se desea conocer la potencia que disipará una resistencia R de 10 W , 20 W o 40 W , conectada entre los puntos A y B del circuito siguiente:

GUIA DIDACTICA DE ACTIVIDADES N° _4_

Institución Educativa Técnica Félix Tiberio Guzmán Espinal Tolima

-16·i = 4 i = -4/16 = -0,25 A VTh = VAB = Vab = 4 + 8 · i VTh = 4 + 8 · (-0,25) = 4 – 2 = 2 V

RTh = RAB = 8 + 8//8 = 8 + 4 = 12 W

I = VTh / (RTh + R)

R = 10 W Þ I = 2 / (10 + 12) = 0,0909 A. R = 20 W Þ I = 2 / (12 + 20) = 0,0625 A. R = 40 W Þ I = 2 / (12 + 40) = 0,0385 A.

PR = I2 · R = 0,09092 · 10 = 0,083 W. PR = I2 · R = 0,06252 · 20 = 0,078 W. PR = I2 · R = 0,03852 · 40 = 0,059 W.

Teorema de Norton

Es un método de resolución de circuitos que permite sustituir un circuito complejo aplicado entre dos puntos A y B por un circuito más sencillo compuesto por una fuente de intensidad con una resistencia en paralelo.

INorton Es la corriente que circularía de A a B al ponerlos en cortocircuito.

RNorton Es la resistencia equivalente entre A y B cortocircuitando las fuentes de tensión y abriendo las fuentes de intensidad.

Ejemplo:

GUIA DIDACTICA DE ACTIVIDADES N° _4_

Institución Educativa Técnica Félix Tiberio Guzmán Espinal Tolima

Determina el circuito equivalente de Norton para el circuito siguiente:

Intensidad de Norton:

Resistencia de Norton:

Circuito equivalente de Norton:

Teorema de superposición

Permite calcular la tensión o la corriente en cada elemento de un circuito como superposición de los efectos que produce en el circuito cada generador.

GUIA DIDACTICA DE ACTIVIDADES N° _4_

Institución Educativa Técnica Félix Tiberio Guzmán Espinal Tolima

4. EVALUACION

Realice el taller en equipo y resuélvalo en su cuaderno.

5. ACTIVIDADES EXTRACURRICULARES

Consulte: Resistores no lineales (tipo y sensibles a:). Bobinas (definición y simbolo). Asociación de bobinas en serie y paralelo.

6. WEBGRAFIA y/o BIBLIOGRAFIA

Webgrafía.

http://www.plaquetodo.com/cursos/micros%202/resistencias.htm http://html.rincondelvago.com/resistencias_1.html http://www.electronicafacil.net/tutoriales/Las-bobinas.php http://www.espaciodelconocimiento.com/07%20EB%20CAPITULO%20V.pdf