INSTITUTO TÉCNICO DE EDUCACIÓN MULTIPLE

“CORONEL CIRIACO DE JESÚS ALAS”

SONSONATE

GUÍA DE ESTUDIO

ASIGNATURA: ELECTRICIDAD BÁSICA

Docente: José Adalberto Sasso Martínez

Sonsonate, 16 de Marzo de 2020

Alumno/a: ______________________________________________________Sección_____________

INDICACIONES.

Imprima los documentos que se anexan, trasladando a su cuaderno únicamente las partes que están

marcadas y la solución de los ejemplos y ejercicios que en ellos se presentan, dejando constancia del

procedimiento. Agregue ambos documentos, incluyendo esta página de indicaciones, al folder que

presentara con los otros documentos al finalizar del módulo.

Ley de Ohm

Lección 4

Hemos visto hasta aquí las magnitudes fundamentales que intervienen en el

estudio de la corriente eléctrica, que son intensidad, tensión y resistencia.

Vamos a estudiar en esta lección, la manera de relacionar

dichas magnitudes entre si y las formulas que nos indican estas

relaciones.

Ya habrás oído con cierta frecuencia la palabra circuito.

Así se habla de circuito en automovilismo, en ciclismo, ect.

La moto A parte del punto 1. Cuando llegue de nuevo al

citado punto 1, habrá recorrido todo el .................................... .

Como te habrás dado cuenta, el circuito es cerrado, tiene continuidad.

El motorista A que parte del punto 1, si quiere recorrer todo el .............................

tendrá que llegar de nuevo al punto de partida.

Un circuito eléctrico es semejante a los ejemplos que hemos visto hasta ahora.

Un circuito eléctrico, es pues un camino cerrado por donde circula la corriente

eléctrica.

Si una corriente eléctrica circula desde un punto de

partida hasta ese mismo punto, recorriendo todo el camino,

podemos decir que se ha establecido ........................... eléctrico.

Vamos a estudiar cada de una de estas partes

fundamentales.

Observa la figura:

El generador esta representado con la letra ................ .

El receptor esta representado con la letra .................. .

Los conductores esta representados con la letra ............. .

Por tanto un circuito eléctrico esta formado por el

receptor, los conductores y el ............................................ .

El generador sirve para crear la f.e.m., que es la causa del establecimiento de la

d.d.p. o tensión y de la circulación de corriente en el circuito.

La f.e.m. la crea el (generador/receptor) ................................................... .

51

adalbertoResaltado

adalbertoResaltado

adalbertoResaltado

Generador

Hay generadores de corriente eléctrica con distintos fundamentos.

Tendremos ocasión de estudiar alguno en lecciones sucesivas.

Nosotros, para el estudio de los circuitos eléctricos, vamos a establecer el

siguiente símbolo que nos represente un generador:

En la figura, el generador viene indicado por el numero ................. .

Conductores

El camino que recorre la corriente eléctrica desde donde se produce (generador)

hasta donde va a ser utilizada (receptor), es a través de los conductores.

Por lo tanto, la corriente eléctrica se desplaza por los .......................................... .

Estos son también elementos fundamentales de un circuito eléctrico.

Receptor

Receptor es un aparato que transforma la energía eléctrica que recibe, en otro

tipo de energía.

Una estufa transforma la energía eléctrica en energía calorífica, por tanto,

es un ..................................... .

Un motor que transforma la energía eléctrica en mecánica es también

un .................................. .

Hay receptores de distintos tipos y funciones.

Observa las figuras:

Ellas representan varios tipos de ........................................... .

52

adalbertoResaltado

adalbertoResaltado

Cada uno de los receptores citados en el cuadro anterior tiene un símbolo

representativo.

El símbolo que vamos a utilizar para la representación de un receptor en un

circuito eléctrico, es uno de los que hemos utilizado para representar una resistencia.

En la figura, el receptor esta indicado con el numero ........................ .

Observa la figura:

Al generador le corresponde el numero ................ .

Al receptor le corresponde el numero .................. .

A los conductores les corresponde el numero. ................ .

Hemos dicho que la palabra circuito indica algo cerrado,

que tiene continuidad.

No obstante, puede ocurrir que no estén cerrados.

Cuando de alguna manera se interrumpe el paso de la corriente decimos que el

circuito esta abierto.

Algunas veces se interrumpe accidentalmente la circulación de corriente de un

circuito por rotura de un conductor o desconexión del generador o receptor, entonces el

circuito esta (abierto/cerrado) ........................................ .

En la figura (si/no) ................ se ha interrumpido el paso de la

corriente.

Entonces decimos que el circuito esta (abierto/cerrado)

......................................... .

En la figura se ha desconectado uno de los conductores del

receptor quedando el circuito abierto.

Si el circuito esta abierto (si/no) ............circula la corriente.

En todo circuito se prevé la posibilidad de interrumpir o establecer la circulación

de corriente.

Al elemento que sirve para establecer o interrumpir a voluntad la continuidad de

un circuito se le llama interruptor.

53

adalbertoResaltado

Si en todo circuito se instala un interruptor podemos considerar a este como un

elemento más del circuito.

Luego los elementos de un circuito completo son:

Generador, conductores, receptor e ................................. .

Un interruptor se representa simbólicamente de la siguiente forma:

Según la figura, el interruptor de la figura esta (abierto/cerrado) ......................... .

Observa la figura:

El generador esta indicado con el numero ........ .

El receptor esta indicado con el numero ........... .

El interruptor esta indicado con el numero ....... .

Los conductores están indicados con el numero .......... .

Cada una de estas partes fundamentales las representamos mediante un símbolo.

Representa el ............................................ .

Representa el ............................................ .

Representa el ............................................ .

54

Dibuja al lado de cada elemento, su representación simbólica:

Interruptor cerrado .....................

Interruptor abierto ..................... .

Generador ................................. .

Receptor ................................... .

Un circuito eléctrico esta abierto cuando en el no existe continuidad, por

estar abierto el interruptor.

En este caso no hay circulación de corriente.

El circuito de la figura está (abierto/cerrado) ................................. y por tanto

(si/no)................. hay circulación de corriente.

Un circuito eléctrico esta cerrado cuando en el existe continuidad, por estar

cerrado el interruptor.

En este caso hay circulación de corriente.

El circuito de la figura esta (abierto/cerrado) ................................. y por tanto

(si/no) ............ hay circulación de corriente.

Observa las figuras:

Figura 1 Figura 2

Esta cerrado el circuito de la figura ........... .

Esta abierto el circuito de la figura ........... .

55

Tres magnitudes eléctricas intervienen en estos circuitos.

La resistencia

La intensidad

La f.e.m o tensión

No confundas estas magnitudes con los elementos fundamentales de un circuito

que como recordaras son: generador, receptor, y conductores.

Las magnitudes que intervienen en un circuito eléctrico, son la f.e.m. o tensión,

la resistencia y la ............................................. .

Las tres magnitudes que intervienen en un circuito eléctrico, se relacionan

mediante la “ ley de Ohm”.

La intensidad (I), la resistencia (R) y la f.e.m. (E) en un circuito se relacionan

mediante la ley de ........................... .

Supongamos que en el circuito representado la resistencia es constante y

variamos la fuerza electromotriz del generador.

Figura 1 Figura 2

En la figura 1, para una f.e.m. de 12 voltios, el amperímetro indicaría una

intensidad de 3 amperios.

En la figura 2, para una f.e.m. doble, 24 V, el amperímetro indicaría una

intensidad de ................... amperios.

56

adalbertoResaltado

adalbertoResaltado

Efectivamente, siendo la resistencia la misma, al hacerse doble la f.e.m., también

la intensidad es doble.

Si la f.e.m. fuera triple, conservando la misma resistencia, la intensidad seria

triple.

Si la f.e.m. fuera cuatro veces mayor, la intensidad seria .......................... veces

(mayor/menor) ............................. .

Por tanto, manteniendo constante la resistencia del circuito:

Si la f.e.m. aumenta, la intensidad aumenta en la misma proporción.

Por el contrario, si la f.e.m. disminuye, la intensidad (aumenta/disminuye)

.................................................. en la misma proporción.

Figura 1 Figura 2

En la figura 1, para una resistencia de 4 ohmios, el ...............................................

indicaría una intensidad de 6 amperios.

En la figura 2, para una resistencia doble, 8 ohmios el amperímetro indicaría una

intensidad de ............................... amperios.

Efectivamente, siendo la f.e.m. la misma, al hacerse doble la resistencia, la

intensidad es la mitad.

Si la resistencia fuera triple, conservando la misma f.e.m., la intensidad seria tres

veces mayor.

Si la resistencia fuera cuatro veces mayor, la intensidad seria ..........................

veces (mayor/menor) ........................ .

Por tanto, manteniendo constante la fuerza electromotriz del circuito:

Si la resistencia aumenta, la intensidad disminuye en la misma proporción.

Por el contrario, si la resistencia disminuye, la intensidad (aumenta/disminuye)

.............................................. en la misma proporción.

57

adalbertoResaltado

adalbertoResaltado

Resumiendo:

Si la resistencia es constante.

Al aumentar la f.e.m.., la intensidad ............................................... .

Al disminuir la f.e.m. la intensidad ................................................ .

Si la f.e.m., es constante.

Al aumentar la resistencia, la intensidad ....................................... .

Al disminuir la resistencia, la intensidad ....................................... .

Las variaciones que experimenta la intensidad (I) al variar unas veces la

fuerza electromotriz (E) y otras la resistencia (R) se estudia mediante la “ley de Ohm”.

La ley de Ohm que es la más importante de toda la electricidad se

establece de la siguiente forma:

Intensidad = fuerza electromotriz / resistencia

Decimos que:

Intensidad = fuerza electromotriz / resistencia

Poniendo en lugar de las magnitudes, los símbolos que las representan

nos queda la ley de Ohm de la siguiente forma:

I = ....................... / ............................

Decíamos anteriormente:

I = E / R

Si la resistencia es constante.

Al aumentar la f.e.m., la intensidad aumenta

I = E / R I = E / R

Al disminuir la f.e.m., la intensidad disminuye.

I = E / R I = E / R

58

adalbertoResaltado

adalbertoResaltado

adalbertoResaltado

Si la fuerza electromotriz es constante:

Al aumentar la resistencia, la intensidad disminuye.

I = E / R I = E / R

Al disminuir la resistencia, la intensidad aumenta

I = E / R I = E / R

Si quieres calcular la intensidad que circula por un circuito conociendo la f.e.m.

y la resistencia, aplicaras la ley de Ohm.

Por ejemplo:

Si la f.e.m. es de12 voltios y su resistencia es de 4 ohmios, la intensidad que

circula por un circuito será de:

I = E / R = 12 / 4 = 3 amperios

La intensidad que circulara por un circuito si la f.e.m. es de 45 V y la resistencia

de 9 ohmios será de ............................ amperios.

Un generador de f.e.m.. 120 voltios alimentan un receptor de 40 ohmios.

La intensidad que recorre el circuito será de .......................... amperios.

Observa la figura:

Aplicando la ley de Ohm tendremos que I valdrá ...................... amperios.

La intensidad que recorre el circuito de la figura vale .............................. .

Hasta ahora hemos aplicado la ley de Ohm, en la forma siguiente.

I = E / R

En algunos casos nos darán como datos la intensidad y la resistencia y nos

pedirán la f.e.m.

59

adalbertoResaltado

En la formula de la ley de Ohm vamos a despejar el valor de la fuerza

electromotriz.

Fuerza electromotriz

Por tanto si conocemos la intensidad y la resistencia podemos calcular

la ................................. ............................................. .

Si por un circuito circula una intensidad de 10 amperios y existe un receptor de

20 ohmios, la f.e.m.. será:

E = R x I = 20 x 10 = 200 voltios

Un receptor de 9 ohmios es recorrido por una corriente de 5 A. La f.e.m. del

generador será de ...................... voltios.

Un receptor de 40 ohmios es recorrido por una corriente de 3 amperios.

La fuerza electromotriz del generador valdrá .................................. voltios.

Observa la figura:

La f.e.m., del generador valdrá ........................... voltios.

La f.e.m. del generador del circuito de la figura vale ............... ......................... .

En otras ocasiones, es necesario hallar el valor de la resistencia.

Para ello se necesita conocer:

- Fuerza electromotriz

- intensidad.

Si en un ejercicio nos dan los valores de la f.e.m. y la intensidad podremos

calcular la ............................................. del receptor.

60

En la formula de la ley de Ohm vamos a despejar el valor de la resistencia.

es decir R = E / I

Por tanto si conocemos E e I, podemos calcular ....................................... .

Si por un circuito circula una intensidad de 10 amperios y la f.e.m. vale 200

voltios, la resistencia del receptor será de ......................... ohmios.

Un receptor es recorrido por una corriente de 3 amperios. La f.e.m. del

generador que alimenta el circuito es de 120 voltios.

La resistencia del receptor valdrá ............................... ohmios.

Observa la figura:

La resistencia valdrá ............................ ohmios.

La resistencia de la figura vale ............................ .................................. .

I = E / R E = R x I R = E / I

(1) (2) (3)

Para calcular la f.e.m. utilizamos la formula número ..................... .

Para calcular la intensidad utilizamos la formula número .............. .

Para calcular la resistencia utilizamos la formula número ............. .

Para calcular la intensidad utilizamos la formula: I =

Para calcular la f.e.m. utilizamos la formula. E =

Para calcular la resistencia de un receptor utilizamos la formula: R =

Completa las formulas

61

En ocasiones veras que la ley de Ohm, aparece escrita así.

I = U / R

Es la misma ley, con la única diferencia que en lugar de aparecer la f.e.m.,

aparece la tensión.

Por tanto las formulas:

I = E / R I = U / R

Representan ambas la ........................ de ................................. .

De igual manera en lugar de:

E = R x I podemos poner U = R x I

En lugar de

R = E / I podemos poner R = ........ / ........ .

Completa la formula

Resumiendo:

La ley de Ohm puede presentarse de las siguientes formas:

I = U / R U = R x I R = U / I

I = E / R E = R x I R = E / I

Por tanto, si quieres calcular la tensión de un circuito conociendo la intensidad y

la resistencia utilizara la formula:

U = ....................

Completa la formula

Si quieres calcular la resistencia de un circuito conociendo la tensión y la

intensidad utilizara la formula:

R = .......................

Completa la formula

Si quiere calcular la intensidad conociendo la tensión y la resistencia utilizara la

formula:

I = .......................

Completa la formula

62

adalbertoResaltado

Un receptor de 12 ohmios sometido a una tensión de 120 V será recorrido por

una intensidad de corriente de ......................... amperios.

Una resistencia de 15 ohmios esta recorrida por 6 amperios. El valor de la

tensión será ............................... voltios.

Un receptor por el que circula una corriente de 5 amperios, estando sometida a

una tensión de 225 voltios tendrá una resistencia de ............................. ohmios.

Resumiendo:

Las formulas mas conocidas de la ley de Ohm.

I = E / R I = U / R

E = R x I R = E / I U = R x I R = U / I

63

Energía, trabajo y potencia Lección 5

En esta lección aprenderás que es potencia eléctrica, como se calcula esta magnitud y que unidad utilizamos para medirla. Aprenderás asimismo, que es energía eléctrica, como se calcula y que unidades utilizaremos para su medida. Si te fijas en la lámpara de la figura, observará que aparecen unos valores que nos indican las características de al lámpara. Estos valores característicos son .................. Voltios ................ Watios. Como habrá imaginado, 220 V es la tensión a la que la lámpara trabaja normalmente. 220 V es la ................................. de la lámpara. El otro valor 60 W también es una característica de la lámpara. Es la potencia que desarrolla. Este valor de 60 W es la ..................................... de la lámpara. Recuerde que cuando en un circuito eléctrico se cierra el interruptor circula una corriente. Esta corriente que circula es capaz de realizar un trabajo. Figura 1 Figura 2

70

adalbertoResaltado

Para un mismo receptor, el trabajo realizado es tanto mayor cuanto mayor es la intensidad de la corriente. Figura 1 Figura 2 En el circuito de la figura 1 se realiza (mas/menos)............................ trabajo que en el circuito de la figura 2, porque la .............................. de corriente que circula es (mayor/menor) .................................... . Al trabajo realizado en 1 segundo se le denomina potencia. El trabajo eléctrico depende de la intensidad de corriente. Por lo tanto la potencia eléctrica también depende de la ........................... de corriente. En el circuito de la figura 1 la intensidad que circula es de 1 amperio. Figura 1 Figura 2 En el circuito de la figura 2 la intensidad que circula es de 2 amperios. Por tanto desarrollara mas potencia el circuito de la figura ........... . Otra magnitud que interviene en la potencia de un circuito es la tensión. Por tanto, la potencia de un circuito depende de la t .......................... y de la ................................... .

71

adalbertoResaltado

adalbertoResaltado

adalbertoResaltado

adalbertoResaltado

En cualquier receptor para una misma intensidad. - Al aumentar la tensión la potencia aumenta. - Al disminuir la tensión la potencia disminuye. 1 2 Por tanto, la potencia es mayor en el circuito representado en la figura ......... . Resumiendo: Manteniendo constante la resistencia del receptor. - Si la intensidad aumenta, la potencia aumenta. - Si la intensidad disminuye, la potencia disminuye. - Si la tensión aumenta, la potencia aumenta. - Si la tensión disminuye, la potencia ....................................... . La potencia se representa por la letra P. Recuerde los símbolos de algunas magnitudes estudiadas. U es la tensión .......... es la intensidad. ......... es la potencia. Hemos dicho que la potencia P de un circuito depende de la tensión U y de la intensidad I. El valor de potencia viene dado por la expresión:

Potencia = tensión x intensidad

Utilizando en lugar de las magnitudes los símbolos que las representan queda:

P =

Completa la formula

72

adalbertoResaltado

adalbertoResaltado

adalbertoResaltado

- La unidad empleada para medir la potencia es el vatio. - La tensión se mide en voltios. - La intensidad se mide en amperios. - La potencia se mide en ........... . El vatio se representa por la letra W. Recuerda los símbolos de algunas unidades estudiadas. El amperio se representa por la letra A El voltio se representa por la letra .......... . El vatio se representa por la letra .......... .

I P R UResistencia x Intensidad Tensión Potencia

Indica con una x en el recuadro, el símbolo correspondiente a cada magnitud.

I P R UAmperio Ohmio Vatio Voltio

Indica con una x en el recuadro, la unidad correspondiente a cada magnitud.

A Ω R UAmperio Ohmio x Vatio Voltio

Indica con una x en el recuadro, el símbolo correspondiente a cada unidad. Recuerda que P = U x I Si queremos calcular la potencia del círculo de la figura lo haremos así: P = U x I = 120 x 8 = 960 Vatios

73

El receptor del circuito de la figura absorbe una potencia de .................. vatios.

La potencia del circuito de la figura es de .............................. W.

La potencia del circuito de la figura es de ................... ........................... . Resumiendo: La potencia se representa por la letra ................... . La potencia se mide en .................................. cuyo símbolo es ................ . Si queremos calcular la potencia consumida en un circuito conocidas la tensión y la intensidad (multiplicaremos/dividiremos) ........................................... la tensión por la intensidad. De igual modo que para medir las grandes tensiones, utilizamos un múltiplo del voltio que es el kilovatio, para medir potencias grandes utilizamos un múltiplo del vatio. A esta unidad le llamamos kilovatio. Según lo dicho las grandes potencias se expresan en ........................................... . Recuerda que:

1 kV = 1.000 V De igual forma:

1 kilovatio = ...............................vatios

Si queremos transformar kilovatios en voltios multiplicamos por 1.000 los kilovatios que haya. Igualmente si queremos transformar kilovatios en vatios, multiplicaremos por 1.000 los kilovatios que tengamos. Así pues:

3 kilovatios serán .............................. W.

74

Realiza los siguientes ejercicios: 1 kilovatio = 1.000 vatios. 30 kilovatios ......................... = 30.000 vatios. 0,2 kilovatios = ........................vatios 0,03 kilovatios = ..................... vatios. 0,001 kilovatios = .................. ..................................... . Recuerda:

Para representar el voltio utilizamos la letra V. Para representar el kilovoltio utilizamos las letras kV. Igualmente: Para representar el vatio utilizamos la letra W. Para representar el ............................................ utilizamos las letras kW. 1 voltio abreviadamente se escribe 1 V. 1 kilovoltio abreviadamente se escribe 1 kV. 1 vatio abreviadamente se escribe 1 W. 1 kilovatio abreviadamente se escribe 1 ........................................ . Si queremos transformar vatios en kilovatios, debemos dividir por 1.000. Por tanto diremos, que 4.000 vatios serán:

4.000 /1.000 = 4 kilovatios

Igualmente 7.500 vatios serán ...................................... kilovatios. Realice los siguientes ejercicios:

1.0000 W = 1 kW

30.000 W = 30 ................................... 200 W ........................................ kW. 30 W ...........................................kW. 1 W ...................................... ....................... .

75

Hay potencias tan grandes que incluso el kilovatio resulta pequeño y se utiliza una unidad mayor que llamamos megavatio. Por tanto los múltiplos del vatio son el kilovatio y el ....................................... . Recuerda: 1 megaohmio = 1.000.000 de ohmios

De igual forma:

1 megavatio ..................................... vatios.

Realice los siguientes ejercicios: 1 megavatio = 1.000.000 vatios. 6 .............................= 6.000.000 vatios. 0,000.8 megavatios = ........................... vatios. 0,000.015 megavatios = ....................... ............................ Recuerda que: 1 kilovatio = 1.000 vatios. 1 megavatio = 1.000.000 vatios. Por tanto: 1 megavatio = 1.000 kilovatios. Realiza los siguientes ejercicios: 3 megavatios = 3.000 kW = 3.000.000 W 0,02 megavatios = ..................................... kW = .................................... W. 1.500 W = ..................................................kW = ................................megavatios. 239 kW ....................................................... W =................................megavatios. Recuerda: El ohmio se representa por Ω. El megaohmio se representa por MΩ. De igual forma: El vatio se representa por W. El megavatio se representa por ......................... .

76

Realiza los siguientes ejercicios. 1.000.000 W = MW. 14.000.000 W = 14 ......................................... . 16.329 W = .................................................... MW. 1 W = .......................... ............................... . Resumiendo: Para pasar de kW a W multiplicamos por 1.000. Para pasar de W a kW dividimos por 1.000. Para pasar de MW a W ............................................................................ . Para pasar de W a MW ............................................................................ . Para pasar de MW a kW .......................................................................... . Para pasar de kW a MW .......................................................................... . Recuerda que la formula de la potencia es:

P = U x I

Vamos a realizar ahora unos ejercicios de cálculo de potencia. Expresando los resultados en vatios, kilovatios y megavatios. Para que la potencia se exprese en vatios, la tensión que tiene debe expresarse en voltios y la intensidad en amperios. Esta corriente que circula es capaz de realizar un trabajo. Figura 1 Figura 2 La potencia desarrollada en el circuito de la figura 1, es decir:

P = 200 x 4 / 1.000 = 0,88 W

La potencia desarrollada en el circuito de la figura 2 es de ...................... W:

77

En un circuito, U = 2 kV; I = 4 A. La potencia desarrollada será ...............vatios Es decir.................................. kW. O también ............................ MW. En un circuito de U = 127 V; I = 8 A. La potencia desarrollada será .............kW En un circuito de U = 220 V; I = 6 A. La potencia desarrollada será .............kW La potencia consumida por el circuito de la figura es de ................... kW Recuerda que la formula de la potencia es:

P = U x I

Si en un circuito conocemos la potencia y la tensión aplicada, podemos hallar la ...................................... que circula. Si la potencia de un circuito es de 1500 W y la tensión de funcionamiento es de 150 V, la intensidad que circula será de:

P = U x I; 1500 = 150 x I; I = P / U; I = 1500 / 150 = 10 amperios

Si la potencia de un circuito es de 3.000 W y la tensión de funcionamiento es de 200 V, la intensidad que circula es de .................... amperios. Sabemos que:

P = U x I Si en un circuito conocemos la potencia y la intensidad, podemos calcular el valor de la ........................................ aplicada. Si la potencia de un circuito es de 1.760 W y la intensidad que circula es de 8 A, el circuito estará sometido a una tensión de:

P = U x I; 1.760 = U x 8; U = 1.760 / 8 = 220 V

Si la potencia de un circuito es de 3.800 W y la intensidad que circula es de 10 A, el circuito estará a una tensión .......................... voltios.

78

Hasta ahora sabes que P = U x I, pero que no siempre en los circuitos conocemos el valor de la tensión y de la intensidad, por tanto tenemos que estudiar otras formulas que nos sirven para el calculo de la potencia. Las estudiaremos a continuación. Recuerda: La formula de la potencia es: P = U x I. La ley de Ohm es U: R x I. Puedes poner en la formula de la potencia, en lugar de U, el producto U x I. Es decir:

P = U x I = R x I.I = R x I2

Por tanto si conoce la resistencia y la intensidad de un circuito, la potencia se hallará.

P = ..........................

Completa la formula

P = U x I P = R x I2 Si conocemos la tensión y la intensidad, para calcular la potencia utilizaremos la formula:

P = ..........................

Si conocemos la resistencia y la intensidad, para calcular la potencia utilizaremos la formula:

P = ...........................

Completa las formulas

La potencia del circuito de la figura es de ........................ vatios.

Observa las figuras:

Figura 1 Figura 2 El circuito de la figura 1 desarrolla una potencia de ........................................... .

El circuito de la figura 2 desarrolla una potencia de ........................................... .

79

En algunos casos se conoce la potencia de un circuito y la intensidad que circula. Podemos entonces, calcular la resistencia del circuito.

Si la potencia de un circuito es de 1.000 W y la intensidad que circula por el es de 5 A, la resistencia del circuito será de:

P = R x I2; 1.000 = R x 52

R = 1.000 / 52 = 1.000 / 25 = 40 ohmios

Si la potencia de un circuito es de 4.900 W y la intensidad que circula por el es de 7 A, la resistencia del circuito será .....................Ω. En algunos casos se conoce la potencia de un circuito y la resistencia. Podemos entonces calcular la intensidad. Si la potencia es de 3.000 vatios y la resistencia es igual a 30 Ω la intensidad será de:

P = R x I2; 3.000 = 30 x I2 = 3.000 / 30; I2 = 3.000 / 30; I2 = 100

Realiza el siguiente ejercicio: Si la potencia del circuito es de 3.800 vatios y la resistencia es igual a 20 ohmios, la intensidad, de acuerdo con el proceso del ejemplo anterior será de ............. A Haz el cálculo completo de la intensidad en el ejemplo siguiente: La potencia de un circuito es de 1.000 vatios y la resistencia es de 40 Ω, por tanto la intensidad será de ........................A.

La potencia del circuito de la figura es 560 W y la intensidad que circula es de

4 A, la resistencia del circuito será .................... ohmios.

80

Resumiendo: La potencia, conocidas tensión e intensidad se puede hallar según la formula.

P = ......................... Si conocemos la resistencia y la intensidad, la potencia se calculara según la

formula: P = .........................

Completa las formulas

En ocasiones conoceremos de un circuito su tensión y la resistencia. No es necesario en estos casos calcular la intensidad para hallar la potencia. Veremos ahora una formula que nos sirve para calcular la potencia conociendo la tensión y la resistencia. Ya sabes que:

P = U x I y que I = U / R

Por tanto, P = U x I = U x U / R = U2 / R

Entonces la potencia se puede hallar mediante las tres formulas:

P = U x I

P = R ........................

P = ............................

Completa las formulas

Si en circuito conocemos el valor de la tensión U y el de la resistencia R, podemos hallar la ................................. desarrollada por el circuito, mediante la formula.

P = ..........................

Completa la formula

En el circuito de la figura conocemos la tensión que es de 220 V y la resistencia que es de 10 Ω, luego la potencia desarrollada por el circuito es ...................... vatios.

81

Recuerda que: Para hallar la potencia consumida por un circuito si conocemos la tensión y la intensidad, aplicaremos la formula.

P = ....................... Si conocemos la resistencia y la intensidad usaremos:

P = ........................

Si conocemos la tensión y la resistencia utilizaremos la formula:

P = ........................

Completa las formulas

La potencia del circuito de la figura 1 es de ................... Vatios. La potencia del circuito de la figura 2 es de ................... Vatios. La potencia del circuito de la figura 3 es de .................... Vatios, En algunos casos, se conoce la potencia de un circuito y la tensión aplicada. Podemos entonces, calcular entonces la resistencia del circuito. Si la potencia de un circuito es de 4.500 W y la tensión 125 V, la resistencia del circuito será:

P = U2 / R ; 4.500 = 15.625 / R ; R = 15.625 / 4.500 = 3,47 Ω

Si la potencia de un circuito es de 4.000 vatios y la tensión es de 200 V, la resistencia del circuito será de .....................Ω.

82

En algunos casos se conoce la potencia de un circuito y la resistencia de este circuito. Podemos entonces calcular la tensión. Si la potencia desarrollada por un circuito es de 484 W y la resistencia es de 100 Ω, la tensión será:

P = U2 / 100; 484 = U2 / R; U2 = 484 x 100; U = 48400 = 220 V Realiza el siguiente ejercicio:

Si la potencia de un circuito es de 625 vatios y la resistencia es de 25 Ω, la tensión del circuito será .......................... V. Hasta aquí he explicado que es potencia, forma de calcularla y las que se mide. Vamos a estudiar a continuación lo que es el trabajo eléctrico o energía eléctrica, como la podemos calcular y que unidades utilizamos para su medida. Desde un punto de vista físico el trabajo es igual al producto de la potencia por el tiempo. En electricidad también el trabajo es igual al producto de la ............................ por el ................................ . La energía o trabajo en electricidad la representamos por la letra E. Podemos establecer que:

Energía = Potencia x Tiempo.

Utilizando en lugar de las magnitudes, los símbolos que las representan queda:

E = ...............................

Completa la formula

La unidad de potencia es el vatio. Recuerda que la unidad de tiempo es el segundo. Según lo indicado en el cuadro anterior, la unidad de energía será: 1 unidad de energía = 1 ...................................... x 1 .................................. . Si durante un tiempo de 30 segundos, un circuito desarrolla una potencia de 1.500 vatios. La energía del circuito será de:

E = P x t; E = 1.500 x 30; E = 45.000 vatios segundo

83

adalbertoResaltado

La energía de un circuito que desarrolla una potencia de 1.700 vatios en 15 segundos será de ................................ vatios segundo. Al vatio segundo se le llama julio, siendo esta ultima la unidad de energía. Será igual decir que un circuito tiene una energía de 7.000 vatios segundo o de 7.000 .............................. . El julio, que es la unidad de energía se representa por la letra J. La unidad de potencia es el vatio que se representa por W.

La unidad de energía es el julio que se representa por ........................ . Esta unidad, el Julio, es demasiado pequeña y no se utiliza. En la práctica se utilizan las siguientes unidades:

Vatio hora Kilovatio hora

Si te fijas en estas dos unidades, también son el producto de una unidad de potencia por una unidad de tiempo, luego también son unidades de e........................... o trabajo. Vamos a estudiar cada una de estas unidades. Empezaremos por el vatio hora. Si un circuito desarrolla una potencia de 1 vatio durante 1 hora, tendrá la energía de 1 vatio hora. Si durante 3 horas un circuito desarrolla una potencia de 5 vatios, tendrá una energía de 3 x 5 = ................................ vatios hora. Si durante 10 horas un circuito desarrolla una potencia de 40 vatios, tendrá una energía de 400 ............................... .................................... . Vamos a estudiar ahora como podemos pasar de Julios a vatios segundo a vatios hora. Ya sabes que una hora tiene 360 segundos. Por tanto, si queremos pasar de julios a vatios hora, tendremos que dividir por 3.600. Así:

14.400 julios = 14.400 / 3.600 vatios hora = 4 vatios hora.

3.600 julios = .......................................... vatio hora.

84

El vatio hora se representa así: Wh. 7.200 julios = .......................... Wh. 3.600 julios = .............................. .

Si la potencia esta expresada en KW y el tiempo en horas, la energía se expresara en Kwh ( kilovatios hora). Por tanto, si durante 5 horas un circuito consume una potencia de 3 Kw de energía desarrollada por el circuito es de ............................... kwh.

Si queremos transformar kWh en Wh tendremos que multiplicar los kWh por

1.000. Por tanto: 40 kWh serán 40 x 1.000 = 40.000 Wh

5 kWh serán ...................................... Wh. Por el contrario si queremos transformar Wh en kWh tendremos que dividir por 1.000 vatios que tiene 1 kilovatio. Por tanto: 4.000 Wh serán 4.000 / 1.000 = 4 kwh

Si durante 5 horas un circuito consume una potencia de 2.000 W, la energía desarrollada por el circuito en ese tiempo será de ……………………... kWh . Un circuito que desarrolle una potencia de 5.000 W durante 3 horas, consumirá una energía de .................................... Wh. Un circuito que desarrolle una potencia de 10.000 W durante 6 horas consumirá una energía de .................................... kWh. Si la potencia esta expresada en MW y el tiempo en horas, la energía se expresara en MWh (megavatios hora). 1 MW = 1.000.000 W. 1 ................................................... = 1.0000.000 Wh. Realiza los siguientes ejercicios: 1.000.000 Wh = 1 MWh. 14.000.000 Wh = 14 ................................................ . 16.329 Wh = ............................................................ MWh. 1 Wh = ................................ .............................................. .

85

Resumiendo:

Las unidades practicas para medir la energía son el vatio y el ............................... ...................... . El vatio hora se representa .................................................... . El ………………..……………………. ………………… se representa kWh. 1 Wh = .......................................... kWh. 1kWh .............................................Wh.

1 MWh = 1.000.000 Wh = 1.000 kWh. Hasta ahora hemos calculado directamente la energía multiplicando la potencia

por el tiempo. Veremos a continuación mas formulas que nos permiten calcular la energía consumida sin conocer la potencia. Si a cada una de las formulas que nos expresan la potencia (P), la multiplicamos por el tiempo (t) obtendremos las formulas de al energía (E). P = U x I E = U x I x t

P = R x I2 E = ............................ P = U2 / R E = ............................

Completa las formulas

E = U x I x t E = R x I2 x t E = U2 / R x t (1) (2) (3) Si conocemos la resistencia, la tensión y el tiempo, para calcular la energía utilizaremos la formula numero ........................................ . Si conocemos la resistencia, la intensidad y el tiempo, para calcular la energía utilizaremos la formula numero ....................................... . Si conocemos la tensión, la intensidad y el tiempo, para calcular la energía utilizaremos la formula numero ........................................ . Para calcular la energía consumida en un circuito conociendo la tensión, la intensidad y el tiempo utilizaremos la formula:

E = ...................................

86

Para calcular la energía consumida en un circuito conociendo la tensión, la intensidad y el tiempo utilizaremos la formula:

E = ..............................

Completa la formula

Para calcular la energía consumida en un circuito conociendo la resistencia, la intensidad y el tiempo utilizaremos la formula:

E = ...............................

Completa formula

Para calcular la energía consumida en un circuito conociendo la tensión, la resistencia y el tiempo, utilizaremos la formula:

E = ...............................

Completa la formula

En la figura 1, si queremos calcular la energía desarrollada en el circuito durante 5 horas lo haremos así: E = U x I x t = 110 x 4 x 5 = 2.200 Wh En la figura 2, la energía desarrollada durante 10 horas será de ................................................................................ Wh

La energía desarrollada en el circuito durante 20 horas, será de.....................................................................................kWh

87

Observe la figura 1. Si queremos calcular la energía desarrollada en el circuito

durante 4 horas, lo haremos así:

E = R x I2 x t = 22 x 102 x 4 = 8.800 Wh

En el circuito de la figura 2, la energía desarrollada durante 3 horas será

de ........................................................................................... Wh. La energía desarrollada en el circuito de la figura durante 10 horas, será de ........................................................................................... Kwh.

La energía desarrollada en el circuito de la figura 1, durante 10 horas es:

E = U2 / R x t = 1252 / 25 x 10 = 6.250 Wh

La energía desarrollada en el circuito de la figura 2 durante 5 horas es de ........................................................................................................ Wh. La energía desarrollada en el circuito de la figura durante 10 horas es de .........................................................................................................kWh.

88

Calcula la energía desarrollada en cada uno de los circuitos de las figuras 1, 2 y 3, durante 5 horas.

En la figura 1 la energía desarrollada es de ..................................................kWh. En la figura 2 la energía desarrollada es de ................................................. kWh. En la figura 3 la energía desarrollada es de ..................................................kWh.

Potencia = P Energía = E U x I x

U x I x t R x I2

R x I2 x t U2 / R

U2 / R x t Indica con una x, las expresiones correspondientes a cada magnitud.

UNIDADES Potencia = P Energía = E vatio x

Vatio hora Kilovatio

Kilovatio hora Megavatio

Megavatio hora Indica con una x las unidades que corresponde a las magnitudes, potencia y energía.

Símbolos Unidades

W

kW

Wh

kWh

MW

MWh

Vatio Vatio hora Kilovatio x

Kilovatio hora Megavatio

Megavatio hora

Indica con una x los símbolos de las unidades y múltiplos que aparecen en el cuadro.

89

1.000.000 1.000 0,001 0,000.001

kW x W MW W kWh Wh MWh Wh

De la misma forma que se ha hecho con el kilovatio con relación al vatio, indique con una x las equivalencias de los múltiplos con sus unidades correspondientes.

90