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EA - Solución Ejercicio 1 Examen Temas 3 y 4 - Contenido educativo - Contenido educativo

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Subido el 1 de diciembre de 2020 por Fernando M.

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Bueno, vamos a resolver el primer ejercicio del examen, como veis lo que pide el ejercicio es, dado este generador en el que hay una resistencia de pérdida de 2 ohmios, pues lo que nos pide es calcular la intensidad en cada resistencia y el rendimiento, ¿vale? 00:00:00
Entonces, lo primero que vamos a hacer es pintar el circuito considerando que tenemos esa resistencia de pérdida 00:00:21
Eso, lo que sería al final, sería pues pintar 00:00:29
Pintamos nuestra resistencia R1, ¿vale? 00:00:34
Y luego, en serie con esta fuente de tensión, ¿vale? 00:00:37
En serie con la fuente de tensión pondremos lo que es la resistencia de pérdida 00:00:41
Resistencia, pérdidas y luego la fuente de tensión 00:00:46
y finalmente nuestra resistencia 00:00:55
que aunque aquí la he llamado R3 00:00:59
le voy a cambiar el nombre y le voy a poner R2 00:01:01
¿vale? todo el rato va a ser R2 00:01:03
¿vale? 00:01:05
y una vez que hemos hecho esto, pues simplemente 00:01:08
tenemos que hacer un análisis 00:01:10
como el que hemos hecho siempre en clase 00:01:13
¿vale? fijaros 00:01:14
que esta resistencia 00:01:16
esta fuente de tensión 00:01:19
da una corriente 00:01:20
¿vale? 00:01:22
Una corriente que va a ser la corriente total, puesto que es la fuente del circuito, ¿vale? 00:01:24
Y cuando esa fuente de corriente llega a este nudo, la corriente se separa, ¿vale? 00:01:31
Parte va por R1 y parte va por R2, ¿vale? 00:01:41
Pero aquí lo que nos tenemos que fijar, observar, es que estos puntos de tensión que estoy pintando en azul, ¿vale? 00:01:45
Puntos de tensión son los mismos, ¿vale? 00:01:56
Y estos puntos de tensión que pinto en marrón también son los mismos, ¿vale? 00:02:01
Por lo tanto, podemos ver o podemos deducir que la tensión, lo voy a pintar aquí, que la diferencia de tensión en R1 es igual que la diferencia de tensión en R2. 00:02:08
¿Y qué pasa cuando dos resistencias tienen la misma diferencia de tensión? 00:02:26
pues pasa que R1 y R2 están en paralelo. 00:02:30
¿Vale? R1 y R2 están en paralelo. 00:02:45
Y como están en paralelo, pues ahora simplemente lo que tenemos que hacer es calcular su resistencia equivalente, 00:02:48
que es lo que nosotros vamos a llamar RP. 00:02:54
RP será igual a, por arriba multiplicamos R1 por R2, 00:02:56
y abajo sumamos R1 más R2, es decir, 180 por 240 entre 180 más 240. 00:03:02
Y esto da una resistencia de 102,85 ohmios. 00:03:19
102,85 ohmios. 00:03:36
¿Y qué hago ahora? Pues me vuelvo a pintar este circuito 00:03:38
Una vez que ya he asociado R1 y R2 00:03:43
¿Vale? R1 y R2 la he asociado en RP 00:03:47
¿Vale? Y lo que me queda es lo que veis aquí 00:03:51
Mi resistencia de pérdida, mi fuente de tensión 00:03:55
Y mi resistencia RP 00:04:05
Y esto sería V1 00:04:10
¿Vale? Y de nuevo vamos a fijarnos. Si nos damos cuenta, la intensidad que sale por la fuente V1 atraviesa la resistencia de pérdida, continúa y luego atraviesa la resistencia RP. 00:04:12
Por lo tanto, podemos ver que la intensidad en la resistencia de pérdida es igual que la intensidad en la resistencia paralelo. 00:04:30
¿Y qué significa que dos resistencias tengan la misma intensidad? 00:04:51
Pues significa que la resistencia de pérdida y el IRP están en serie. 00:04:55
¿Vale? 00:05:14
Y como están en serie yo puedo calcular la resistencia total como resistencia de pérdida, la tilde, más IRP. 00:05:15
Que no se me olvide la tilde aquí y la tilde aquí. 00:05:27
Y esto da 2 ohmios más 100,2,85, que es lo mismo que 104,85 ohmios, ¿vale? 00:05:32
Por lo tanto, me pinto de nuevo el circuito y yo tendría mi tensión V1 y mi resistencia total. 00:05:50
Y ahora sí que yo puedo calcular este valor de la intensidad total 00:06:00
¿Cómo lo calculamos? 00:06:06
Pues la intensidad total será V1 entre RT 00:06:07
Y eso nos da, V1 era de 20 voltios 00:06:12
Son 20 entre 104,85 00:06:20
20 entre, y nos da, 190,73 miliamperios, ¿vale? 00:06:26
190,73 miliamperios. 00:06:45
Muy bien, ya tenemos la intensidad en la resistencia RP, ¿vale? 00:06:52
En la resistencia total. 00:06:58
Pero, si volvemos atrás, lo que nos está pidiendo el circuito es la intensidad por cada resistencia, 00:07:00
Es decir, nos está pidiendo la intensidad en la resistencia de pérdida y la intensidad en R1 y en R2. 00:07:07
Si nos damos cuenta, la intensidad en la resistencia de pérdida es la misma que la intensidad total. 00:07:13
¿Por qué? Pues porque la resistencia total es el equivalente serie de la resistencia de pérdida y la RP. 00:07:19
Por lo tanto, ya podemos decir que la intensidad de pérdida es igual a 190,73 mA. 00:07:28
¿Vale? 00:07:42
Pero vamos más allá. 00:07:44
Vamos a calcular esta diferencia de tensión, la diferencia de tensión en Rp. 00:07:48
¿Cómo hacemos eso? 00:07:55
Bueno, estamos con la ley de Ohm, como siempre, diferencia de tensión en RP será igual a la intensidad en RP por el valor de RP. 00:07:56
¿Cuánto vale la intensidad en RP? Pues fijaros, lo mismo que la intensidad total, porque es la intensidad que circula por RP. 00:08:10
Por lo tanto sería 190,73 por 10 elevado a menos 3 por 102,85, que esto da 19,61 voltios, ¿vale? 00:08:16
Es decir, que si yo me pinto mi circuito inicial, ¿vale? Me lo pinto, tengo R1, tengo R pérdidas, tengo mi fuente y tengo R2, ¿vale? 00:08:47
Pues eso significa, si aquí hay tierra, significa que en este punto de aquí había 20 voltios. 00:09:08
Lo propio del generador, ¿vale? 00:09:18
Porque este generador, recuerdo, que era un generador de nombre V1, cuyo valor era 20 voltios. 00:09:20
Como aquí hay tierra, pues aquí hay 20 voltios. 00:09:27
Y en este punto, lo que hay son 19,61 voltios. 00:09:30
Pero claro, recuerdo que si en ese punto hay 19,61, también lo hay en todo este cable, ¿vale? 00:09:37
Porque están todos conectados a la misma tensión, ¿vale? 00:09:47
Por lo tanto, ahora sí que sí, podemos calcular tanto la intensidad en la resistencia 1 como la intensidad en la resistencia 2. 00:09:51
¿Cómo? Pues de nuevo, ley de Ohm. 00:10:02
Siempre he leído, ¿vale? 00:10:07
Intensidad en la resistencia 1 será la diferencia de tensión en la resistencia 1 partido el propio valor de la resistencia. 00:10:09
¿Cuánto hay en un extremo de la resistencia 1? 00:10:19
19,61. 00:10:21
¿Cuánto hay en el otro extremo? 00:10:25
Dividido entre el valor de R1, que si no recuerdo mal eran 180 ohmios. 00:10:29
Pues esto da 108,98 miliamperios 00:10:33
108,98 miliamperios 00:10:42
Y repetimos lo mismo para la intensidad en la resistencia 2 00:10:46
Diferencia de tensión en R2 partido R2 00:10:50
19,61 menos 0 entre 240 00:10:55
Que esto da 81,73 miliamperios 00:11:01
¿Vale? 00:11:16
Con eso ya habríamos calculado las intensidades en nuestra torre de resistencia 00:11:24
¿Vale? En toda la resistencia 00:11:31
Y ahora nos queda calcular el rendimiento 00:11:34
¿Vale? 00:11:36
Para calcular el rendimiento primero habría que aprenderse la fórmula del rendimiento 00:11:37
¿Cuál era la fórmula del rendimiento? 00:11:42
Pues el rendimiento que se representaba con la letra griega eta, que era una especie de n con rabito, ¿vale? 00:11:44
A ver si me sale. 00:11:52
Ahí. 00:11:54
Ahora. 00:11:55
Era igual a la potencia útil entre la potencia total. 00:11:57
¿Vale? 00:12:04
¿Y cómo distinguíamos potencia útil de potencia total? 00:12:05
Muy sencillo. 00:12:09
Nos pintamos nuestro circuito con simplificado al máximo menos la resistencia de pérdida. 00:12:09
Es decir, cuando teníamos este circuito. 00:12:17
Resistencia de pérdidas, fuente de tensión y luego teníamos aquí mi resistencia RP. 00:12:21
Y esto era V1. 00:12:33
Pues muy bien, justo después de la resistencia de pérdida, justo después va a ser lo que llamemos potencia útil, justo después de la fuente va a ser lo que llamemos potencia total, ¿vale? 00:12:34
De tal forma que si veis, es bastante fácil darse cuenta que, a partir de esto, que la potencia total será igual a la potencia de pérdidas más la potencia útil. 00:12:57
Pues lo que nosotros vamos a hacer es calcular primero la potencia de pérdida y la potencia útil 00:13:19
Y luego calcularemos la potencia total 00:13:29
¿Cómo lo hacemos? Pues muy sencillo 00:13:30
Vamos a partir de la fórmula de la potencia 00:13:34
Que potencia ya dijimos que era tensión por intensidad 00:13:37
Pero lo que vamos a hacer para no tener que calcular estas diferencias de tensión 00:13:41
que no las sabemos, pues lo que vamos a hacer es calcular, es utilizar la ley de Ohm. 00:13:47
¿Y la ley de Ohm qué decía? Que v es igual a i por r, ¿no? 00:13:53
Pues nos cogemos este valor de v y lo sustituimos aquí, ¿vale? En esa v. 00:14:01
De tal forma que nos queda que p es igual a i por r por i. 00:14:08
Y por Y, Y cuadrado 00:14:16
Pues nos queda Y cuadrado por F 00:14:19
¿Vale? 00:14:22
Y ya solo tenemos que sustituir 00:14:23
Por lo tanto, potencia de pérdida 00:14:26
Será la intensidad de pérdida al cuadrado 00:14:29
Por la resistencia de pérdida 00:14:39
¿Cuánto era la intensidad de pérdida? 00:14:46
Pues fijaros, la intensidad de pérdida 00:14:50
Era lo mismo que la intensidad total 00:14:52
¿Vale? 00:14:55
Era exactamente lo mismo que la intensidad total, 190 con 73 miliamperios, ¿vale? 00:14:56
Y esa intensidad de pérdida también era lo mismo que la intensidad en RP, no nos olvidemos, ¿vale? 00:15:05
Era el mismo valor, ¿vale? Por lo tanto, podemos calcular y decimos que, habíamos dicho que era 190, 190 con 73 por 10 elevado a menos 3, todo eso al cuadrado por 2, ¿vale? 00:15:12
190 con 73 miliamperios 00:15:40
No se olvide ponerlo 10 elevado a menos 3 00:15:46
Al cuadrado por 2 00:15:49
Y esto da 72 con 75 milivatios 00:15:52
¿Vale? 00:16:04
Y por otro lado, la potencia útil 00:16:06
Será la intensidad en RP al cuadrado por RP 00:16:09
La intensidad en RP ya hemos dicho que es la misma 00:16:17
Porque están en serie, ¿vale? 00:16:21
190 con 73 por D elevado a menos 3 00:16:23
Todo eso al cuadrado por 102 con 85 00:16:28
Que esto da 3,74 vatios 00:16:34
3,74 vatios, ¿vale? 00:16:46
Estupendo, pues vamos a fijarnos 00:16:55
Más cositas que podemos hacer 00:16:57
Una vez que ya tenemos calculada la potencia útil y la potencia de pérdida 00:16:59
Vamos a calcular la potencia total, ¿vale? 00:17:02
Pues potencia total 00:17:05
Hemos dicho que era potencia de pérdida 00:17:06
Más potencia útil 00:17:10
Que esto da 3,81 W 00:17:15
Pues ya estamos terminando el ejercicio 00:17:26
Ya tenemos la potencia útil y la potencia total 00:17:29
Aplicamos la fórmula del rendimiento 00:17:32
¿Vale? 00:17:36
Rendimiento es igual a potencia útil entre potencia total 00:17:37
Es decir, 3,74 entre 3,81 00:17:44
Que esto da 0,98 00:17:53
Y como el rendimiento siempre se expresa como porcentaje 00:18:00
Lo multiplicamos por 100, ¿vale? 00:18:05
Por lo tanto, el rendimiento es del 98%, ¿vale? 00:18:07
pues espero que haya quedado claro el ejercicio 00:18:14
Autor/es:
Fernando Martínez Martí
Subido por:
Fernando M.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial - Compartir igual
Visualizaciones:
74
Fecha:
1 de diciembre de 2020 - 23:14
Visibilidad:
Clave
Centro:
IES EL BURGO - IGNACIO ECHEVERRÍA
Duración:
18′ 20″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1920x1080 píxeles
Tamaño:
54.65 MBytes

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