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Resolución de circuitos en paralelo - Contenido educativo

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Subido el 3 de enero de 2024 por Roberto S.

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Se resuelve completamente, calculando la resistencia equivalente, voltajes, intensidades, potencias y energías de un circuito con dos resistencias en paralelo.

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Bueno, vamos a analizar ahora un circuito en paralelo. 00:00:00
Bien, vamos a ver, entonces, aquí tenemos el típico circuito en paralelo. 00:00:09
¿Cómo distinguir un paralelo del resto? 00:00:17
Pues mirad, tienen una serie de ramas, ¿de acuerdo? 00:00:19
¿Rama qué es? 00:00:24
Esta rama es una condición que parte desde un punto y llega a otro punto y que es recorrida 00:00:25
por la misma intensidad. 00:00:31
Aquí tendríamos tres ramas, la rama de las pilas, o rama principal, que va a ser recorrida 00:00:32
por la intensidad total, por todos los amperios. 00:00:38
Y después tenemos dos ramas y en cada rama, ésta y ésta, se dispone sólo una resistencia 00:00:42
y es recorrida por una intensidad. 00:00:51
Ahí en este caso I1 y aquí I2 y en la rama de las pilas no se coloca ninguna resistencia, 00:00:53
si no estaríamos hablando de un circuito mixto. 00:01:00
Bien, pues vamos a analizar poco a poco cómo se resolvería este circuito. 00:01:02
Bien, en primer lugar tenemos que llegar siempre a un circuito equivalente que tengamos una 00:01:09
resistencia total que equivalga a todas ellas. 00:01:14
¿Cómo se realiza en este caso? 00:01:17
No se va a realizarla mediante la suma de R1 y R2. 00:01:20
¿Por qué? 00:01:23
Porque las cargas, unas pasan por la rama de R1 y las otras pasan por la rama de R2, 00:01:24
pero las que pasan por R1 ya no tienen que pasar por R2 y viceversa, con lo cual no tiene 00:01:31
sentido que las tengamos que sumar. 00:01:37
Después de demostraciones matemáticas se llegó a que la resistencia total se calcula 00:01:40
sumando pero a la inversa, es decir, uno partido de R total sería uno partido de R1 más uno 00:01:45
partido de R2. 00:01:50
En el caso que nos ocupa sería un quinto más un veinteavo. 00:01:52
Hallamos el mínimo común múltiplo que es 20 y vamos calculando cuánto vale el valor 00:01:56
de R total. 00:02:01
20 entre 5 es a 4 por unos 4 y 20 entre 20 es a 1 por unos 1, o sea que nos queda 4 más 00:02:02
1 partido de 20, es decir, 5 partido de 20. 00:02:10
Pero cuidado, estos 5 veinteavos no es lo que vale la resistencia total porque si vamos 00:02:13
para detrás vemos que es uno partido de R total, o sea que 5 veinteavos realmente 00:02:18
es el inverso de la resistencia total, con lo cual, como veis aquí, le damos la vuelta. 00:02:25
Numeradores pasan a ser denominadores y viceversa, con lo cual la resistencia total serían 20 00:02:31
quintos, es decir, 4 ohmios. 00:02:36
Siguiente paso, como vemos aquí, os he puesto a posta, en lugar de una batería os he puesto 00:02:41
dos, dos baterías pequeñitas, serían pilas de 1,5 voltios y tendríamos que calcular 00:02:46
el voltaje total del circuito. 00:02:52
El voltaje total del circuito sería la suma de estas pilas, cuando están colocadas positivo 00:02:55
negativo positivo negativo. 00:03:00
Si no las colocamos así estarían mal colocadas y el circuito no funcionaría. 00:03:02
Bien pues entonces el voltaje total sería 1,5 más 1,5, 3 voltios. 00:03:08
Con la resistencia total, el voltaje total, ya calculamos la intensidad total, recordad 00:03:15
que ahora tenemos unas cuantas, pero la intensidad total es la que está contenida en la rama 00:03:20
que conecta las pilas, ¿vale? 00:03:26
Entonces la intensidad total sería el voltaje total, los 3 voltios, partido de la resistencia 00:03:29
total del circuito, que son los 4 ohmios, es decir, 3 cuartos, tendríamos 0,75 amperios 00:03:35
de resistencia total. 00:03:42
Los 0,75 amperios salen todos del polo positivo y llegan hasta este punto de bifurcación. 00:03:44
Se bifurcan en el sub 1 y sub 2 y luego en este punto se volverían a juntar y los 0,75 00:03:51
amperios vendrían a morir al polo negativo. 00:03:58
Bien, vamos a calcular entonces las caídas de tensión, que en el caso de paralelo es 00:04:00
muy fácil. 00:04:08
El voltaje que consumen V1 y V2 son 3 voltios, es decir, el voltaje de la pila, y aquí no 00:04:12
hace falta ningún cálculo, sino simplemente aplicar la lógica. 00:04:19
Las cargas salen del polo positivo con 3 voltios, van recorriendo el circuito con 3 voltios, 00:04:25
llegan a este punto y se bifurcan. 00:04:32
Unas cargas vienen por aquí y otras vienen por aquí, pero ¿qué ocurre? 00:04:35
La energía que tiene cada carga no disminuye, ¿por qué? 00:04:40
Porque en su recorrido no han encontrado ningún elemento pasivo donde transforman su energía, 00:04:43
con lo cual en este punto las cargas tienen 3 voltios y en este punto también. 00:04:50
¿Qué ocurre después? 00:04:54
Después en este punto y en este otro punto estamos a 0 voltios, ¿por qué? 00:04:58
Porque si yo aquí tengo también 0 voltios como hemos quedado, el polo negativo siempre 00:05:03
son 0 voltios. 00:05:08
Si entre este punto y este punto no hay nada que consuma, significa que el voltaje aquí 00:05:10
y aquí es igual. 00:05:15
Si entre este punto que estoy señalando y este punto tampoco hay nada que consuma, significa 00:05:17
que aquí no hay nada, o sea, tengo el mismo voltaje que aquí, o sea, 0 voltios. 00:05:22
Y lo mismo aquí, si entre este punto y este punto no hay nada que consuma y aquí tengo 00:05:28
0 voltios, aquí también tengo 0 voltios. 00:05:34
¿Qué significa? 00:05:38
Que si yo aquí tengo 3 voltios y aquí 0 voltios, V1 serán 3 voltios, o sea, el voltaje 00:05:40
total. 00:05:46
De manera análoga, si aquí tengo 3 voltios y aquí tengo 0 voltios, significa que las 00:05:48
cargas se pasan por aquí y se dejan todo el voltaje, es decir, 3 voltios. 00:05:54
Por eso las cargas de tensión en cada rama son siempre el voltaje de la pila. 00:05:58
Y esto siempre que tengamos un paralelo, no hace falta hacer ningún cálculo, como 00:06:05
os acabo de decir, se saca por lógico, ¿de acuerdo? 00:06:10
Bien, vamos a calcular ahora la intensidad por cada rama porque ahora es distinta. 00:06:16
La intensidad total son 0.75 amperios. 00:06:20
¿Cómo se calcula la intensidad por cada rama? 00:06:24
Aplicando la ley de Ohm en cada rama, es decir, la intensidad total, ¿qué me está atravesando? 00:06:27
La resistencia 1, o sea, entre este punto y este punto cae V1, y entre este punto y 00:06:35
este punto, ¿qué resistencia tengo? 00:06:42
R1, con lo cual sería 3 quintos, o sea, 0.6 amperios. 00:06:44
Por aquí, de los 0.75 amperios que salen del polo positivo, por estas ramas van 0.6. 00:06:50
Para calcular I2 se hace exactamente igual. 00:06:59
Con la ley de Ohm en esta rama, en esta rama la asistencia es de I2. 00:07:03
El voltaje que hay entre este punto y este punto, o sea, antes y después de la resistencia, 00:07:10
es V2, que hemos dicho que es el voltaje total, y la resistencia que las cargas encuentran 00:07:16
entre este punto y este otro punto es R2, o sea que la intensidad 2 sería 3 veinteagos, 00:07:24
es decir, 0.15 amperios. 00:07:33
Y vemos que la intensidad total tiene que ser la suma de I1 e I2, y vemos que así sucede. 00:07:36
La intensidad total, que son 0.75 amperios, sería I1, 0.6 más I2, 0.15. 00:07:44
Y esto nos tiene que valer para comprobación del problema. 00:07:52
La parte más difícil ya está hecha. 00:07:57
Vamos a ver ahora las potencias y las energías. 00:07:59
Potencias. 00:08:03
La potencia total de la pila siempre es V total por I total, o sea, 3 voltios por 0.75 amperios me da 2.25 vatios. 00:08:05
Estos 2.25 vatios van a ser consumidos por R1 y R2. 00:08:14
Para calcular la potencia que consume cada una, la potencia que consume R1, como toda potencia, es V por I. 00:08:19
Pero particularizado a R1 sería I1, que es la intensidad que atraviesa por el voltaje que ella consume, que es V1, 00:08:28
que coincide con el voltaje total por ser un paralelo, 00:08:39
o sea, que serían V1, 3 voltios, por I1, 0.60 amperios, es decir, consume 1.8 vatios. 00:08:42
De manera análoga, la potencia que consume R2 sería su voltaje, o sea, V2, por su intensidad y su 2, 00:08:50
3 voltios por 0.15 amperios, 0.45 vatios, 00:09:00
y la suma de las potencias consumidas son 1.8 más 0.45, 2.25 vatios, o sea, lo que se da es lo que se consume. 00:09:05
Y para terminar el problema vamos con las energías. 00:09:18
Igual que las potencias, hay una energía que se suministra y una energía que se consume. 00:09:23
Hay que dar un tiempo. 00:09:30
Entonces vamos a considerar para este problema 10 minutos, 00:09:32
que como he dicho en el ejercicio anterior, siempre hay que pasarlo a segundos. 00:09:36
La energía total que me da la pila es la potencia total, evidentemente, por el tiempo que está funcionando el circuito, 00:09:42
o sea, 2,25 vatios, que es la potencia total, por los 600 segundos, es decir, me da 1.350 J. 00:09:48
Energía que me consume la resistencia 1 sería su potencia, P1, por el tiempo, 00:09:58
o sea, 1,8 vatios por 600 segundos, 1.080 J. 00:10:06
Y de manera análoga, la energía que me consume la resistencia 2 es su potencia, P2, por el tiempo, 00:10:11
es decir, 0.45 vatios por 600 segundos, que son 270 J. 00:10:17
Igual que pasaba con los voltajes, igual que pasaba con las potencias, 00:10:24
la suma de lo que se consume, o sea, E1 más E2, tiene que ser igual a la energía total que se suministra. 00:10:29
Y esto nos tiene que dar también de comprobación. 00:10:37
Muchas gracias. 00:10:40
Idioma/s:
es
Idioma/s subtítulos:
es
Autor/es:
Roberto Soriano Casas
Subido por:
Roberto S.
Licencia:
Reconocimiento - Compartir igual
Visualizaciones:
17
Fecha:
3 de enero de 2024 - 11:41
Visibilidad:
Público
Centro:
IES PABLO PICASSO
Duración:
10′ 44″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1920x1080 píxeles
Tamaño:
352.84 MBytes

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