Saltar navegación

Activa JavaScript para disfrutar de los vídeos de la Mediateca.

Problemas básicos circuitos serie - Contenido educativo

Ajuste de pantalla

El ajuste de pantalla se aprecia al ver el vídeo en pantalla completa. Elige la presentación que más te guste:

Subido el 31 de marzo de 2020 por Jose Tomas A.

82 visualizaciones

Resolución de 3 problemas básicos de circuitos en serie

Más información Transcripción

Descargar la transcripción

Bueno, pues vamos a realizar el primer problema de circuitos en serie. 00:00:05
Bueno, pues tenemos un circuito que tiene este aspecto, resistencia 1, resistencia 2, resistencia 3 y se cierra con una pila cuyo voltaje sabemos que tiene 30 voltios. 00:00:11
Bueno, lo primero que nos preguntan en el problema es cómo están conectadas estas resistencias. 00:00:43
Ya sabemos que están conectadas en serie porque la entrada de una está conectada con la salida de otra 00:00:56
y no está en el mismo sentido del polo de la pila. 00:01:02
Si hubieran estado en el mismo sentido, por ejemplo, aquí, esta misma, tendría el mismo sentido de la entrada al polo positivo y la salida al polo negativo. 00:01:08
Entonces, esto se define como que están en paralelo. 00:01:25
Pero en nuestro caso están en serie. 00:01:29
entonces cuando están las resistencias en serie 00:01:32
podemos calcular la resistencia total 00:01:37
que es lo que nos pide en el apartado B 00:01:40
sabiendo que la resistencia total 00:01:43
es igual a la suma de las resistencias en serie 00:01:46
entonces como nos dice que el valor de cada una de las resistencias 00:01:51
es de 5 ohmios 00:01:58
pues entonces la resistencia total 00:02:00
es igual a 5 más 5 más 5, es decir, 15 ohmios. 00:02:12
Este circuito se podría sustituir por un circuito que tiene una resistencia de 15 ohmios 00:02:21
y el voltaje que hemos visto de 30 voltios. 00:02:34
bien, entonces una vez que hemos calculado la resistencia total 00:02:38
es fácil calcular la intensidad total del circuito 00:02:49
V es igual a R por I 00:02:52
pues entonces I es igual a V partido por R 00:02:56
y aquí tenemos que poner los datos de este circuito equivalente 00:03:01
es decir que la intensidad es igual a los 30 voltios 00:03:06
partido de la resistencia equivalente 00:03:11
o resistencia total 15 ohmios 00:03:15
y esto nos da 2 amperios 00:03:18
es importante saber que esta intensidad 00:03:21
en un circuito en serie 00:03:26
es exactamente la que pasa por toda la malla 00:03:27
esta intensidad total 00:03:32
es la misma que la intensidad 1 00:03:36
que la intensidad 2 00:03:39
que es la que pasa por aquí, la que pasa por aquí 00:03:41
y la que pasa por aquí 00:03:44
la intensidad 3 00:03:45
entonces en un circuito en serie 00:03:48
la intensidad total es igual a la intensidad 1 00:03:53
igual a la intensidad 2 00:03:57
igual a la intensidad 3 00:04:01
repito, en la malla 00:04:03
que están todas las resistencias en serie 00:04:08
la intensidad que pasa por este cable 00:04:11
es la misma que pasa por este y por este, y su valor es el mismo a la intensidad total. 00:04:13
Bueno, pues con ese dato ya nos resulta muy sencillo sacar el último apartado que es 00:04:21
el voltaje que cae en cada resistencia. Bueno, sabemos que el voltaje total, el que genera 00:04:28
la pila son 30 voltios. En un circuito en serie, el voltaje que cae en esta resistencia 00:04:36
más el que cae en esta más el que cae en esta es igual al mismo que se produce en la 00:04:45
pila. Entonces, para calcular los voltajes de la resistencia 1, de la resistencia 2 y 00:04:52
de la resistencia 3 00:05:03
vamos a aplicar la ley de ohm 00:05:06
con sus propios valores 00:05:07
entonces 00:05:10
voltaje de la resistencia 1 00:05:11
es igual a la resistencia 00:05:14
1 por la intensidad 00:05:16
el voltaje 1 00:05:19
sería los 5 ohmios 00:05:21
por la intensidad 1 00:05:24
que hemos dicho que es 00:05:25
la misma que la intensidad 00:05:27
total, todo el rato son 2 amperios 00:05:29
entonces por 2 amperios y esto nos da 10 voltios 00:05:32
la intensidad 2 lo mismo R2 por I2 00:05:39
que estos son 5 ohmios por 2 amperios es decir 10 voltios 00:05:45
y el voltaje 3 es lo mismo la resistencia 3 por la intensidad 3 que es la total 00:05:52
y esto es igual a 5 por 2 00:05:59
Es decir, 10 voltios. Y se cumple lo que hemos dicho, que el voltaje 1 más el voltaje 2 más el voltaje 3, que son 30 voltios, es lo mismo que lo que se produce aquí en la pila. 00:06:02
Y con esto hemos solucionado el primer problema. 00:06:24
Lo voy a poner un poquito más mono para que lo veáis. 00:06:31
Tenéis el mismo problema hecho un poquito más limpio y sin tantas explicaciones como he dado en el desarrollo del problema. 00:06:35
Y ahora vamos con el problema número 2 que partiendo de este problema número 1 nos pedía la potencia eléctrica total y la potencia eléctrica de cada resistencia. 00:06:44
También nos pedía la energía de cada resistencia si estaba funcionando durante 15 segundos. 00:06:56
Pues vamos a hacer el siguiente problema. 00:07:06
Sabemos que potencia es igual a voltaje por intensidad. 00:07:09
Si hablamos de la potencia total, pues será el voltaje completo por la intensidad total. 00:07:14
Es decir, los 30 voltios por los 2 amperios, que son 60, ¿en qué se mide la potencia? Pues se mide en vatios. 00:07:19
del mismo modo esto se puede aplicar a cada una de las resistencias 00:07:37
entonces la potencia de la resistencia 1 será el voltaje de la resistencia 1 00:07:45
por la intensidad de la resistencia 1 00:07:51
el voltaje de la resistencia 1 lo hemos calculado son 10 voltios 00:07:54
y la intensidad 1 ya hemos visto que es la misma que la intensidad total 00:08:01
porque está en una malla en serie, entonces es 2 amperios, y esto nos da 20 vatios. 00:08:06
Lo mismo ocurre con la potencia 2 y con la potencia 3. 00:08:14
10 es el voltaje 2, y 2 la intensidad, 2 amperios es la intensidad sub 2. 00:08:23
Entonces esto nos vuelve a dar 20 vatios, y en la potencia 3, 00:08:31
como todas las resistencias tienen el mismo valor 00:08:36
todas consumen la misma potencia 00:08:40
esto sería la potencia consumida 00:08:44
y esta sería la potencia creada 00:08:49
la suma nos da lo mismo 00:08:51
esto en cuanto a potencia 00:08:55
si hablamos de energía en 15 segundos 00:08:59
pues es prácticamente el mismo problema 00:09:02
la energía total es igual a la potencia total por el tiempo 00:09:08
hemos visto que la energía total son los 60 vatios 00:09:15
por los 15 segundos que es el dato que me da el problema 00:09:22
60 por 15 son 900 00:09:27
900 julios se consumen. 00:09:34
Vamos a ver cómo se distribuyen entre las distintas resistencias. 00:09:38
La energía 1 sería igual a la potencia 1 por el tiempo. 00:09:44
Es decir, 20 vatios por 15. 00:09:50
Y 20 por 15 son 300 julios. 00:09:56
En los mismos datos tenemos que la energía de la resistencia 2 es la potencia de la resistencia 2 por el tiempo, 20 vatios por 15 segundos, y son otros 300 julios. 00:10:00
Y por último, la energía de la resistencia 3 es la potencia de la resistencia 3 por esos 15 segundos, 300 julios. 00:10:19
efectivamente si sumamos esto nos da también los 900 julios 00:10:33
que es lo mismo que la energía total 00:10:39
y con esto hemos hecho el segundo problema 00:10:42
bueno pues vamos a empezar el tercer problema 00:10:45
es un circuito parecido al circuito que hemos visto en los problemas anteriores 00:10:48
con la peculiaridad de que aquí los valores de cada resistencia son diferentes 00:10:55
Esta tiene 4 ohmios, esta tiene 5 y esta tiene 3 ohmios. 00:11:00
La pila tiene 24 voltios y vamos a hacer los mismos cálculos, lo único que ahora el voltaje que cae en cada pila nos va a salir diferente porque tienen distintas resistencias. 00:11:05
Pero la suma de los 3 voltajes nos va a salir 24 voltios. 00:11:17
Y respecto a la intensidad, pues lo mismo, vamos a calcular la intensidad de la malla porque están en serie 00:11:22
y la intensidad que sale de la pila va a ser la misma que pasa por la resistencia 1 00:11:28
la misma que pasa por la resistencia 2 00:11:32
y la misma que pasa por la resistencia 3 00:11:34
bueno, pues vamos a ponernos con ello 00:11:38
y lo primero que tenemos que calcular es la resistencia equivalente 00:11:41
como estamos en serie, la resistencia total es igual a 00:11:45
R1 más R2 más R3 00:11:50
En este caso, 4 más 5 más 3, y estos son 12 ohmios. 00:11:55
Bien, ahora vamos a calcular los voltajes de cada resistencia, pero para ello necesitamos previamente la intensidad. 00:12:08
Entonces, en el apartado B, lo primero es calcular la intensidad total, que va a ser igual a la intensidad 1, igual a la intensidad 2, igual a la intensidad 3. 00:12:19
Para calcular la intensidad total, I es igual a V, la V total, el voltaje de la pila, partido de la resistencia total. 00:12:36
Entonces, I total va a ser igual a 24 voltios partido de 12 ohmios, y esto nos va a dar 2 amperios. 00:12:48
Lo voy a poner en rojo, aquí en el circuito, o sea, la intensidad total es igual a 2 amperios. 00:13:07
Quiere decir que la intensidad 1 es igual a 2 amperios, que la intensidad 2 es igual a 2 amperios y que la intensidad 3 es igual a 2 amperios. 00:13:23
Podemos entonces seguir calculando el apartado B, donde me dice los voltajes de cada resistencia. 00:13:39
El voltaje de la resistencia 1 será la resistencia 1 por la intensidad 1, es decir, los 4 ohmios por los 2 amperios de la resistencia 1, y esto me va a dar 8 voltios. 00:13:49
el voltaje de la resistencia 2 R2 por la intensidad 2 00:14:09
que es igual a 5 ohmios por los 2 amperios 00:14:15
que tiene la intensidad 2 00:14:22
y esto me va a dar 10 voltios 00:14:24
y el voltaje de la resistencia 3 00:14:29
será la resistencia 3 por la intensidad 3 00:14:32
la resistencia 3 son 3 ohmios 00:14:35
y la intensidad 3 00:14:39
van a ser lo mismo 00:14:41
2 amperios 00:14:43
el resultado son 00:14:45
6 voltios 00:14:47
si sumo 00:14:49
estos voltajes 00:14:51
me va a dar 24 00:14:53
voltios 00:14:55
que es exactamente la misma 00:14:57
cantidad de potencial 00:15:00
o diferencia de potencial o voltaje 00:15:02
que está produciéndose 00:15:03
en la pila 00:15:05
Y este sería el apartado B. En el apartado C nos pide la potencia total del circuito. Pues vamos a hacerlo. Potencia total es igual a voltaje total por intensidad total. 00:15:06
Y estos serían los 24 voltios por la intensidad total, que coincide que son 2 amperios, es decir, 48 vatios. 00:15:26
En el siguiente apartado, en el apartado D, me pide que calcule las potencias de cada una de esas resistencias. 00:15:41
Potencia en la resistencia 1, potencia en la resistencia 2 y potencia en la resistencia 3. 00:15:51
Bueno, pues lo aplicamos con el voltaje 1 por la intensidad 1, voltaje 2 por la intensidad 2, voltaje 3 por la intensidad 3. 00:15:58
Bueno, pues los cálculos son muy sencillos, el voltaje 1, 8 voltios, el voltaje 2, 10 voltios, el voltaje 3, 6 voltios, las intensidades son todas iguales, 00:16:11
La 1, la 2, la 3 son las totales, son 2 amperios, 2 amperios, 2 amperios. 00:16:28
Resultado, pues 8 por 2, 16 vatios. 00:16:36
10 por 2, 20 vatios. 00:16:39
6 por 2, 12 vatios. 00:16:42
La suma me va a dar 48 vatios, que es exactamente igual que la que se ha generado. 00:16:45
y vamos con los dos últimos apartados 00:16:53
que serían la energía total y la energía de cada resistencia 00:16:59
consumida en 10 segundos 00:17:02
pues en el apartado E 00:17:04
la energía total es igual a la potencia total por el tiempo 00:17:09
y en este caso son 48 vatios por los 10 segundos 00:17:16
es decir 480 julios 00:17:24
Y en el último apartado nos pide las energías de cada resistencia, que se hacen con las potencias que hemos calculado en el apartado D. 00:17:28
Potencia 1 por el tiempo, potencia 2 por el tiempo y potencia 3 por el tiempo. 00:17:46
Bueno, pues la potencia 1 son 16 vatios durante 10 segundos, son 160 julios. 00:17:51
La potencia 2 son 20 vatios durante 10 segundos, son 200 julios. 00:18:04
Y la potencia 3 son 12 vatios durante 10 segundos, es decir, 120 julios. 00:18:13
La suma nos va a dar también 480 julios, que es exactamente la energía que nos está suministrando la pila. 00:18:24
Bueno, y hasta aquí un problema sencillo de una malla, un circuito en serie, en el que hemos sacado los voltajes, las potencias y las energías de cada una de las tres resistencias que tienen distinto valor. 00:18:39
Idioma/s:
es
Materias:
Tecnología
Niveles educativos:
▼ Mostrar / ocultar niveles
  • Educación Secundaria Obligatoria
    • Ordinaria
      • Primer Ciclo
        • Primer Curso
        • Segundo Curso
Autor/es:
José Tomás Alonso García
Subido por:
Jose Tomas A.
Licencia:
Reconocimiento - Compartir igual
Visualizaciones:
82
Fecha:
31 de marzo de 2020 - 23:13
Visibilidad:
Público
Enlace Relacionado:
https://irfb.es
Centro:
IES RAFAEL FRUHBECK DE BURGOS
Duración:
19′ 02″
Relación de aspecto:
3:2 El estándar usado en la televisión NTSC. Sólo lo usan dichas pantallas.
Resolución:
940x628 píxeles
Tamaño:
195.66 MBytes

Del mismo autor…

Ver más del mismo autor

EducaMadrid, Plataforma Educativa de la Comunidad de Madrid

Plataforma Educativa EducaMadrid