Circuitos en Serie con la Ley de Ohm (con fórmulas y ejemplos)
I= corriente eléctrica (se lee en Amper)
E= voltaje o presión eléctrica (se lee en voltios)
R= resistencias (se lee en ohm)
¿Qué es la
corriente eléctrica?
Corriente eléctrica son electrones en movimiento
en un conductor cuando hay una diferencia de potencial.
Un circuito simple es aquel que está formado por
una fuente de alimentación, por una carga y por un interruptor y los
conductores que lo conectan.
Circuito
Serie
Un circuito en serie es aquel el cual está
compuesto por 2 o más elementos instalados de tal manera que la corriente
eléctrica tiene un solo camino para regresar al generador.
La corriente en un circuito serie es la suma de
las corrientes de los dispositivos que están instalados en el circuito:
1. IT= I1= I2 = I3
La Resistencia en un circuito serie es la suma de
las resistencias en los dispositivos que están instalados en el circuito:
2. RT= R1 + R2 + R3
El voltaje en un circuito serie, es la caída de
voltaje o la suma de las caídas de voltaje de los dispositivos que están
instalados en el circuito:
3. ET= e1 + e2 +e3
La potencia en un circuito serie es la suma de
las potencias consumidas por los dispositivos que están instaladas en el
circuito:
4. PT= P1 + P2 + P3
Las fórmulas para sacar potencia son las
siguientes:
· P= I x E
· P=
· P=
x R
La energía total en un circuito serie es la suma
de las energías consumida por los dispositivos instalados en el circuito:
5. Ent= En1 + En2 + En3
El costo total del consumo de un circuito es la
energía total consumida multiplicada por la divisa
6. CostoT= Ent X B/.
Ejemplo 1:
En un circuito serie conectado a una fuente de
120 voltios, están conectados los siguientes elementos: R1= 60 Ω, R2= 30 Ω, R3=
20 Ω, si el circuito trabaja por 3 horas, el costo del Kw/h es de 0.10 $.
Encuentre la resistencia total del circuito, la
potencial consumida en cada uno de los dispositivos del circuito, la caída de
voltaje de los dispositivos y el costo total.
Datos:
E: 120V
R1: 60 Ω
R2: 30 Ω
R3: 20 Ω
T: 3 horas
Costo: 0.10 $
Desarrollo:
·
RT= R1 + R2 +
R3
RT= 60 Ω + 30 Ω + 20 Ω
RT= 110 Ω
·
IT=
IT=
IT= 1.09 A
·
e1= IT x R1
e1= 1.09 A x 60 Ω
e1= 65.4 V
·
e2= IT x R2
e2= 1.09 A x 30 Ω
e2= 32.7 V
·
e3= IT x R3
e3= 1.09 A x 20 Ω
e3= 21.8 V
·
P1= IT x e1
P1= 1.09 A x 65.4 V
P1= 71.3 W
·
P2= IT x e2
P2= 1.09 A x 32.7 V
P2= 35.6 W
·
P3= IT x e3
P3= 1.09 A x 21.8 V
P3= 23.7 W
·
PT= P1 + P2
+P3
PT= 71.3 W + 35.6 W + 23.7 W
PT= 130.68 W
·
Ent= 130.68 W
x 3 H
Ent=
Ent=
0.392 Kw/h
·
Cost= 0.392 Kw/h x 0.10$
Cost=
0.03$
Ejemplo
2:
En un circuito serie conectado a
un generador de 120V están los siguientes elementos: una plancha con un consumo
de 150W, un bombillo con un consumo de 60W, una tostadora con un consumo de
600W. El circuito trabaja por 3 horas, y el costo es de 0.20$.
Calcular la potencia total del
circuito, calcular la caída de voltaje de cada elemento del circuito, calcular
la energía consumida en cada elemento, calcular el costo total consumido por el
circuito.
Datos:
E: 120V
Plancha: 150W
Bombillo: 60W
Tostadora: 600W
Tiempo: 3 horas
Costo: 0.20$
Desarrollo:
·
PT= P1 + P2
+P3
PT= 150W + 60W + 600W
PT= 810W
· IT=
IT=
IT= 6.75 A
· e1=
e1=
e1= 22V
· e2=
e2=
e2= 9V
· e3=
e3=
e3= 89V
·
En1= P1 x T
En1= 150W x 3h
En1= 450Wh
·
En2= P2 x T
En2= 60W x 3h
En2= 180Wh
·
En3= P3 x T
En3= 600W x 3h
En3= 1800Wh
·
Ent= En1 + En2 + En3
Ent= 450Wh + 180Wh + 1800Wh
Ent=
Ent= 2.43Kw/h
·
Cost= Ent x $
Cost= 2.43Kw/h x 0.20$
Cost=
0.5$
