Ejercicios: Ley de Ohm y calculo de secciones
Circuito serie
I = misma para todo el circuito
tensión total = Σ tensiones parciales
Pt = Σ Pi = P1 + P2 + P3 + … + Pn
Rt = Σ Ri = R1 + R2 + R3 + … + Rn
Circuito paralelo
Intensidades diferentes para cada circutio
It = Σ Ii = I1 + I2 + I3 + … + In
tensión total = única = V
Pt = Σ Pi = P1 + P2 + P3 + … + Pn
1/R = 1/R1 + 1/R2 +1/R3 + … + 1/Rn
EJERCICIO SERIE
Qué resistencia hay que colocar en serie con la conocida (20W, 0.2A) para que el circuito cumpla con los datos establecidos. Hallar su valor (en Ω) y su potencia.
Ante un problema siempre dispondremos de, como mínimo, dos datos conocidos; en este casoo, potencia y amperaje. Por lo que, de momento, no podemos aplicar la Ley de Ohm.
P = I · V =› V = P / I = 20 / 0.2 = 100V
Podemos considerar las tensiones como el esqueleto del circuito, por eso serán lo primero que calcularemos.
tensión total = Σ Vi
230 = 100 + V =› V2 = 230 – 100 = 130V
Ahora, ya por loa Ley de Ohm…
R = V / I = 130 / 0.2 = 650Ω
Y con el “Producto Interior Bruto”…
P’ = I · V2 = 0.2 · 130 = 26W
En este ejercicio la resistencia adicional gasta más que la original…
La Ley de Ohm está basada en el conocimiento de dos magnitudes cualesquiera.
EJERCICIO PARALELO
Hallar el valor de la potencia y del valor resistivo (R) de la carga que podemos disponer para consumir los 25A reglamentarios.
Hallamos la Intensidad I’ para poder aplicar el PIV:
I = Σ Ii =› I’ = 25 – I1 – I2
Necesitamos saber las intensidades parciales…
I1 = P1 / V = 100W / 230 = 4,34A ; I2 = V / R = 230V / 200Ω = 1.15A =› I’ = 25A – 4.34A – 1.15A = 19.51A
Calculamos la potencia P disipada:
P = I · V = 19.51A · 230V = 4485W
R = V / I = 230V · 19.51A = 11.78Ω
La R es inversamente proporcional a la P; por eso las resistencias que se usan en electrónica son mucho mayores que en electricidad.
EJERCICIO SECCIONES
Disponemos de una línea de 40 metros de s = 2 x 6 + T(6). Su función es alimentar un posible aire acondicionado. Calcular a) la potencia máxima admisible; b) la potencia disipada (efecto Joule) al utilizar la Pmáx.
El tierra (amarillo-verde) no debe contarse a efectos de calculo de secciones. Es un cable de seguridad.
Existen 2 procedimientos para el calculo de secciones:
- por caída de tensión
- por calentamiento
A1.- Calculo de la Pmáx por caída de tensión:
s = 2 · l · P / (K · w · V) =› P = s · k · w · V / (2 · l)
Como el enunciado no decía nada, se asume que la conducción se hará con cobre.
u = 3 / 100 · 230 = 690 / 100 = 6.9V =› P = 6 · 56 · 6.9 · 230 / (2 · 40) = 6665W
Potencia máxima por caída de tensión = 6665W
A2.- Calculo de la potencia máxima por calentamiento
Suponemos que se trata de un cable directo sobre la pared y consultamos la tabla…
para s = 6 → Imáx = 37A =› Pmáx = V · I = 230V · 37A = 8510W
Potencia máxima por calentamiento = 8510W
Siempre nos quedamos con el más restrictivo, luego por comparación: Pmáx = 6665W
B.- Potencia disipada por el efecto Joule
P = R · I² = ζ · 2 · l · I² ; I = 6665W / 230V =› P = 0.017 · 2 · 40 / 6 · 28.9² = 189W
Multiplicamos la lóngitud por dos, porque necesitamos la longitud geométrica del cable (“ida” y “vuelta”).
La notación para cable monopolar sería: s = 2 x 1 x 6
