GUIA DE OHM
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Sistema de Gestiónde la Calidad
Servicio Nacional de Aprendizaje – SENAREGIONAL NORTE DE SANTANDER
C.I.E.S
LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFFGUIA DE APRENDIZAJE
Fecha:FEBREO DEL 2010
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1. IDENTIFICACIÓN DE LA GUÍA DE APRENDIZAJE
Código: 280501015 Fecha: Febrero del 2010Programa de Formación:Mantenimiento Electrónico E Instrumental Industrial
Duración Etapa Lectiva:2640 Horas
Duración Etapa Productiva:880 Horas
Duración de la Formación:3520 Horas
Módulo de Formación:Corregir de un bien los sistemas electronicos e instrumental industrial de acuerdo con sus especificaciones tecnicas
Duración:
960 Horas
Modalidad de Formación: PresencialResultado de aprendizaje: Detectar fallas en la circuiteria electrónica y elaborar procedimientos para la fabricación, reconstrucción o reemplazo de circuitos o sistemas electrónicos industriales que permitan el alistamiento justo a tiempoDuración de la Guía: 30 Horas
2. INTRODUCCIÓN
Estimado Aprendiz:
La ley de Ohm, la ley de Watt y las leyes de Kirchhoff son leyes fundamentales y excelentes herramientas analíticas con que todo estudiante, técnico, tecno cuenta para realizar el análisis de circuitos eléctricos. Por esta razón, esta guía ha sido diseñada para que USTED conozca, maneje y aplique estas tres leyes de manera correcta y eficaz.Se le recomienda realizar toda la guía de aprendizaje y complementarla con ejercicios extras que serán suministrados por el instructor. La resolución de la guía se debe anexar a su portafolio. Recuerde que en el camino para adquirir el conocimiento se encuentran algunos obstáculos, pero cuando aparecen, siempre tendrán una mano amiga para superarlos: Su instructor. Ánimo y empecemos ya!!!!!
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Fecha:FEBREO DEL 2010
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3. ACTIVIDADES Y ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE
ACTIVIDAD 1: Recuerde la explicación dada por el instructor a cerca de la ley de Ohm, ley de Watt y leyes de Kirchhoff. Coloque las diferentes fórmulas que podemos encontrar de cada una de ellas.
LEY DE OHM: V= I*R I= V/R R= V/I
LEY DE WATT: P= V*I V= P/I I= P/V
LEY DE KIRCHOFF: I0= I.R2/R1+R2 V0= V*R2/R1+R2
ACTIVIDAD 2:Utilizando la ley de Ohm, halle todos los valores de voltaje y de corriente de cada uno de los componentes de los siguientes circuitos.
CIRCUITO 1
REQ= 10K+5K+2.5KREQ= 17.5KI= 5V/17.5KI= 0.28mA
VR1= 0.28mA*10K= 3VVR2= 0.28*5K= 1.5VVR3= 0.28*2.5K= 0.7V
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Fecha:FEBREO DEL 2010
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CIRCUITO 2
REQ= 3K+10K+2.5KREQ=15.5KI= 5V/15.5I= 0.32mA
VR1= 0.32mA*3K= 0.96VVR2= 0.32mA*10K=3.2VVR3=0.32Ma*2.5k= 0.8v
CIRCUITO 3
R4+R5= 2K+1.5K=3.5K
3.5*10/3.5+10=35/13.5=48.5K
48.5K+3K+2.5K=54KREQ= 54K
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I= V/REQ= 5V/54K= 0.09Ma
VR1= 0.09ma*3K= 0.2VVR2= 0.09Ma*10K= 0.9VVR3=0.09Ma*2.5K= 0.225VVR4= 0.09Ma*2k= 0.18vVr5= 0.09Ma*1.5K= 0.135V
ACTIVIDAD 3: Utilizando la ley de Watt, calcule la potencia para cada uno de los componentes de los circuitos de la Actividad 2.
CIRCUITO 1
PR1= I*VR1= 0.28mA*3V=0.84mWPR2=I*VR2= 0.28Ma*1.5v=0.42mWPR3= I*VR3= 0.28Ma*0.7v=0.196mW
CIRCUITO 2
PR1= I*VR1= 0.32Ma*0.96v= 0.30MwPR2= I*VR2= 0.32Ma*3.2v= 1.02MwPR3= I*VR3= 0.32Ma*0.8v= 0.256mW
CIRCUITO 3
PR1= I*VR1= 0.09Ma*0.2v= 0.018mWPR2= I*VR2= 0.09Ma*0.9v= 0.081mWPR3= I*VR3= 0.09Ma*0.225V= 0.020MwPR4= I*VR4= 0.09Mw*0.18V= 0.016MwPR5= I*VR5= 0.09Mw*0.135V= 0.012Mw
ACTIVIDAD 4: Para cada circuito calcule el valor de las resistencias, voltajes y potencias faltantes. Identifique cuál ley debe usar en cada caso o si debe usarlas ambas.
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CIRCUITO 4
R1=VR1/I= 3.5V/0.2Ma= 17.5KVR2= I*R2= 0.2Ma*10k= 2v
8-VR1-VR2-VR3=0
8-3.5V-2V-VR3=0
8-3.5V-2V= VR3
2.5V= VR3
R3= VR3/I= 2.5V/0.2ma= 12.5K
PR1= I*VR1= 0.2ma*3.5V= 0.7Mw
PR2= I*VR2= 0.2Ma*2V= 0.4Mw
PR3= I*VR3= 0.2Ma*2.5V= 0.5Mw
CIRCUITO 5
+7v – 1.5v – i1* R4 – 2v –i *R3 = 0
+ 3.5v –i *R3 = + i1* R4
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i * R3 = + 3.5 - i1* R4
I= 3.5V-(I1*R4)/R3
I=3.5-(2K)I1
+ i2* R2 – i1* R4 – 2v = 0
+ i2* (10kΩ) = 2v + i1* (2kΩ)
I2=2V+(2K)I1/10K
Reemplazando (1) y (2) en(3)
3.5-(2K)I1/2.5K=I1+2V+(2K)I1/10K
3.5V-2KI1/2.5K=(10K)I1+2V(2K)I1/10K
10kΩ * (3.5v-2kΩ i1) = 2.5kΩ * ((10kΩ) i1+2v+(2k Ω) i1 )
35 k v – 20 MΩ i1 = 25 MΩ i1 + 5kv + 5 MΩ i1
35kv – 5kv = 20 MΩ i1 + 25 MΩ i1 + 5 MΩ i1
30kv= 50 MΩ i1
I1=30K/50M
i1= 0.6mA
i=3.5v-(2k)i1/2.5k
i=3.5v-(2k)*(0.6ma)/2.5
i=3.5v-1.2v/2,5k
i=2.3v/2.5k
i = 0.92mA
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i2=2v+(2k)i1/10k
i2=2v+(2k*0.6ma)/10k
I2=2V+1.2V/10
I2=3.2V/10K
i2= 0.32Ma
R1=VR1/I= 1.5V/0.92MA=1.6K
R5= VR5/I1= 2V/0.6MA=3.3K
VR1= i * R1 : VR1= (0.92 mA * 1.6 kΩ) : VR1 = 1.472v
VR2= i2 * R2 : VR2= (0.32 mA * 10 kΩ) : VR2 = 3.2v
VR3= i * R3 : VR3= (0.92 mA * 2.5 kΩ) : VR3 = 2.3v
VR4= i1 * R4 : VR4= (0.6 mA * 2 kΩ) : VR4 = 1.2v
VR5= i1 * R5 : VR5= (0.6 mA * 3.3 kΩ) : VR5 = 1.98v
i = 0.92 mA
I1= 0.6mA
i2= 0.32mA
VR1 = 1.472v PR1= i* VR1= 0.92mA *1.472v= 1.35424mW
VR2 = 3.2v PR2= i2* VR2= 0.32mA *3.2v= 1.024mW
VR3 = 2.3v PR3= i* VR3= 0.92mA *2.3v= 2.116mW
VR4 = 1.2v PR4= i1* VR1= 0.6mA *1.2v= 0.72mW
VR5 = 1.98 v PR5= i1* VR2= 0.6mA *1.98v= 1.188mW
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P fuente= i* V fuente= 0.92mA *7v= 6.44mW
PELEMENTOS PASIVOS= PR1+ PR2+ PR3+ PR4+ PR5= 1.35424mW +1.024mW +2.116mW +0.72mW +1.188mW =6.40224mW
ACTIVIDAD 5: Para el circuito que se muestran a continuación, halle todos los valores de corrientes, voltajes, potencias y resistencias faltantes, aplicando las leyes de Kirchhoff, ley de Ohm y ley de Watt.
12v – i1* R1 – i2* R2– i1 *R3 = 0
+ 12v – i1* (R1+R3) = + i2* R2
VR2= 2v
Como R2 Y R6 estan en paralelo tienen el mismo voltaje, por tanto:
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VR2 = VR6
VR6 = 2v
Aplicando ley de corrientes de kirchhoff en este circuito se tiene:
i6= i3 + i4
Como i6=0.04A y i4= 0.1A
i3 = I6 - i4
i3 = 0.04A – 0.1A
i3 = -0.06A
De otro punto podemos decir que:
i1= i2 + i3
i2= i1 – i3
i2= 0.4A – (-0.06A)
i2=0.4A +0.06A
i2=0.46A
De otro punto podemos decir que:
i2= i1 + i5
i5= i2 – i1
i5= 0.46A – 0.4A
i5= 0.06A
Para hallar R2 , R4 , VR1, VR3,VR4 Y VR5 desarrollamos de la siguiente forma:
VR1 = i1* R1
VR1 = 0.4 A * 10Ω
VR1 = 4v
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= 4.35Ω
VR3 = i1* R3
VR3 = 0.4A * 15 Ω
VR3 = 6v
VR5 = i4* R5
VR5 = 0.1A * 20 Ω
VR5 = 2v
Aplicando ley de voltajes de kirchhoff en este circuito se tiene:
12 – VR1 + VR4 + VR5 - VR3 = 0
VR4 = -12v + VR1 + VR3 - VR5
VR4 = -12v + 4v +6v – 2v
VR4 = - 4 v
= 40Ω
Los valores para la corriente se muestran como se indican en el circuito:
I1= 0.4A
i2= 0.46A
I3= -0.06A
I4= 0.1A
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I5= 0.06A
I6= 0.04A
VR1 = 4v PR1= i1* VR1= 0.4 A *4 v= 1.6W
VR2 = 2v PR2= i2* VR2= 0.46 A * 2v= 0.92W
VR3 = 6v PR3= i1* VR3= 0.4 A *6 v= 2.4W
VR4 = -4v PR4= i4* VR4= 0.1 A *(-4v)= - 0.4W
VR5 = 2 v PR5= i4* VR5= 0.1 A *2v= 0.2W
VR6 = 2 v PR6= i6* VR6= 0.04 A *2v= 0.08W
Pfuente= i* Vfuente= 0.4A *12v= 4.8W
Donde la potencia que produce la fuente, debe ser la suma de todos los demas elementos pasivos presentes en el circuito.
PELEMENTOS PASIVOS= PR1+ PR2+ PR3+ PR4+ PR5+ PR6 = 1.6W +0.92W +2.4W - 0.4W +0.2W +0.08W =4.8W
Como se puede ver la potencia que disipa estos elementos es igual a la producida por la fuente.