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Medición potenciométrica AP07

Contenido: Leyes de Kirchhoff. Trabajo eléctrico y potencia eléctrica. Ejemplos. ¿Qué dice la primera ley de Kirchhoff?

Medición potenciométrica

El problema es determinar la fem de X.
V: fuente estable.
G: galvanómetro.
X: fuente desconocida.
P: fuente conocida.
1. Circuito cerrado
V = constante
I = constante
Se corre el cursor hasta que G = 0.


Circuito básico de medición potenciométrica

Entonces:

Ex = I·R1

Se cambia la fuente desconocida (X) por otra conocida (P).

Ex/EP = I·R1/I·R2 = r1/r2

Ex/EP = r1/r2

Leyes de Kirchhoff

Si un circuito tiene un número de derivaciones interconectadas, es necesario aplicar otras dos leyes para obtener el flujo de corriente que recorre las distintas derivaciones.

1° ley de Kirchhoff: la ley de los nudos o nodos, enuncia que en cualquier unión en un circuito a través del cual fluye una corriente constante, la suma de las intensidades que llegan a un nudo es igual a la suma de las intensidades que salen del mismo.

∑i = 0 (en un nodo)

i1 = i2 + i3 + i4


Circuito eléctrico con resistencias en serie

2° ley de Kirchhoff: la ley de las mallas afirma que, comenzando por cualquier punto de una red y siguiendo cualquier trayecto cerrado de vuelta al punto inicial, la suma neta de las fuerzas electromotrices halladas será igual a la suma neta de los productos de las resistencias halladas y de las intensidades que fluyen a través de ellas. Esta segunda ley es sencillamente una ampliación de la ley de Ohm.

∑(V + fem) = 0 (en una malla)

V - V1 - V2 = 0


Circuito eléctrico con resistencias en paralelo

En un elemento activo el sentido de la corriente y de la tensión son iguales.

En un elemento pasivo el sentido de la tensión es inverso al de la corriente.

Vi = i1·R1 + i2·R2 + i3·R3 = Vf

Trabajo eléctrico

L = q·V

P = L/t ⇒ P = q·V/t ⇒ P = i·V

Como V = i·R

P = i²·R

También i = V/R:

P = V²/R

[P] = W


Representación de un capacitor

Otra unidad es el elctrón volt: es la energía adquirida por una partícula cuya carga es igual a la de un electrón, cuando esa partícula pasa por una diferencia de potencial de un volt en el vacío.

qe = 1,6·10-19 C

L = qe·V ⇒ L = 1,6·10-19 C·1 V ⇒ L = 1,6·10-19 J

1 eV = 1,6·10-19 J


Circuito eléctrico con resistencias en serie y en paralelo

En serie:

P1 = i²·R1 ⇒ P1 = (2 A)²·1 Ω ⇒ P1 = 4 A²·1 Ω

P1 = 4 W

P2 = i²·R2 ⇒ P2 = (2 A)²·2 Ω ⇒ P2 = 4 A²·2 Ω

P2 = 8 W

En paralelo:

P1 = i1²·R1 ⇒ P1 = (6 A)²·1 Ω ⇒ P1 = 36 A²·1 Ω

P1 = 36 W

P2 = i2²·R2 ⇒ P2 = (3 A)²·2 Ω ⇒ P2 = 9 A²·2 Ω

P2 = 18 W

V = E + I·Ri

P = V·I ⇒ P = E·I + I·Ri·I ⇒ P = E·I + I²·Ri

En carga:
P = E·I + I²·RiE·I ⇒ rapidez de carga.
I²·Ri ⇒ rapidez de pérdida
En consumo:
P = E·I + I²·RiE·I ⇒ rapidez de conversión de energía química en eléctrica.
I²·Ri ⇒ pérdida por calor

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