Tarea 1 Ingenieria Electrica

Tarea 1 – Solución.

1. En un circuito eléctrico el número de electrones que pasan por un punto dado es de 20 x 1018 electrones por segundo. Encuentre la corriente eléctrica en amperes.

I = Nodee− porsegundo*cargadeune− 18 e− −19 C

[pic 1]

I=20x10 s*1.602x10 C=3.204s=3.204A 2. Para el circuito de la figura encuentre la corriente que fluye a través del circuito y la

[pic 2] [pic 3]

diferencia de potencial en cada resistencia eléctrica.

[pic 4]

El circuito simplificado quedaría:

I = 90 = 3A 30

VR10Ω =10I=30V VR5Ω =5I=15V VR15Ω =15I=45V

[pic 5] [pic 6] [pic 7] [pic 8] [pic 9] [pic 10] 

3. Los voltajes en las tres resistencias del circuito de la figura son 20, 40 y 60V (de izquierda a derecha) con la polaridad indicada. Encuentre el valor de R3.

De acuerdo a la polaridad de las resistencias las corrientes deben fluir como se indica en la figura.

VR1 = 20V VR2 =40V VR2 =60V Por ley de Ohm se tiene que:

IR1 = 20V = 4A hacia abajo 5Ω

IR2 = 40V = 2A hacia arriba 20Ω

Aplicando ley de Kirchhoff de corriente en el nodo:

10A+IR2 =IR1 +IR3 IR3 =10A+IR2 −IR1 =10A+2A−4A=8A

Finalmente por ley de Ohm se obtiene el valor de R3:

R =VR3 =60V =

3

[pic 11] [pic 12] [pic 13] [pic 14] [pic 15] [pic 16] [pic 17] [pic 18]

IR3 8A

7.5Ω

[pic 19] 

4. En el circuito de la figura encuentre el valor de la corriente y el voltaje de la fuente de corriente. También, determine la potencia que se disipa en la resistencia de 2 Ohms.

I=VR2 =8V =2A R2 4Ω

V =IR=2A(2Ω)=4V R1 1

[pic 20] [pic 21] [pic 22] [pic 23] [pic 24]

VF =VR1+VR2 =4V+8V= P =I2R=(2A)2*2Ω=8W

[pic 25]

R1 1 5. En el circuito de la figura se observa que el voltaje en la fuente de corriente alcanza 22V.

Encuentre el valor de R3.

12V

[pic 26]

V =IR=2A(2Ω)=4V R1 F1

VR2 =IFR2 =2A(4Ω)=8V VR3 =VF −VR1−VR2 =22V−4V−8V=10V

R3 =VR3 =10V = I 2A

[pic 27]

5Ω

[pic 28] [pic 29] 

6. Refiérase al circuito de la figura.

1. Encuentre la corriente entregada por la batería.  
2. Determine la resistencia R2.  

[pic 30]

VR1 =E−VR2 =12V−8V=4V IR1 = I = VR1 = 4V =

[pic 31] [pic 32] [pic 33]

R 4Ω 1

R2 =VR2 =8V = I 1A

7. Una fuente de voltaje constante se aplica a tres resistencias en el circuito de la figura.

1. Encuentre el voltaje en la resistencia de 3 Ohms, Vac.  
2. Determine el valor del voltaje Vab.  

Por divisor de voltaje:

V = VR3Ω =10V*3Ω=6V

ac

Ya que el circuito está abierto de b a c, no hay circulación de corriente. Al no haber circulación de corriente, no hay caída de voltaje. Esto se puede observar fácilmente en la ecuación de la ley de Ohm:

Vab =IR5Ω =0A*5Ω=0V

8Ω

1A

[pic 34] [pic 35] [pic 36] [pic 37] [pic 38] [pic 39] [pic 40]

R2Ω +R3Ω 3Ω+2Ω

[pic 41] 

8. Un calentador eléctrico consume 1000W de una fuente de 250V. ¿Qué potencia consumiría si la fuente fuera de 208V? ¿Cuál es el valor de la resistencia del calentador?

El primer paso es obtener la resistencia eléctrica del calentador:

P=V2 R

V2 (250V)2 R = P = 1000W =

Así, si este calentador con resistencia de 62.5 Ohms se conecta a una fuente de 208V se obtiene la siguiente disipación de potencia:

V2 (208V)2 P= R = 62.5Ω =

9. Una parrilla eléctrica consume 12A a 115V por un periodo de 3 horas. a. Si la energía eléctrica cuesta 5 centavos por KWh, determine el costo de

[pic 42] [pic 43]

62.5Ω

[pic 44] [pic 45] [pic 46]

692.224W

[pic 47] [pic 48]

a)

b)

c)

usar la parrilla.

1. Encuentre la cantidad de electricidad en Coulombs que pasan por la  parrilla.  
2. ¿Cuántos electrones están involucrados?  
3. ¿Cuál es la tasa a la cual se gasta la energía eléctrica?  

P =VI =12A*115V =1380W =1.38KW E = Pt =1.38KW (3hrs)= 4.14KWh

Costo = Precio por KWh*Número de KWh Costo=5 c (4.14KWh)=

[pic 49]

20.7centavos

[pic 50]

KWh s

I=12C Q = It =12C (10800s)

[pic 51] [pic 52]

s

Número de eléctrones =

...