Cómo calcular una caída de tensión en resistores

Escrito por paul dohrman | Traducido por juan manuel rodriguez
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Cómo calcular una caída de tensión en resistores
La caída de tensión en un resistor depende de su configuración con respecto a otros. (set of resistors image by evvigo from Fotolia.com)

Los problemas más comunes en las clases de introducción a la física son sobre la caída de tensión en los resistores. Las configuraciones fundamentales estudiadas en cursos introductorios son resistores en serie y en paralelo. Las lecciones sobre los inductores (bobinas) y las caídas de tensión que causan suelen seguir las lecciones en los resistores. Los inductores también causan caídas de tensión en un circuito, al igual que los resistores, pero el proceso es diferente. Las caídas de tensión no son constantes, como en la mayoría de los resistores, pero el resultado es efectivamente el mismo.

Nivel de dificultad:
Moderado

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Instrucciones

  1. 1

    Calcula la caída de tensión a través de una serie de resistores sumando sus valores y multiplicándolos por la corriente a través de ellos. Circulará la misma corriente a través de cada uno, por la ley de conservación de la masa y la ley de conservación de la carga, por lo que si conoces la corriente que circula por uno, sabes la corriente que circula por todos.

    Por ejemplo, si los valores de tres resistores en serie son 3, 2 y 4 ohms, y la corriente a través de uno de ellos es de 2 amperes, entonces la caída de tensión a través de la longitud de ellos es (3+2+4)*2 = 18 voltios, suponiendo que la resistencia en el cable entre los resistores es despreciable o esta incluida en las tres mediciones de la resistencia.

  2. 2

    Calcula la caída de tensión a través de una serie en paralelo con la fórmula 1/R(total) = 1/R1 + 1/R2, donde R1 y R2 son los resistencias de los dos resistores en paralelo. La R(total) es la resistencia equivalente de las dos resistencias en paralelo. En otras palabras, si se retira la estructura paralela en el circuito eléctrico y se reemplaza con un resistor con resistencia R(total), la caída de voltaje a través de este tramo sería la misma. Este es un resultado que se denomina regla de lazo de Kirchhoff. Si se incluye cualquier fuente de tensión que tenga una caída de tensión opuesta-firmada de las resistencias, cualquier lazo cerrado alrededor del circuito debe sumar cero caída de potencial . Luego, sólo se utiliza la corriente antes o después de la sección paralela para calcular la caída de tensión por V=i*R(total). Por ejemplo, si R1=1 ohm y R2=2 ohms, entonces 1/R(total) = 1/1 + 1/2 = 1,5, por lo que R(total) = 2/3. Si la corriente en cualquier punto en el mismo circuito es 3 amperios, entonces la caída de tensión a través de cada una de las resistencias debe ser 3 x 2/3 = 2 voltios.

  3. 3

    Calcula la caída de tensión a través de un inductor (bobina) multiplicando la inductancia del inductor por la tasa de cambio de la corriente a través de él. La inductancia se mide en henry (H). De modo que si una bobina de inductancia 5 Henry tiene una corriente creciente en ella por 2 culomb por segundo en ese instante en el tiempo, entonces la fuerza electromotriz inducida (fem) que se opone a la tensión que excita la corriente es de 10 voltios en ese instante en el tiempo. Esta fem inducida es equivalente a una caída de tensión en una resistencia, ya que reduce la tensión igual que los electrones que atraviesan el circuito eléctrico, tal como un resistor reduciría la tensión.

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    Calcula la caída de tensión (en realidad una ganancia de voltaje) a través de la bobina secundaria de un transformador desde la caída de tensión en su bobina primaria utilizando la fórmula V1/n1 = V2/n2, donde n1 es el número de vueltas de la bobina primaria alrededor del transformador y n2 es el número de vueltas de la bobina secundaria. La bobina primaria reduce el circuito que está conectado a un voltaje determinado por lo que el circuito al que esta conectado la bobina secundaria puede servir como una fuente de voltaje. En otras palabras, la pérdida de tensión en el primer circuito conduce a una ganancia de tensión en el otro. De modo que si Paso 3 resulta en que la caída de tensión de CA a través de la bobina primaria oscila entre 10 y -10 voltios, y si n1 es de 1000 bobinas y n2 de 500, entonces la ganancia de tensión en la bobina secundaria oscila entre V2 = V1n2/n1 = +10(500/1000) = +5 voltios y -5 voltios.

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