CÁLCULOS BÁSICOS

Potencia en Resistores Eléctricos

La potencia en resistores eléctricos se puede calcular con las siguientes fórmulas, dependiendo de los valores que tengas:

1. Usando la ley de Ohm y la potencia:

P = V * I

Donde:
- P es la potencia en vatios (W).
- V es el voltaje en voltios (V).
- I es la corriente en amperios (A).

2. Usando la resistencia y el voltaje:

R la resistencia en ohmios (Ω).

3. Usando la resistencia y la corriente:

Ejemplo práctico:
Si tienes una resistencia de 10 Ω y un voltaje de 20 V aplicado a ella:



La resistencia disipará 40 vatios de potencia en forma de calor.

Arreglos de Resistores Eléctricos

En un arreglo de resistencias, las resistencias pueden estar conectadas de diferentes maneras, afectando la resistencia total del circuito. Existen dos configuraciones principales:

1. Resistencias en Serie

- En este tipo de conexión, las resistencias están conectadas una después de otra en una sola trayectoria de corriente.

- La corriente es la misma en todas las resistencias.

- La resistencia total se obtiene sumando todas las resistencias individuales:

Ejemplo: Si tienes tres resistencias de 10 Ω, 20 Ω y 30 Ω en serie, la resistencia total será 60 Ω

2. Resistencias en Paralelo

Son aquellas que están conectadas en un circuito de tal manera que ambos extremos de cada resistencia están unidos a los mismos puntos. Esto significa que el voltaje en cada resistencia es el mismo, pero la corriente se divide entre ellas.

- El voltaje es el mismo en todas las resistencias.
- La corriente se divide entre cada resistencia según su valor.
- La resistencia equivalente es siempre menor que la menor resistencia del circuito.

Ejemplo de cálculo: Si tienes tres resistencias en paralelo:

R1 = 100Ω, R2 = 200Ω y R3 = 300Ω

Se calcula así:

Ley de Voltajes de Kirchhoff (LVK)

La Ley de Voltajes de Kirchhoff (LVK) establece que la suma algebraica de todas las diferencias de potencial (voltajes) en un lazo cerrado de un circuito es igual a cero. Matemáticamente, se expresa como:

∑ V = 0

Explicación
Esta ley se basa en la conservación de la energía. Cuando una carga eléctrica se mueve a través de un circuito cerrado, la energía ganada en fuentes de voltaje (baterías, generadores) debe ser igual a la energía perdida en resistencias u otros componentes.

Aplicación
Para aplicar la LVK en un circuito:

1-) Identifica los lazos cerrados en el circuito.

2-) Elige una dirección de recorrido (sentido horario o antihorario).

3-) Asigna signos a los voltajes:

- Si atraviesas una fuente de voltaje de negativo a positivo, restas el voltaje (-V).
- Si atraviesas una fuente de voltaje de positivo a negativo, sumas el voltaje (+V).
- Si pasas por una resistencia en el sentido de la corriente, sumas la caída de voltaje (+IR).
- Si pasas por una resistencia en sentido contrario a la corriente, restas el voltaje (-IR).

Suma todas las caídas y fuentes de voltaje y equívalas a cero.

Ejemplos con explicación de Ley de Voltajes de Kirchhoff

Ley de Corrientes de Kirchhoff (LVK)

La Ley de Corrientes de Kirchhoff establece que la suma de las corrientes que entran a un nodo es igual a la suma de las corrientes que salen del nodo. Matemáticamente, se expresa como:

∑ Ientrantes = ∑ Isalientes

Explicación
La LCK se basa en la conservación de la carga eléctrica: la cantidad de carga que entra en un punto de un circuito debe ser igual a la que sale, ya que no hay acumulación de carga en los nodos.

Aplicación
Para aplicar la LCK en un circuito:

- Identifica un nodo (unión de tres o más elementos)

- Define las corrientes entrantes y salientes.

- Escribe la ecuación de corriente en función de las corrientes de los componentes conectados al nodo.

- Resuelve las ecuaciones para encontrar los valores de las corrientes desconocidas.

Ejemplos con explicación de Ley de Corrientes de Kirchhoff

Transformación Delta a Estrella (Δ → Y o Y → Δ)

La transformación Delta a Estrella (Δ → Y) se usa para convertir una configuración de resistencias en forma de triángulo (Delta, Δ) en una equivalente en forma de estrella (Y o T) o viceversa. Esto facilita el análisis de circuitos eléctricos complejos, especialmente cuando aplicamos las leyes de Kirchhoff.

Como realizar la Transformación Delta a Estrella (Δ → Y o Y → Δ)