Ejercicios Electronic A

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INSTALACION DE REDES DE COMPUTADORES

RICARDO ANDRES VALDERRAMA DEVIA

Centro Gestión de Mercados, Logística y Tecnologías de la Información Programa de Teleinformática Bogotá, septiembre de 2008

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Cargo

Autores

Ricardo Andrés Valderrama Devia

Estudiante

Revisión

John torres

Instructora

Dependencia Centro Gestión de Mercados, Logística y Tecnologías de la Información Centro Gestión de Mercados, Logística y Tecnologías de la Información

Firma

Fecha 18 de septiembre de 2008 18 de septiembre de 2008

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CIRCUITO SERIE Ejercicios 1. Menciónese tres reglas para la corriente, el voltaje y la resistencia en un circuito en serie. 2. Para una corriente dada, ¿Por qué entre mas grandes la resistencia, mayor caída de voltaje a través de ella? 3. Dos focos de 300W a 120V se conectan en serie a través de una línea de alimentación de 240V. Si el filamento de uno de los focos se quema ¿El otro sigue funcionando? ¿Por qué? Con el circuito abierto, ¿cuál es el voltaje a través de la fuente? ¿Cuál es el voltaje a través de cada foco? 4. Demuestre que VT = V1 + V2 + V3, entonces RT = R1+R2+R3. 5. En una cadena resistiva en serié. ¿Por qué la R más grande disipa la mayor cantidad de potencia? 6. Menciónese una aplicación de los circuitos en serie. 7. ¿Por qué las reglas para componentes en serie son validas para circuitos de CD y CA? 8. Un circuito consta de una fuente de voltaje de 10V y de una resistencia R de 10 ohm ¿Cuál es el valor de la corriente en este circuito? ¿Qué resistencia R2 debe añadirse en serie con R1 para reducir la corriente a la mitad? Háganse diagramas para este circuito. 9. Dibújese un diagrama en el que se muestren dos resistencias, R1 y R2, conectadas en serie a una fuente de 100V. a) si la caída de voltaje IR a través de R1 es de 60 V, ¿cual es la caída de voltaje IR a través de R2? B) Indíquese en el diagrama, la polaridad de las caídas de voltaje a través de R1 y R2. c) Si la corriente que circula a lo largo de R1 es de 1 amperio, ¿Cual es la corriente que circula por R2? D) ¿Cuál es la resistencia total a través de la fuente de voltaje, ¿Cuál es el voltaje a través de R1 y de R2? 10. ¿Qué resistencia R1 debe añadirse a un circuito en serie que tiene una R2 de 100 ohmios para limitar la corriente a 0.3 A, cuando se aplica un voltaje de 120V? Dibuje un diagrama que muestre el circuito. ¿Cual es la potencia disipada por cada resistencia? 11. Un foco de 100 W consume, normalmente, 0.833 A, mientras que uno de 200W consume una corriente de 1.666 A. de la línea de alimentación de 120V. Demuéstrese que si estos focos se conectan en serie a una línea de alimentación de 240V y las resistencias no cambian, la corriente que circula en ambos focos es de 1.11 amperios. 12. Para el circuito que se muestra en la figura, encuéntrese el valor de R2.

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CIRCUITO PARALELO 1. Se conectan dos ramas a través de una fuente de voltaje de 90 voltios. Por cada rama circula una corriente de 5 amperios. ¿Cuál es el valor de la resistencia equivalente total RT? 2. ¿Qué resistencia R en paralelo con una de 50KΩ dará como resultado una RT de 25KΩ? 3. Seleccione la respuesta correcta. - Cuando dos resistencia se conectan en paralelo, a. La corriente que circula por ambas es la misma b. El voltaje a través de cada resistencia es la misma. c. La resistencia combinada es igual a la suma de las dos resistencias. d. Cada resistencia debe tener el mismo valor. 4. Dos resistencias, R1 y R2, de 15 y 45Ω respectivamente, se conectan en paralelo a través de una batería de 45V. a. Dibuje un diagrama. b. ¿Cuál es el voltaje a través de R1 y R2? c. ¿Cuáles son los valores de las corrientes que circulan en R1 y R2? d. ¿Cuál es el valor de la corriente que circula por la línea principal? e. Calcule el valor de la RT. 5. Se conectan dos resistencias, R1 y R2, en paralélelo a través de una fuente de voltaje de 60V. La corriente total que circula por la línea principal es de 10amperios. La corriente I1 que circula a lo largo de R1 es de 4 amperios. Dibuje un diagrama del circuito y proporcione los valores de las corrientes I1 e I2 y de las resistencias R1 y R2. ¿Cual es el valor de la resistencia equivalente de las dos ramas a través de la fuente de voltaje? CIRCUITO MIXTO 1. En un circuito mixto, ¿cómo puede determinarse qué resistencias se encuentran en serie y cuáles en paralelo? 2. Dibuje un diagrama en el que se muestre un banco formado por dos resistencias que esté en serie con otra resistencia. 3. Explique por qué se conectan componentes en serie-paralelo y muestre un circuito que sirva como ejemplo de su explicación. 4. Mencione dos diferencias entre un circuito abierto y un cortocircuito. 5. Explique la diferencia entre la división de voltaje y la corriente. 6. Dos resistores de 10Ω se encuentran en serie con una fuente de 100V. Expliqué por qué al agregar en serie una tercera resistencia R de 10Ω, la corriente I disminuye. B) Dos resistores de 10Ω, están en paralelo con una fuente de 100V. Si se añade en paralelo una tercera resistencia R de 10Ω, explique por qué aumenta la corriente I total.

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DESARROLLO CIRCUITO SERIE 1) Menciónese tres reglas para la corriente, el voltaje y la resistencia circuito en serie.

en un

CORRIENTE: a) En un circuito en serie la corriente es la misma para todo el circuito. b) La corriente se obtiene al dividir el voltaje por la resistencia total. c) La unidad de medida de la corriente es el amperio y se representa con la letra A. VOLTAJE: a) El voltaje se divide por cada una de las resistencias presentes en un circuito en serie. b) El voltaje se obtiene al multiplicar la corriente por la resistencia total. c) La unidad de medida del voltaje es el voltio y se representa con la letra V. RESISTENCIA: a) La resistencia total (RT) es la suma de todas las resistencias individuales b) La resistencia se obtiene al dividir el voltaje por la corriente. c) La unidad de medida de la resistencia es el ohmio y se representa con la letra Ω. 2) Para una corriente dada, ¿Por qué entre mas grandes la resistencia, mayor caída de voltaje a través de ella? Esto se debe a que la resistencia se encarga de oponerse al paso de voltaje y entre mayor sea su valor menor será el voltaje que pase a través de ella. 3) Dos focos de 300W a 120V se conectan en serie a través de una línea de alimentación de 240V. Si el filamento de uno de los focos se quema ¿El otro sigue funcionando? ¿Por qué? Con el circuito abierto, ¿cuál es el voltaje a través de la fuente? ¿Cuál es el voltaje a través de cada foco? Si uno de los focos se quema el otro no funcionaria ya que el circuito se encuentra en serie, la corriente solo tiene una trayectoria por la cual transitar y al quemarse el foco el circuito se abrirá. El voltaje a través de la fuente es de 240V y el voltaje a través de cada foco es de 0V.

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4) Demuestre que VT = V1 + V2 + V3, entonces RT = R1+ R2+ R3. RT= R1+R2+R3 RT=10 Ω+20 Ω+35 Ω=65 Ω IT= V / R IT= 120V / 65 Ω IT= 1.846A VR1 = IT X R1 VR1 = 1.846A X 10 Ω = 18.46 V VR2 = IT X R2 VR2 = 1.846A X 20 Ω= 36.92 V VR3 = IT X R3 VR3 = 1.846A X 35 Ω= 64.61 V VT = V1 + V2 + V3 =18.46 V + 36.92 V + 64.61 V = 119.99V 5) En una cadena resistiva en serié. ¿Por qué la R más grande disipa la mayor cantidad de potencia? Entre mayor se la resistencia mayor será el voltaje esto quiere decir que mayor será la potencia. 6) Menciónese una aplicación de los circuitos en serie. Una aplicación de los circuitos en serie podría ser en una instalación navideña. 7) ¿Por qué las reglas para componentes en serie son validas para circuitos de CD y CA? Lo unico que cambia en la CD y CA es la forma de transmisión de la cirriente mas no sus componentes por consiguiente las reglas son iguales para CD y CA. 8) Un circuito consta de una fuente de voltaje de 10V y de una resistencia R de 10Ω ¿Cuál es el valor de la corriente en este circuito? ¿Qué resistencia R2 debe añadirse en serie con R1 para reducir la corriente a la mitad? Háganse diagramas para este circuito. I = V/ R I = 10V / 10Ω I = 1A Para reducir la corriente a la mitad debemos añadir una resistencia de 10Ω.

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10V

10Ω

10Ω

10V

10Ω

9) Dibújese un diagrama en el que se muestren dos resistencias, R1 y R2, conectadas en serie a una fuente de 100V. a) si la caída de voltaje IR a través de R1 es de 60 V, ¿cual es la caída de voltaje IR a través de R2? B) Indíquese en el diagrama, la polaridad de las caídas de voltaje a través de R1 y .R2. c) Si la corriente que circula a lo largo de R1 es de 1 amperio, ¿Cual es la corriente que circula por R2? D) ¿Cuál es la resistencia total a través de la fuente de voltaje, ¿Cuál es el voltaje a través de R1 y de R2? 60Ω

100V

40Ω

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a) La caída de voltaje a través de R2 es de 40V. c) La corriente en R2 es de 1A ya que la corriente es la misma en un circuito en serie. d) la resistencia total a través de la fuente de voltaje f) el voltaje a través de R1 = 40 V y de R2 = 60V 10) Qué resistencia R1 debe añadirse a un circuito en serie que tiene una R2 de 100 ohmios para limitar la corriente a 0.3A., cuando se aplica un voltaje de 120V? Dibuje un diagrama que muestre el circuito. ¿Cual es la potencia disipada por cada resistencia? 300Ω

120V

100Ω

Debemos añadir una resistencia de 300Ω. La potencia disipada en R1 es de 48W, la potencia disipada en R2 es de 144W. 11) Un foco de 100 W consume, normalmente, 0.833 A, mientras que uno de 200W consume una corriente de 1.666 A. de la línea de alimentación de 120V. Demuéstrese que si estos focos se conectan en serie a una línea de alimentación de 240V y las resistencias no cambian, la corriente que circula en ambos focos es de 1.11 amperios. I=P/V I = 300W / 240V I = 1.25A La corriente real que circula en estos focos es de 1.25A

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CIRCUITO PARALELO 1) Se conectan dos ramas a través de una fuente de voltaje de 90 voltios. Por cada rama circula una corriente de 5 amperios. ¿Cuál es el valor de la resistencia equivalente total RT? R=V/I R = 90 / 10 = 9Ω RT = 9Ω 2) ¿Qué resistencia R en paralelo con una de 50KΩ dará como resultado una RT de 25KΩ? RT = __1__ = _____1______ = 25 KΩ 1+1 __1__ + __1__ R1 R2 50 KΩ 50 KΩ Para obtener la RT de 25KΩ debemos colocar otra resistencia de 50KΩ. 3) Seleccione la respuesta correcta. Cuando dos resistencias se conectan en paralelo: a) La corriente que circula por ambas es la misma b) El voltaje a través de cada resistencia es la misma. c) La resistencia combinada es igual a la suma de las dos resistencias. e) Cada resistencia debe tener el mismo valor. 4. Dos resistencias, R1 y R2, de 15Ω y 45Ω respectivamente, se conectan en paralelo a través de una batería de 45V. a) Dibuje un diagrama. b) ¿Cuál es el voltaje a través de R1 y R2? c) ¿Cuáles son los valores de las corrientes que circulan en R1 y R2? d) ¿Cuál es el valor de la corriente que circula por la línea principal? e) Calcule el valor de la RT.

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a)

45V

15Ω

45Ω

b) El voltaje en R1 y R2 es el mismo de la fuente que es igual a 45V. c) La corriente en R1 es de 3A la corriente en R2 es de 1ª I1 = VT / R1 I1 = 45 V / 15Ω I1 =3 A I2 = VT / R2 I2 = 45 V / 45Ω I2 =1 A d) La corriente que circula por la línea principal es de 4A. IT = VT / RT IT = 45 V / 11.25Ω IT =4 A e) El valor de la RT es de 11.25Ω. RT = __1__ 1+1 R1 R2

= _____1______ = 11.25Ω __1__ + __1__ 15Ω 45Ω

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5) Se conectan dos resistencias, R1 y R2, en paralélelo a través de una fuente de voltaje de 60V. La corriente total que circula por la línea principal es de 10 amperios. La corriente I1 que circula a lo largo de R1 es de 4 amperios. Dibuje un diagrama del circuito y proporcione los valores de las corrientes I1 e I2 y de las resistencias R1 y R2. ¿Cual es el valor de la resistencia equivalente de las dos ramas a través de la fuente de voltaje?

60V

4A

6A

15Ω

10Ω

R1 = VT / I1 R1 = 60V / 4A R1 = 15Ω R2 = VT / I2 R2 = 60V / 6A R2 = 10Ω RT = __1__ = _____1______ = 6Ω 1+1 __1__ + __1__ R1 R2 15Ω 10Ω CIRCUITO MIXTO 1) En un circuito mixto, ¿cómo puede determinarse qué resistencias encuentran en serie y cuáles en paralelo?

se

Cuando la corriente tiene varios caminos por los cuales transitar las resistencias se encuentran en paralelo, cuando las resistencias se encuentran conectadas una detrás de otra y la corriente tiene un solo camino por el cual transitar

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2) Dibuje un diagrama en el que se muestre un banco formado por dos resistencias que estén en serie con otra resistencia en paralelo.

3) Explique por qué se conectan componentes en serie-paralelo y muestre un circuito que sirva como ejemplo de su explicación. Se conectan circuitos en serie paralelo porque se tiene el control de las magnitudes eléctricas en distintos puntos del circuito esto hace mas seguras las instalaciones de gran tamaño para evitar el sobre flujo de electrones en lugares que no se desean.

4) Mencione dos diferencias entre un circuito abierto y un cortocircuito. En un circuito abierto no hay flujo de corriente por la interrupción o incomunicación del conductor eléctrico. Por tal razón no se pueden encontrar magnitudes eléctricas totales. En un cortocircuito si hay flujo de corriente pero de una manera infinita de esta manera no hay equilibrio de magnitudes eléctricas por lo tanto la resistencia llega a ser cero. Un corto circuito se produce cuando la corriente viva llega a la fase o al neutro de un circuito.

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5) Explique la diferencia entre la división de voltaje y la corriente. La división de voltaje se presenta únicamente en los circuitos en serie y la división corriente se presenta únicamente en los circuitos en paralelo. 6) Dos resistores de 10Ω se encuentran en serie con una fuente de 100V. Expliqué por qué al agregar en serie una tercera resistencia R de 10Ω, la corriente I disminuye. B) Dos resistores de 10Ω, están en paralelo con una fuente de 100V. Si se añade en paralelo una tercera resistencia R de 10Ω, explique por qué aumenta la corriente I total. La corriente disminuye debido a que hay un aumento en la resistencia total lo cual crea una disminución en la corriente total porque la resistencia es inversamente proporcional a la corriente. La corriente aumenta debido a que hay una disminución en la resistencia total lo cual crea un aumento en la corriente total porque la resistencia es inversamente proporcional a la corriente.

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ACOMETIDA Es la parte de la instalación de enlace que une la red de distribución de la empresa eléctrica con la caja general de protección del particular. Es propiedad de la empresa eléctrica y suele haber una por cada edificio. Acometida aérea posada sobre fachada: En este tipo de acometidas los cables se instalan distanciados de la pared. Acometida aérea tensada sobre postes: Cuando los cables crucen sobre vías públicas o zonas de posible circulación rodada, la altura mínima sobre calles y carreteras no será en ningún caso, inferior a 6 m. Acometida subterránea: Se tendrá en cuenta las separaciones mínimas indicadas en la ITC- BT- 07 en los cruces y paralelismos con otras canalizaciones de agua, gas, líneas de telecomunicación y con otros conductores de energía eléctrica. Acometida aéreo- subterránea: Son aquellas acometidas que se realizan parte en instalación aérea y parte en instalación subterránea. CONDUCTORES ELÉCTRICOS Son materiales que transfieren toda la carga eléctrica que es puesta en contacto con ellos, a todo punto de su superficie. Los mejores conductores son los metales y sus aleaciones. El material más empleado para el transporte de la energía eléctrica es el cobre, que se presenta en forma de cables de uno o más hilos. Los cables de cobre que se utilizan se diferencian en blandos, semiduros y duros, siendo mejores conductores los de cobre blando, y los de cobre duro, de mayor resistencia mecánica. También se emplea el aluminio, aunque su conductividad es el 60%, pero su peso lo hace apto para las líneas de alta tensión. El oro se utiliza para condiciones especiales. La resistencia de los conductores eléctricos depende también de la longitud y grosor de los mismos. CARACTERISTICAS DE FABRICACIÓN Las caracteristicas de fabricación de los conductores utilizados en instalaciones eléctricas a considerar en su selección son: 1) El material del conductor. 2) La sección transversal del conductor. 3) El material de recubrimiento del conductor.

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SECCIÓN TRANSVERSAL DEL CONDUCTOR Expresada en valores normalizados y comerciales, en milímetros cuadrados o en valores americanos AWG . Las secciones típicas son: 1) La sección circular. 2) La sección en barra o platina. 3) La sección cilíndrica-hueca. MATERIAL DE RECUBRIMIENTO DEL CONDUCTOR Entre los cables con recubrimientos metálicos se encuentran: 1) Cables con aislante mineral y recubrimiento metálico Tipo MI. 2) Cables blindados Tipo AC. 3) Cables con cubierta metálica Tipo MC. Entre los cables con recubrimientos no metálicos se encuentran: 1) Cables con cubierta no metálica Tipo NM y NMC. 2) Cables con pantalla y cubierta no metálica Tipo NMS. Cables con cubierta no metálica, tipos NM, NMC y NMS Las aplicaciones más importantes de este tipo de cables son las instalaciones de circuitos ramales en unidades de vivienda y en otras estructuras hasta tres pisos por encima del nivel del terreno. 1) El cable tipo NM se puede instalar expuesto u oculto; en lugares normalmente secos y en huecos entre paredes no sometidos a excesiva humedad o agua. 2) El cable tipo NMC se puede instalar en lugares secos, mojados, húmedos o corrosivos y dentro o sobre paredes de manpostería de ladrillo o azulejo. 3) El cable tipo NMS se puede instalar en lugares clasificados peligrosos; en bandejas para cables y en sistemas de distribución de potencia en lazo cerrado según la Sección 780 de la NTC 2050. Hay materiales no metálicos que conducen la electricidad, como el grafito, soluciones salinas, y materiales en estado de plasma. El material más empleado para el transporte de la energía eléctrica es el cobre, que se presenta en forma de cables de uno o más hilos. También se emplea el aluminio, aunque su conductividad es el 60%, pero su peso lo hace apto para las líneas de alta tensión. CALCULO DE POTENCIAS Para calcular la potencia de algunos tipos de equipos que trabajan con corriente alterna, es necesario tener en cuenta también el valor del factor de potencia o coseno de “phi” (Cos ) que poseen. En ese caso se encuentran los equipos que trabajan con carga reactiva o inductiva, es decir, consumidores de energía

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eléctrica que para funcionar utilizan una o más bobinas o enrollado de alambre de cobre, como ocurre, por ejemplo, con los motores. Las resistencias puras, como la de las bombillas de alumbrado incandescente y halógena, y los calentadores eléctricos que emplean resistencia de alambre nicromo (NiCr), tienen carga activa o resistiva y su factor de potencia es igual a “1”, que es el valor considerado ideal para un circuito eléctrico; por tanto ese valor no se toma en cuenta a la hora de calcular la potencia de consumo de esos dispositivos. UPS Es un dispositivo que gracias a sus baterías, puede proporcionar energía eléctrica tras un corte de energía a todos los dispositivos que tenga conectados. Otra de las funciones de las UPS es la de mejorar la calidad de la energía eléctrica que llega a los aparatos, filtrando subidas y bajadas de tensión y eliminando armónicos de la red en el caso de Corriente Alterna. Las UPS dan energía eléctrica a equipos, que pueden ser aparatos médicos, industriales o informáticos que requieren tener siempre alimentación y que ésta sea de calidad debido a la necesidad de estar en todo momento operativos y sin fallos. CIRCUITOS RAMALES Son el eslabón entre los equipos de servicio y las cargas o equipos de utilización, parten desde los tableros de distribución y transportan la energía eléctrica hasta los puntos de utilización. Están formados por dos o tres conductores de cobre aislados. Se clasifican en: 1. Circuitos de alumbrado: para iluminación y artefactos de baja potencia eléctrica, conectados en forma fija (como las luces) o por medio de tomacorrientes (como el televisor o lámparas de mesa) 2. Circuitos de tomacorriente: Cuyo uso está destinado a equipos eléctricos portátiles que consuman hasta 15 A. Estos equipos se conectan por medio de enchufes. 3. Circuitos individuales, cuyo uso esta destinado a equipos o artefactos eléctricos que consuman más de 20 A y aquellos que por su alto consumo requieran de circuitos individuales (como las cocinas eléctricas de 4 hornillas con horno, secadoras de ropa o bombas de agua Las salidas o tomas de los circuitos ramales pueden consistir de tomacorrientes para enchufes que permiten conectar o desconectar los artefactos y el punto de desconexión de los circuitos individuales es, en la mayoría de los casos, el interruptor del tablero de distribución