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Fisica 3° · 2024
Libro de Física 3 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

141/273

Circuito mixto: resistencia equivalente de R1, R2, R3 y R4

📄 ejercicios fisica 🎓 bachillerato · 3° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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Respuesta rápida

a) R_{eq} = R_1 + R_2 + (R_3 \parallel R_4) = 220 + 330 + 132 = 682\,\Omega. b) Circuito de un solo lazo: fuente de poder en serie con una resistencia equivalente de 682\,\Omega.

📚 exercise fisica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 3 min lectura

Solución — Página 141

Fisica 3° · 2024

141
Ejercicio 141

a

Determinar el valor de la resistencia equivalente, tomando en cuenta que R_1 y R_3 = 220\,\Omega y R_2 y R_4 = 330\,\Omega.

  1. Identificar la configuración del circuito. Observando el diagrama, R_1 y R_2 están en el tramo superior, en serie entre sí (la corriente las recorre una tras otra sin ramificarse). Después de R_2 el circuito se divide en dos ramas verticales: R_3 y R_4, que están en paralelo entre el nodo superior y el riel inferior. Por lo tanto el circuito es mixto: (R_1 + R_2) en serie con la asociación paralela R_3 \parallel R_4.

  2. Resolver primero la asociación en paralelo R_3 \parallel R_4. Para dos resistencias en paralelo se usa \frac{1}{R_{34}} = \frac{1}{R_3} + \frac{1}{R_4} = \frac{1}{220\,\Omega} + \frac{1}{330\,\Omega} Sumando las fracciones con denominador mínimo 660\,\Omega: \frac{1}{R_{34}} = \frac{3}{660\,\Omega} + \frac{2}{660\,\Omega} = \frac{5}{660\,\Omega} Invirtiendo: R_{34} = \dfrac{660\,\Omega}{5} = 132\,\Omega.

    Comprobación con la fórmula abreviada: R_{34} = \dfrac{R_3 \cdot R_4}{R_3 + R_4} = \dfrac{220 \times 330}{220 + 330} = \dfrac{72\,600}{550}\,\Omega = 132\,\Omega. ✔

  3. Resolver la serie R_1 y R_2. En serie las resistencias se suman: R_{12} = R_1 + R_2 = 220\,\Omega + 330\,\Omega = 550\,\Omega

  4. Sumar ambas asociaciones en serie para obtener la resistencia equivalente total del circuito: R_{eq} = R_{12} + R_{34} = 550\,\Omega + 132\,\Omega R_{eq} = 682\,\Omega


Respuesta

R_{eq} = 682\,\Omega.

141
Ejercicio 141

b

Graficar el circuito con la resistencia equivalente y la fuente de poder.

  1. La fuente de poder (pila) se conecta en serie con la resistencia equivalente R_{eq} = 682\,\Omega: la corriente sale por el terminal positivo, atraviesa R_{eq} y regresa al terminal negativo. Así se simplifica todo el circuito mixto en un único lazo.

  2. Circuito equivalente (representación esquemática):

flowchart LR
    Fuente["Fuente de poder  V"] ---|"+ terminal"| R["R<sub>eq</sub> = 682 Ω"] ---|"− terminal"| Fuente

Descripción: un lazo cerrado donde la fuente de poder está en serie con una única resistencia de 682\,\Omega, que es el equivalente de todo el circuito original (R_1, R_2 y el paralelo R_3 \parallel R_4).

  1. Circuito original equivalente en forma de red:
flowchart LR
    V[(+)] --> R1["R1 = 220 Ω"] --> R2["R2 = 330 Ω"] --> N["nodo"]
    N --> R3["R3 = 220 Ω"] --> G[(−)]
    N --> R4["R4 = 330 Ω"] --> G
Respuesta

Se dibuja un circuito de un solo lazo formado por la fuente de poder en serie con R_{eq} = 682\,\Omega.

Contenido de la página

Circuito mixto con resistencia equivalente

Enunciado (página 141)

a) Determino el valor de la resistencia equivalente, tomando en cuenta que R_1 y R_3 = 220\,\Omega y R_2 y R_4 = 330\,\Omega.

b) Grafico el circuito con la resistencia equivalente y la fuente de poder.

Análisis del circuito

  • En el tramo superior: R_1 y R_2 están en serie (la corriente las recorre una tras otra).
  • Después de R_2 el circuito se ramifica en dos ramales verticales: R_3 y R_4 están en paralelo (comparten el mismo par de nodos: el nodo superior y el riel inferior).
  • Ambas asociaciones están en serie entre sí y con la fuente de poder.
Asociación Fórmula Sustitución Resultado
Paralelo R_3 \parallel R_4 R_{34} = \dfrac{R_3 R_4}{R_3 + R_4} \dfrac{220 \times 330}{220 + 330} 132\,\Omega
Serie R_1 + R_2 R_{12} = R_1 + R_2 220 + 330 550\,\Omega
Total R_{eq} R_{eq} = R_{12} + R_{34} 550 + 132 682\,\Omega

Fuente de la imagen: https://in9.cligz1mc1 (diagrama del circuito).

Ejemplos resueltos

Calcular la resistencia equivalente de dos resistencias de 220\,\Omega y 330\,\Omega conectadas en paralelo.

R_{eq} = \dfrac{220 \times 330}{220 + 330} = \dfrac{72\,600}{550} = 132\,\Omega. La resistencia equivalente en paralelo siempre es menor que la resistencia más pequeña.

Tabla

Asociación Tipo Fórmula Valores Resultado
R_1 + R_2 Serie Suma directa 220 + 330 550\,\Omega
R_3 \parallel R_4 Paralelo \frac{R_3 R_4}{R_3 + R_4} \frac{220 \times 330}{550} 132\,\Omega
Total Mixto R_{12} + R_{34} 550 + 132 682\,\Omega

Diagramas (2)

flowchart LR
    V[(Fuente de poder V)] -->|"+"| R["R<sub>eq</sub> = 682 Ω"] -->|"−"| V
flowchart LR
    V[(+)] --> R1["R1 = 220 Ω"] --> R2["R2 = 330 Ω"] --> N
    N --> R3["R3 = 220 Ω"] --> G[(−)]
    N --> R4["R4 = 330 Ω"] --> G

Fórmulas y ecuaciones

Paralelo de dos resistencias: R_{eq} = \dfrac{R_1 \cdot R_2}{R_1 + R_2}

Serie: R_{eq} = R_1 + R_2 + \dots + R_n

\frac{1}{R_{34}} = \frac{1}{R_3} + \frac{1}{R_4}

R_{34} = \frac{R_3 \cdot R_4}{R_3 + R_4} = \frac{220 \times 330}{220 + 330} = 132\,\Omega

R_{12} = R_1 + R_2 = 220\,\Omega + 330\,\Omega = 550\,\Omega

R_{eq} = R_{12} + R_{34} = 550\,\Omega + 132\,\Omega = 682\,\Omega

Glosario (5)

Resistencia equivalente
Valor de una única resistencia que sustituye a todo un circuito, manteniendo la misma relación entre tensión total y corriente total.
Resistencias en serie
Conexión en la que la misma corriente atraviesa todas las resistencias; sus resistencias se suman.
Resistencias en paralelo
Conexión en la que las resistencias comparten los mismos dos nodos; la inversa de la equivalente es la suma de las inversas.
Circuito mixto
Circuito que combina asociaciones en serie y en paralelo; debe resolverse por etapas.
Fuente de poder
Dispositivo (pila o batería) que proporciona el voltaje que impulsa la corriente en el circuito.

Preguntas para practicar

b) ¿Cómo se debe dibujar el circuito con la resistencia equivalente y la fuente de poder?

Se dibuja un lazo cerrado en el que la fuente de poder está en serie con una única resistencia de 682 Ω: el terminal positivo se conecta a un extremo de la resistencia y el terminal negativo al otro. Ese circuito equivale, desde el punto de vista eléctrico, al circuito original de cuatro resistencias.

Temas y conceptos clave

Circuito mixto serie-paraleloResistencia equivalenteAsociación de resistenciasFuente de poderresistencia equivalenteserieparalelocircuito mixtofuente de poderriel común

Fuentes y referencias

  • https://in9.cligz1mc1 (diagrama citado como fuente del circuito)
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📌 Antes de leer esto
  • • Fórmula de resistencia equivalente en serie: R_eq = R_1 + R_2 + ...
  • • Fórmula de resistencia equivalente en paralelo: 1/R_eq = 1/R_1 + 1/R_2 + ...
  • • Operación con fracciones y suma de fracciones con distinto denominador
  • • Reconocer la diferencia entre corrientes de rama y corriente total
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Cálculo de corrientes y tensiones en un circuito mixto usando la ley de Ohm y las reglas de Kirchhoff
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 258 caracteres

Ri R2

== | ña Re

Fuente: https://n9.cl/gz1mc1

a) Determino el valor de la resistencia equivalente, tomando en cuenta que R y y Rg = 2200 y Ro y Ry = 3300.

b) Grafico el circuito con la resistencia equivalente y la fuente de poder.

r

140 Texto de Física

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