Assessment: Resolver problemas de circuitos utilizando la Ley de Kirchhoff

 ¡Claro! Aquí tienes 10 problemas verbales para aplicar la Ley de Kirchhoff en circuitos en serie y paralelo, incluyendo algunas variaciones para que puedas practicar diferentes escenarios:

Circuitos en Serie

Ley de Tensiones de Kirchhoff (LTV)

1. Problema 1: A un circuito en serie se conectan una batería de 12V, una resistencia de 5Ω y un LED que tiene una caída de tensión de 2V cuando está encendido. ¿Cuál es la caída de tensión en la resistencia?
2. Problema 2: Tres resistencias de 10Ω, 15Ω y 20Ω están conectadas en serie a una fuente de alimentación de 30V. ¿Cuál es la caída de tensión en cada resistencia?

Ley de Corrientes de Kirchhoff (LCK) (Aunque en circuitos en serie la corriente es la misma en todos los componentes, podemos utilizar la LCK para verificar la conservación de la carga)

3. Problema 3: Un circuito en serie tiene una corriente de 2A. Si se añaden dos resistencias más en serie, ¿cómo cambia la corriente total en el circuito?
4. Problema 4: Una cadena de luces navideñas tiene 50 bombillas idénticas conectadas en serie. Si una de las bombillas se funde, ¿qué sucede con el resto de las bombillas? ¿Por qué?

Circuitos en Paralelo

Ley de Tensiones de Kirchhoff (LTV)

5. Problema 1: Tres resistencias de 10Ω, 15Ω y 20Ω están conectadas en paralelo a una fuente de alimentación de 12V. ¿Cuál es la caída de tensión en cada resistencia?
6. Problema 2: Un circuito tiene dos ramas paralelas. En una rama hay una resistencia de 5Ω y en la otra una resistencia de 10Ω. Si se aplica una tensión de 20V al circuito, ¿cuál es la corriente en cada rama?

Ley de Corrientes de Kirchhoff (LCK)

7. Problema 3: En un nodo de un circuito en paralelo se unen tres ramas. Si por una rama circula una corriente de 2A y por otra una corriente de 3A, ¿cuál es la corriente en la tercera rama?
8. Problema 4: Una batería está conectada a dos resistencias en paralelo. Si la resistencia de una rama se duplica, ¿cómo afecta esto a la corriente total del circuito?
9. Problema 5: Un circuito tiene tres ramas paralelas. Si se desconecta una de las ramas, ¿cómo afecta esto a la resistencia total del circuito?

Problema combinado (Serie y Paralelo)

10. Problema 6: Un circuito tiene una batería de 12V conectada a dos ramas en paralelo. Una rama tiene una resistencia de 5Ω y la otra rama tiene dos resistencias de 10Ω en serie. ¿Cuál es la corriente total del circuito?

Recuerda:

• LTV: La suma de las caídas de tensión en un lazo cerrado es igual a cero.
• LCK: La suma de las corrientes que entran en un nodo es igual a la suma de las corrientes que salen.

Para resolver estos problemas, necesitarás:

• Identificar los nodos y las mallas en el circuito.
• Asignar direcciones a las corrientes y voltajes.
• Aplicar la Ley de Ohm (V = I * R) para relacionar voltaje, corriente y resistencia en cada componente.
• Resolver el sistema de ecuaciones resultante.