Secundaria Potencia negativa y sentido de la corriente

[eduardo66]

Buenas de nuevo, dado ese ejercicio me piden hallar la corriente I y la potencia en cada elemento.

Hice el recorrido de voltajes tomando el signo de entrada de la corriente:

• -12 +10+ 3*I -(-8)=0
• 3*I + 6=0
• I= -2 A

Empecé a hallar las potencias
P_resistencia = I^2*R = 12w
P_{fuente 12V = v*I}= 12*-2 = -24w
P_{fuente -8v =} v*I = (-2)*(-8) = 16w
P_{fuente 10v =} v*I = (-2)*(10) = -10w

Mi duda es, yo fui calculando las potencias de forma "brusca" con la fórmula P=V*I. Pero en los resultados del libro, la potencia de la fuente de 10v es de 10w

Es correcto decir que la potencia es de signo contrario a la propuesta porque la fuente, al estar en sentido contrario si suministraba potencia, ahora consume, y viceversa?

Otra cosa, dado que la corriente da negativa, y por ende, va en sentido contrario al planteado. Y dada la conveniencia de que una fuente da energía cuando la corriente va del terminal positivo al negativo y que la fuente se carga si la corriente invierte su sentido. Es seguro que considere, que entonces:

La fuente de 12V consume energía
La resistencia obviamente también
La fuente de 10v proporciona energía
La fuente de -8, como proporcionaría voltaje negativo, es seguro decir que es lo mismo a considerar que consume energía.

[arivasm]

Re: Potencia negativa y sentido de la corriente

Antes de nada, en vista de que estás participando bastante en el foro, ¿por qué no te animas a aprender algo de LaTeX? Mírate el hilo "Cómo introducir ecuaciones en los mensajes".

La ley de Joule, $P_{dis}=VI$ proporciona la potencia que disipa un elemento (por supuesto, siempre y cuando $V$ sea lo que disminuye el potencial al atravesarlo).

Para una fuente de tensión, de fem $\varepsilon$ (y recordemos que la fem es lo que aumenta el potencial al atravesarla) la potencia que suministra es $P_{sum}=\varepsilon I$.

La relación entre ambas cosas es obvia: en un generador la fem es opuesta de la disminución del potencial. Con la notación anterior, $V=-\varepsilon$. Por eso $P_{sum}=-P_{dis}$.

Por supuesto, un elemento que suministre una potencia negativa significa, como dices, que la consume. Y viceversa, un generador que consuma una potencia negativa significa que la aporta.

Mi duda es, yo fui calculando las potencias de forma "brusca" con la fórmula P=V*I.

Entiendo que has calculado potencias disipadas.

Pero en los resultados del libro, la potencia de la fuente de 10v es de 10w

Porque lo que piden es la potencia que suministra.

Es correcto decir que la potencia es de signo contrario a la propuesta porque la fuente, al estar en sentido contrario si suministraba potencia, ahora consume, y viceversa?

Como te dije antes, la potencia que disipa cualquier cosa es siempre opuesta de la que suministra. Da igual cómo esté situada o lo que haga.

Es seguro que considere, que entonces:
La fuente de 12V consume energía

Correcto.

La resistencia obviamente también

Por supuesto.

La fuente de 10v proporciona energía

Correcto

La fuente de -8, como proporcionaría voltaje negativo, es seguro decir que es lo mismo a considerar que consume energía.

Lo de que proporcione voltaje negativo me suena francamente mal. Simplemente se trata de que al medirla como están indicados los signos el resultado es -8V, luego se trata de una fem de 8 V situada al revés de como están marcados los signos. No hay más misterio. Recuerda que ya te hemos hablado de esto en otro hilo: los signos indican cómo se miden los voltajes.

Sobre si consume o disipa la respuesta es exactamente la misma que en los demás casos: como al recorrerla en sentido horario se trata de una fuente de fem -8V y la intensidad es negativa (luego ese sentido es el de contracorriente), de -2A, la potencia que suministra es (-8 V)·(-2 A)= 16 W.

Puedes leer esto último de esta manera: la fuente es de 8 V con el polo de mayor potencial a la derecha. La corriente es de 2 A circulando en ella de izquierda a derecha. Luego suministra 16 W.

[eduardo66]

Re: Potencia negativa y sentido de la corriente

Muchas gracias, amigo. Conozco cómo utilizar el LaTex, de hecho, me parece cómodo, pero cómo últimamente he participado con dudas de "ecuaciones simples" lo he expresado sin LaTex.

- - - Actualizado - - -

¿Por qué al hacer el balance de potencias no me da igual a cero?
$-2*12 + 10*-2 +3*-2*-2 - 8*-2 = -24 -20 +12 - 16 = -16$ Gracias.

[arivasm]

Re: Potencia negativa y sentido de la corriente

Veamos. Puesto que escribes I=-2 A estás recorriendo el circuito en sentido horario. Las caídas de potencial, en dicho sentido, son -12 V en el generador de la izquierda, 10 V en el superior, -6 V (-2 A·3 ohm) en la resistencia y -(-8 V) en el inferior [ésta es la discrepancia]. Fíjate que la suma de esas caídas es cero (-12 V+10 V-6 V+8 V) [mientras que tal como lo has escrito tú no lo es: -12 V+10 V-6 V-8 V]

Para que entiendas mejor la cuestión de la caída de potencial en el generador inferior al ir en sentido horario, es decir, al recorrerlo de derecha a izquierda: como entramos por el borne etiquetado con - y salimos por el marcado por + la caída de potencial será opuesta al valor del voltaje en ese generador [sea cual sea, imagínate que fuese una pila de 12 V, al entrar por el - y salir por el + el potencial aumentaría 12 V, luego la ddp serían -12 V]. Como dicho valor es -8 V, la caída de potencial es +8 V.

[eduardo66]

Re: Potencia negativa y sentido de la corriente

Entiendo mi error, estaba considerando el valor absoluto del voltaje (por ejemplo, en la fuente de 12) y ¿es que debo considerar el signo por donde entra la corriente y luego multiplicar por esta? ¿Estoy en lo correcto?

[arivasm]

Re: Potencia negativa y sentido de la corriente

No sé muy bien qué quieres decir con "considerar el signo de por donde entra la corriente" (me refiero a la palabra considerar, pues no hay una única manera de hacer consideraciones y algunas serán correctas y otras no).

Creo que es importante que tengas en mente que el voltaje es una diferencia de potencial: potencial en el borne de entrada según el sentido del recorrido que elijamos, menos el del borne de salida. (Recuerda que el concepto de fem es justamente al revés).

Por supuesto, el sentido elegido puede coincidir con el de la corriente (lo que reconeceremos porque la intensidad tendrá un valor positivo) o ser el contrario. Así pues, no se trata de tener en cuenta el sentido de la corriente, sino el que se elija (en los ejercicios a veces te darán la elección ya hecha -éste es uno de ellos-).

Los signos que se ponen en los elementos no tienen que ver con la corriente sino con cómo se sitúa un voltímetro (que es un equipo que también mide una resta de potenciales: el del borne marcado con + menos el del marcado con -). Evidentemente sí son relevantes: darles la vuelta cambia el signo a esa medida.

[Alriga]

Re: Potencia negativa y sentido de la corriente

Hola eduardo66, en el circuito te marcan como miden ellos la corriente y las tensiones, pero para resolverlo tú te puedes redibujar el circuito, así:


La tensión de 8 V aunque ellos la midan al revés, la fuente real es así. Y como 8+10 > 12 la corriente real "i" circulará en sentido antihorario y así la dibujo:

$8+10-12=3 \ i$

$i=2 \ A$

Como ellos nos piden "I" medida al revés de como yo he definido "i" debo responder:

$I=-2 \ A$

En cuanto a las potencias en las fuentes, siempre debo tener en cuenta cual es el terminal positivo real y por cual sale la corriente real que circula por el circuito:

Elemento de 8V: la corriente real sale por el positivo real, por lo tanto proporciona una potencia al circuito de $P_8=8\cdot 2=16 \ W$ (Actúa como generador)

Elemento de 10V: la corriente real sale por el positivo real, por lo tanto proporciona una potencia al circuito de $P_{10}=10\cdot 2=20 \ W$ (Actúa como generador)

Elemento de 12V: la corriente real entra por el positivo real, por lo tanto absorbe un potencia del circuito $P_{12}=12\cdot 2=24 \ W$ (Actúa como carga)

Las resistencias siempre absorben potencia $P_R=3\cdot 2^2=12 \ W$ (Las resistencias siempre son cargas)

Hagamos el recuento:

Potencia generada en el circuito:

$P_G=P_8+P_{10}=16+20=36 \ W$

Potencia consumida por el circuito:

$P_c=P_{12}+P_R=24+12=36 \ W$

Saludos.