Problema 10-22    Fuente:   Problema elaborado por el autor del sitio.

En el circuito que se muestra en la Figura 10-22.1, sabiendo que V = 60 volts, determine:

a) La voltaje en el punto A, o, V_A.

b) La diferencia de potencial entre los puntos c-e.

Solución del Problema 10-22   -    Ley de Ohm

Item a

Primero, debemos señalar que para calcular el valor del voltaje en el punto A, se verifica que no hay nada conectado a ese punto. De esta manera, por la resistencia de 80 ohmios no fluirá corriente y se puede quitar del circuito, porque el voltaje en el punto A es el mismo que en el punto a. Por otro lado, la resistencia de 40 ohmios se conecta en paralelo con la fuente de voltaje. Luego, también puede ser retirado del circuito sin perjuicio de su solución. Entonces, en la Figura 10-22.2 mostramos el mismo circuito, pero con una nueva topología sin las dos resistencias mencionadas anteriormente, para una mejor comprensión de la solución.

Empecemos por calcular las corrientes I₁, I₂ y I₃. Calculamos fácilmente I₁ usando la ley de Ohm, es decir

Para calcular I₂ es necesario encontrar el valor de resistencia equivalente entre el punto k y tierra. Se nota que al pasar por los puntos a y e, tenemos tres resistencias en serie, resultando una sola de valor 80 Ω. Y este es paralelo al de 20 Ω, resultando en una resistencia equivalente de 16 Ω. Sumando este valor con o de 8 Ω, obtenemos un total de 24 Ω. entonces el valor de I₂, usando la ley de Ohm, es

Y para encontrar el valor de I₃ solo aplica un divisor de corriente, o

Ahora que conocemos los valores de las tres corrientes es posible calcular el valor en V_a, V_c y V_e. Así

Item b

Para calcular la diferencia de potencial entre los puntos c-e, debemos calcular el voltaje en el punto c y en el punto e. Luego:

Y por definición, sabemos que V_ce = V_c - V_e. Entonces