Circuitos Serie y Paralelo

 

  La ley de Ohm La ley de Ohm expresa en sus formulas la intensidad de corriente (I) el voltaje (V) y una resistencia (R). Deduce que la intensidad de corriente que circula por medio de un conductor es directamente proporcional a la ≠ de potencial entre los dos extremos del conductor. Y este es inversamente proporcional proporcional a la resistencia del conductor. La ley de Ohm establece que:   Si se eleva el V; se elevara la I   Si se aumenta aumenta R; dism disminuirá inuirá I   Si se reduce R; aumentara I 

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CIRCUITOS EN SERIE  Los circuitos eléctricos en Serie, o con receptores en forma serial, son los que tienen conectados los receptores en cada en cada extremos de la cadena o sucesión del otro. E los circuitos en serie, la intensida intensidad d que se desplaza en todos los elementos es la misma. Características del Circuito en Serie   La intensidad es la misma en todos los receptores. receptores.     La intensidad coincide con la totalidad de Intensidad que recorre el circuitos. c ircuitos. Debido a que solo hay un camino para el acceso de los l os electrones.  electrones.    El voltaje total es igual a la sumatoria de las bajas de tensión e cada lado de los receptores.  receptores.   

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Circuitos eléctricos ejercicios resueltos tendremos os que calcular la resistencia total. Esta es nombrada Ejercicio 1:En este ejercicio de circuitos en serie primeros tendrem como resistencia equivalente. Se llama así porque podemos reemplazar todas las resistencias de los receptores en serie por una sola, esta será el valor toral de la resistencia.

Rt = R1 + R2 + R3 = 10 + 5 + 15 = 30Ω  

El circuito en serie equivalente acabaría con una sola resistencia de 30 ohm. Ahora podríamos calcular la Intensidad total del circuito en serie. Según la ley de ohm:

It = Vt/Rt = 6/30 = 0,2 A que resulta que como todas las l as intensidades en serie son similares:  similares:  amperios. It = I1 = I2 = I3 = 0,2A   Todas valen 0,2 amperios. Ahora solo nos queda emplear la ley de ohm en cada receptor para calcular la tensión en cada uno de estos: V1 = I1 x R1 = 0,2 x 10 = 2V   V2 = I2 x R2 = 0,2 x 5 = 1V   V3 = I3 x R3 = 0,2 x 15 = 3V   Ahora podríamos verificar si efectivamente las sumas de las tensiones es similar a la tensión total:

Vt = V1 + V2 + V3 = 2 + 1 + 3 = 6 V  Como ves resulta que es correcto, la suma es igual a la tensión total de la pila 6 Voltios. Voltios.   Nota: Para obtener un circuito resuelto por completo es necesario que conozcas el valor de R, de I y de V del circuito total, y la de cada uno de los receptores. En este caso sería:

Vt, It y Rt  V1, I1 y R1  V2, I2 y R2  V3, I3 y R3  Entonces, ahora tenemos todos los datos de circuito en serie, hemos resuelto este circuito completamente.

 

Hay una posibilidad de calcular las potencias en el circuito. En este caso sabiendo la fórmula la potencia que es:

P = V x I  Pt = Vt x It = 6 x 0,2 = 1,2w  P1 = V1 x I1 = 2 x 0,2 = 0,4w  P2 = V2 x I2 =1 x 0,2 = 0,2w  P3 = V3 x I3 = 3 x 0,2 = 0,6w  Observa que en el caso de las potencias la adición de las potencias de cada receptor siempre es igual a la potencia total, tanto en serie como paralelo. Pt = P1 + P2 + P3  Si nos piden la energía consumida en un tiempo determinado solo se tiene que aplicar la fórmula de la energía:

E = P x t.  Por ejemplo vamos hacerlo para 2 horas. horas.   hora). Si nos piden en kilovatios por hora Et = Pt x t = 1,2 x 2 = 2,4 wh (vatios por hora). que pasar los vatios de potencia a kilovatios dividiendo entre mil.  mil. 

Kwh ,

antes de emplear emplear la fórmula fórmula tendremos

Pt = 0,0012 x 2 = 0,0024Kwh También podemos calcular las energía de cada receptor: E1 = P1 x t ; E2 = P2 x t  …. 

Esto podrías resolverlo tu mismo.

CIRCUITO EN PARALELO Los circuitos en paralelo, o con receptores en forma paralela, paralela, son los que poseen receptores conecta conectados dos de una forma en la que sus extremos extremos están están conectado conectadoss a puntos similares. En un circuito paralelo, todos sus elementos son sometidos a una análoga o similar diferencia de potencial. Características del Circuito en Paralelo   La intensidad total que recorre el circuito es similar a la sumatoria de las intensidades que circulan por cada uno de los receptores.   El voltaje será el mismo en todos los receptores, este concurrirá con el Voltaje en los extremos del generador de voltaje. Debido a la diferencia del potencial, esta viene a ser la misma por la acción de conexión de los elementos entre los similares puntos. 

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c) Problema 2.- En la siguiente red en paralelo calcular los siguientes puntos a) La Resistencia Total, b) La Corriente Total, c) Calcular la corriente en I1 e I2, d) Determine la Potencia para cada carga resistiva, e) Determine la potencia entregada por la fuente.

Solución:  Nos piden 5 incisos a resolver, para ello vamos a comenzar con el primer punto. a) La resistencia Total  Aplicamos nuevamente nuestra fórmula, fórmula, pero antes de ello te quiero mostrar una manera de hacerlo más fácil pero solo es aplicable cuando hay solo dos resistencias en paralelo ( o sea cuando queremos hacerlo con dos resistencias). Aplicamos la siguiente fórmula:

y con eso obtenemos obtenemos lo siguiente:

b) La corriente Total 

Por lo que 6 Ohms vendría vendría a ser nuestra nuestra resiste resistencia ncia equiva equivalente. lente.

 

Para encontrar la corriente total, aplicamos la Ley del Ohm, y como ya tenemos una fuente de tensión de 27 Volts, nada más reemplazaremos en la fórmula.

Por lo que la corriente que pasa a través de todo el circuito es de 4.5 Amperes, pero eso no significa que en las resistencias de 9 y 18 ohms también pase esa c corriente, orriente, pues en paralelo las corrientes no son iguales, se tienen que calcular c alcular por aparte, pero lo que si sabemos es que en paralelo las tensiones son las mismas, por lo que podemos afirmar que en cada resistencias habrá 27 Volts. c) Calcular la corriente I1 e I2  Para poder hacer el cálculo de la corriente que pasa a través de la resistencia de 9 Ohms, es muy sencillo, pues ya sabemos que en cada resistencia van a pasar 27 volts, por lo que ahora nada más basta con relacionar la ley del ohm y aplicarla.

Ahora calculamos la otra corriente. Listo!!!! Ahora podemos, comprobar si la suma de las corrientes en paralelo nos da la corriente total del circuito, para ello;

Por lo que podemos observar que efectivamente si cumple

d) La potencia en cada carga resistiva   Para poder calcular la potencia en cada resistencia es muy fácil, pues es necesario aplicar la fórmula de la potencia la potencia eléctrica.   trica. Y aplicamos. Aplicamoss para la primera resistencia de 9 Ohms, que nos dio una corriente de 3 Amperes. Aplicamo Amperes.

La otra resistencia de 18 Ohms Si sumamos ambas potencias, obtendremos lo siguiente:

e) La potencia entregada por la fuente   Para ello, vamos a realizar lo siguiente:

Por lo que la potencia total es de 121.5 Watts, algo similar a la suma de las potencias individuales de cada resistencia. Por lo lo que podemos concluir, que….  que….  La potencia total en un arreglo de resistencias en paralelo es igual a la suma individual de la potencia de cada resistencia.

 

CALCULO CIRCUITOS SERIE Y PARALELO Haz en tu cuaderno los siguientes ejercicios: 1. Responde a las siguientes preguntas y razona lo que se te pide:

.

a.  b.  c.  d. 

¿En cuál de los dos circuitos es mayor la resistencia equivalente? ¿Por qué crees que ocurre? En el circuito en serie, ¿la resistencia equivalen equivalente te es mayor o menor que las resistencias instaladas? En el circuito en paralelo, ¿la resistencia equivalen equivalente te es mayor o menor que las resistencias instaladas? ¿Si agregamos una nueva resistencia en el circuito en paralelo cómo piensas que será la nueva resistencia equivalente: mayor que ahora o menor? ¿por qué? e.  ¿En cuál de los dos circuitos es mayor la intensidad total? ¿Por qué crees que ocurre? f.  En el circuito en serie, ¿en cuál de las dos resistencias es mayor la caída de tensión? g.  En el circuito en paralelo, ¿en cuál de las dos resistencias es mayor la intensidad por rama? h.  Teniendo en cuenta que, a igual intensidad, es la tensión la que hace dar más o menos luz a una bombilla, ¿qué bombilla iluminarámás iluminarámás en el circuito en serie? i.  Teniendo presente que a igual tensión es la intensidad la que hace dar más o menos luz a una bombilla, en el

 j. 

circuito en paralelo, ¿cuál de las dos bombillas iluminará más? Entonces ¿iluminará más el circuito serie o el paralelo?

Soluciona los siguientes problemas en tu cuaderno: 1. Calcular la resistencia equivalente a dos resistencias de 20 Ω y 30 Ω, conectadas en serie. Calcular la intensidad que atravesará dicho circuito cuando se conecta a una pila de 4'5 V y la caída c aída de tensión en cada bombilla. (Sol.: Re = 50 Ω; I = 90 mA; V1=1'8 V 1=1'8 V; V2= 2'7 V). 2. Calcular el valor de la resistencia equivalente en un circuito compuesto por tres bombillas de 30 Ω conectadas en serie Hallar el valor de la intensidad de corriente que atravesará el circuito sabiendo que está conectado a una fuente de alimentación de 4'5 V y la caída de tensión en cada bombilla. ( Sol.: Re = 90 Ω; I = 50 mA, V1= V2 = V3= 1'5 V).  V).  3. Dos operadores con resistencia de 30 Ω cada uno se conectan en serie a una fuente de alimentación Calcular la tensión que deberá suministrar dicha fuente si la intensidad que debe atravesar a los citados operadores debe ser de 50 mA. ¿Qué caída de tensión habra en cada operador?. (Sol.: V= 3 V; Vr= 1'5 V). 4. Necesitamos conectar un operador con una resistencia resistencia de 30 Ω en un circuito con con una pila de 9 V. La intensidad i ntensidad que debe atravesar dicho operador debe ser de 0'1 A. Hallar el valor de la resistencia que debemos conectar en serie al operador para conseguir aquel valor de la intensidad.. (Sol.: 60 Ω). Ω).   5. Averiguar la intensidad que atravesará cada una de las resistencias y la total en el circuito cuando se conectan en paralelo dos resistencias resistencias de 20 Ω a una pila de 8 V. Calcular la resistencia equivalente (Sol.: I= 0,8 A; Ir= 0'4 A; Re= 10 Ω). Ω ). 6. Hallar la resistencia equivalente de un circuito con dos resistencias de 15 Ω conectadas en paralelo a una pila de 3V. Calcular la intensidad total y por rama en el circuito. (Sol.: Ir= 0'2 A; It= 0'4 A; Re= 7'5 Ω).  Ω).  7. Hallar la resistencia equivalente de un circuito con c on dos resistencias, una una de 15 Ω y otra de 30 Ω conectadas en paralelo a una pila de 9V, así como la intensidad total y por rama. (Sol.: I1= 0'6 A; I2= 0'3 A; It= 0'9 A; Re= 10 Ω). Ω).   8. Hallar la resistencia equivalente equivalente de un circuito con dos resistencias, una de 20 Ω y otra de 3 30 0 Ω conectadas en paralelo auna fuente de alimentación alimentación de 48 V. Calcular las intensidades por rama y la total. (Sol.: II1= 1= 2'4 A; I2= 1'6 A; It= 4 A Re= 12 Ω).  Ω). 

 

9. Un circuito dispone de una pila de 9V, un pequeño motor eléctrico con una resistencia de 12 Ω, Ω, y dos pequeñas lamparas de 30 Ω cada una -todos los receptores están instalados en paralelo-. Dibujar el esquema del circuito y averiguar la resistencia equivalente equivalente del mismo, la intensidad total que sale del generador, y la que atraviesa cada uno de los receptores. (Sol: Im= 0'75 A; Ib= 0'3 A; It= 1'35 A; Re= 6'67 Ω)  Ω)   10. Conectamos a un circuito ci rcuito dos resistencias de 20 Ω en paralelo Calcular su resistencia equivalente Calcular la intensidad total que recorrerá el circuito y la que atravesará cada una de las resistencias, cuando se conectan a una pila de 9 V. (Sol.: Re = 10 Ω; I = 900 mA; Ir= 450 mA)  mA)   11. Conectamos en paralelo una resistencia de 30 Ω con otra de 60 Ω Calcular la resistencia equivalente Hallar la intensidad que atraviesa el circuito, así como la que circulará a través de cada una de las resistencias, al conectar el montaje a una pila de 4'5 V. (Sol.: Re = 20 Ω; I1 = 150 mA; I2 = 75 mA; m A; IT = 225 mA).  mA).   12. Conectamos en paralelo dos lámparas de 45 Ω y 30 Ω con una pila de 9 V. Calcular la resistencia resistencia equivalente del circuito y la intensidad de corriente que circulará por él y por cada uno de sus receptores. (Sol.: Re = 18 Ω; I1 = 200 mA; I2 = 300 mA; IT = 500 mA). 13. Calcular la resistencia equivalente de un circuito paralelo compuesto por 4 bombillas de 80 Ω de resistencia, a 220 V Calcular cuál será la intensidad que recorrerá el circuito y la que atravesará cada una de las lámparas. (Sol.: Re = 20 Ω; Iparcial = 2'75 A; IT = 11 A). A).   12. Un fusible es un elemento de protección que se funde cuando c uando por él circula una iintensidad ntensidad de corriente superior a un límite. Calcula cuántas lámparas de 200 Ω se podrán conectar en paralelo a una pila de 9V, si la instalación tiene un fusible de 1 A. (Sol.: 22 lámparas). 13. Un circuito está formado por 10 lámparas l ámparas de 90 Ω conectadas en paralelo, un interruptor y una pila de 4'5V Deseo instalar un fusible en dicho circuito, para lo que dispongo de tres modelos diferentes: diferentes: de 300 mA, de 600 mA y de 800 mA Calcula cuál sería el modelo más adecuado para instalar. (Sol.: el de 600 mA).