INDICE:
1. Circuito eléctrico en serie
El circuito serie, o con receptores en serie, es aquel que tiene conectados los receptores en cadena, uno a continuación del otro:
Las características de todo circuito serie son:
La resistencia total R equivalente a la asociación en serie, es igual a la suma de todas y cada una de las resistencias asociadas:
La resistencia equivalente siempre será mayor que la mayor de las resistencias asociadas. Si se asocian dos resistencias iguales, la equivalente valdrá el doble.
La intensidad de corriente total I es igual en todos los receptores, ya que solo hay un camino para el paso de los electrones:
El voltaje total V, es igual a la suma de las diferencias de potencial (d.d.p.) o voltajes en los bornes de cada receptor:
Los voltios del generador V, se reparten entre los receptores. Cuanto mayor es la resistencia del receptor, con más voltios se queda.
EJERCICIO RESUELTO: Dado el siguiente circuito, calcular la intensidad y caída de tensión en cada resistencia:
1. Calculamos primero la resistencia total:
El circuito en serie de tres resistencias se ha reducido a un circuito equivalente de una sola resistencia de valor 12Ω.
2. Aplicamos la ley de Ohm, y obtenemos la intensidad total que circula por el circuito:
3. Al ser un circuito en serie, tendremos que la intensidad es la misma en todos los componentes:
4. Falta calcular los voltajes en cada resistencia, los obtendremos aplicando la ley de Ohm a cada resistencia:
Podemos comprobar que se cumple:
Como conclusión podemos ver que en la resistencia de mayor valor es donde se produce la mayor caída de tensión o diferencia de potencial.
2. Circuito eléctrico en paralelo
El circuito paralelo, o con receptores en paralelo, es aquel que tiene conectadas todas las patas de un lado entre si y todas las del otro entre si:
Las características de todo circuito paralelo son:
La resistencia total R será ahora igual a la inversa de la suma de las inversas de las resistencias asociadas:
En el caso de tener dos resistencias, obtendremos que:
La intensidad de corriente total I es igual a la suma de todas las intensidades por cada receptor, se puede comparar con una tubería general de la que derivasen otras tuberías secundarias, el agua de la tubería principal se reparte:
El voltaje total V será el mismo en todos los receptores, ya que la diferencia de potencial es la misma, al estar conectados todos a los mismos puntos:
Si comparamos ambos circuitos, el serie y el paralelo, vemos que las características son opuestas.
EJERCICIO RESUELTO: Dado el siguiente circuito, calcular la intensidad y diferencia de potencial en cada resistencia:
1. Calculamos primero la resistencia total:
El circuito en paralelo de tres resistencias se reduce a un circuito equivalente de una sola resistencia de valor 2Ω.
2. Como es un circuito paralelo, y todas las resistencias están unidas a la pila, poseen el mismo
3. Podemos aplicar la ley de Ohm para calcular la intensidad que circula por cada resistencia:
Podemos ver que por la resistencia de menor valor, es por donde circula la mayor intensidad, ya que los electrones tienden a ir por el camino más fácil, el que presente menor resistencia.
3. Circuito mixto
Normalmente los circuitos son mixtos, una combinación del serie y paralelo, para realizar cálculos en estos circuitos, se hace un estudio del mismo, viendo que partes son en serie y en paralelo, analizando y simplificando por separado.
Carga eléctrica.
1. ¿Qué intensidad circula por un conductor por el que pasan 360C en 2 minutos?
2. ¿Cuántos electrones pasan por un conductor en una hora, si la intensidad es de 2mA?
3. ¿Cuánto tiempo tardan en pasar un millón de electrones, con una intensidad de 10A? ¿Si la intensidad fuese mayor, tardarían menos o más tiempo?
4. Pasar a amperios:
a) 0,45 mA
b) 2450 A
5. Pasar a mA, A, nA y pA, 0,0345A
Resistencia eléctrica.
6. ¿Cuál será la resistencia de un hilo conductor de plata, de 40m de longitud, y 4mm de diámetro?
c) 23107 nA
d) 8945900 pA
7. ¿Cuál será la longitud de un hilo conductor de 1 mm2 de sección, de cobre, para que tenga una resistencia de 20?
8. ¿Qué diámetro necesito para conseguir 1 de resistencia con hilo de cobre de 1Km de longitud?
9. ¿Qué resistencia tiene una barra de sección cuadrada de 2mm de lado, y 1m de largo, si es de aluminio?
Ley de Ohm.
10. Calcular la intensidad que circula por una resistencia de 8, si entre sus extremos hay una d.d.p. de 32V.
11. Si por una resistencia circular 6A, cuando entre sus extremos hay 72V, ¿Cuál será el valor de la resistencia?
12. ¿Qué diferencia de potencial d.d.p. hay que aplicar a una resistencia de 25, para que por ella circule una intensidad de 3A?
13. Calcular la intensidad que circula por una resistencia de 18K, si entre sus extremos hay una d.d.p. de 72V.
Calcular la resistencia equivalente.
14. ¿Cuánto vale la resistencia equivalente a tres asociadas en serie, de valores R1=3000, R2=1K, y R3=0,4M?
15. ¿Cuánto vale la resistencia equivalente a tres asociadas en paralelo, de valores R1=100, R2=0,4K, y R3=0,002M?
16. ¿Cuál es el valor de 50 resistencias asociadas en serie todas del mismo valor 1K?
17. Calcular la resistencia equivalente entre los puntos A y B, siendo todas las resistencias iguales de 1K :
Circuitos eléctricos.
18. Calcular la resistencia equivalente del circuito, la intensidad de corriente que circula por cada resistencia y la diferencia de potencial en los bornes de cada resistencia.
19.- Calcular
a) Resistencia Equivalente del circuito
b) Intensidad que circula por cada resistencia
c) Tensión en los bornes de cada resisitencia
20.- Calcular
a) Resistencia Equivalente del circuito
b) ntensidad que circula por cada resistencia
c) Tensión en los bornes de cada resistencia
Análisis de circuitos
19. Observa el siguiente circuito e indica qué lámparas se iluminarán si pulsamos:
a. P1:
b. P1, P4: ....................................................
c. P1, P2, P3: .............................................
d. P1, P2, P4: .............................................
e. P1, P3, P4, P6:
f. P1, P3, P5:
g. P1, P2, P6: .......................................................
h. P1, P4, P5: .......................................................
i. P1, P4, P6: .......................................................
j. P1, P2, P4, P5:
20.Explica por qué no funcionan los siguientes circuitos y corrige los errores, para ello dibuja el circuito correcto en el recuadro lateral
4. Aparatos de medida
Un multímetro o polímetro es un instrumento de medida que ofrece la posibilidad de medir distintas magnitudes en el mismo aparato. Las más comunes son las de voltímetro, amperímetro y óhmetro
El voltímetro mide la tensión en voltios que tienen los elementos. Debemos elegir un voltímetro de corriente continua o alterna, dependiendo del tipo de tensión que queremos medir.
Para realizar la medición el circuito debe estar conectado a la corriente y el voltímetro se debe colocar en paralelo al elemento del que queremos conocer su tensión.
El voltímetro de corriente continua tiene polaridad por lo que hay que tener especial cuidado a la hora de conectar sus terminales.
El amperímetro mide la corriente en amperios que circula por una rama de un circuito. La corriente puede ser continua o alterna, según el tipo de corriente se debe elegir el tipo de amperímetro.
Para realizar la medición, el amperímetro debe conectarse en serie con la rama que queremos conocer su corriente. De manera que nos vemos obligados a abrir el circuito e intercalarlo.
El amperímetro de corriente continua tiene polaridad por lo que hay que tener especial cuidado a la hora de conectar sus terminales.
Si se conecta en paralelo el amperímetro, se puede destruir el fusible interno y dejar de funcionar. El óhmetro mide la resistencia en ohmios (Ω) que tiene un componente eléctrico.
Para realizar la medición, el óhmetro debe conectarse a los bornes de la resistencia que queremos conocer su valor. De manera que la resistencia no debe estar conectada o el circuito abierto.
En este caso no tenemos que tener en cuanta la polaridad.
Ejercicios:
1. Dibuja los siguientes circuitos colocando los amperímetros necesarios para medir todas intensidades de corriente que circulan por él al pulsar el pulsador. Igualmente repite los circuitos colocando los voltímetros necesarios para medir la tensión en cada elemento del circuito.
Circuitos con amperímetros:
Circuitos con voltímetros:
