¿Quieres entender cómo funcionan los circuitos eléctricos – serie y paralelo? En esta clase te explicamos de manera sencilla qué es un circuito eléctrico, los elementos que lo componen, la Ley de Ohm, y cómo calcular la resistencia total en diferentes configuraciones. También veremos cómo se comporta la corriente y el voltaje, así como las ventajas y desventajas de los circuitos en serie y paralelo.
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Vamos a aprender circuitos eléctricos serie y paralelo de CERO a EXPERTO, y para ello presta mucha atención a esta clase corta.
¿Qué es un circuito eléctrico?
Un circuito eléctrico Es un camino cerrado por el que fluye la corriente eléctrica; en él interactúan ciertos elementos, algunos de los cuales tienden a ser opcionales.
Elementos de un circuito eléctrico
Fuente de energía
Es aquella que proporciona el voltaje necesario para mover los electrones. Algunos ejemplos son las baterías, generadores, enchufes, entre otros.
Conductores
Básicamente son hilos o cables que permiten el paso de la corriente. El material generalmente es de cobre porque es un excelente conductor.
Cargas
Las cargas son dispositivos que transforman la energía eléctrica en otro tipo de energía. Por ejemplo, las bombillas son una carga que convierte la energía eléctrica en energía lumínica, los motores convierte la electricidad en movimiento, las resistencias en calor, entre otros muchos más.
Algunos otros elementos son OPCIONALES y entre ellos destacan los interruptores (controlan el paso de corriente, permitiendo encender o apagar el circuito o parte de él) y las resistencias (limitan la cantidad de corriente que fluye en el circuito o parte de él).
Ley de Ohm
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¿Qué es la ley de ohm?
Básicamente la Ley de Ohm consiste en la relación que hay entre la intensidad de la corriente eléctrica, el voltaje y la resistencia en un circuito.
Comparación de la ley de Ohm con un tanque de agua
Piensa en una batería como si tuvieras un tanque lleno de electrones… esperando la primer oportunidad para salir disparados por una tubería (cable conductor).
Piensa en el siguiente circuito donde conectamos un LED a una pila o batería de 9 voltios… seguramente te darás cuenta que el olor a quemado te indica que algo está mal… se te quemó el LED…
Lo mismo sucede si a la salida de un tanque pretendemos llenar un pequeño vasito… observa:
Seguro ya tienes la solución al problema del tanque… coloquemos un GRIFO! ¿Y al circuito qué le colocamos? Coloquemos una RESISTENCIA!
Recuerda que para regular un flujo (de agua o electrones) debemos oponer resistencia a toda esa fuerza de la que es capaz un tanque (de agua o electrones).
Entonces… ¿Cómo es eso de la ley de ohm explicada con un tanque de agua?
La ley de ohm nos indica qué tanta RESISTENCIA (grifo) debemos oponer a un VOLTAJE (tanque de agua) para regular la CORRIENTE ELÉCTRICA (chorro de agua) que pasa por un circuito.
Fórmulas de la Ley de Ohm utilizando el triángulo
Seguramente para otros temas habrás utilizado este tipo de triángulo, ahora lo usaremos para relacionar las tres variables de la ley de ohm: voltaje, corriente y resistencia.
Cómo calcular el voltaje con la ley de ohm?
Simplemente vamos a ocultar la V de voltaje y veremos que quedan corriente (I) y resistencia (R) frente a frente, multiplicándose. Así:
Cómo calcular corriente eléctrica con la ley de ohm?
Simplemente vamos a ocultar la corriente (I) y veremos que quedan voltaje (V) y resistencia (R) uno sobre otro, dividiéndose. Así:
Cómo calcular resistencia eléctrica con la ley de ohm?
Simplemente vamos a ocultar la resistencia (R) y veremos que quedan voltaje (V) y corriente (I) uno sobre otro, dividiéndose. Así:
Circuitos en Serie y Paralelo
Sin tanto preámbulo vamos a observar la diferencia visual entre un circuito en configuración serie y y otro circuito en configuración paralelo:
Si retiras un elemento del circuito en serie, los demás se apagan ya que se corta el flujo de corriente hacia ellos.
Si retiras un elemento del circuito en paralelo, las demás «ramas» seguirán funcionando ya que sólo se corta el flujo de corriente en la rama paralela que se eliminó.
¿Cómo se comporta la corriente en un CIRCUITO EN SERIE?
Recuerda que el flujo de corriente en serie sólo puede seguir un único camino, por lo tanto es lógico que la corriente que pasa por TODAS y cada una de las resistencias sea la MISMA.
¿Cómo se comporta la corriente en un CIRCUITO EN PARALELO?
Recuerda que el flujo de corriente en paralelo tiene VARIOS CAMINOS que no puede sólo ignorar, sino que debe REPARTIRSE entre ellos de forma proporcional a la resistencia que cada rama representa.
Cálculo de la resistencia equivalente de un circuito en serie
¿Tienes dos resistencias en serie? Suma sus dos valores. ¿Tienes mil resistencias en serie? Lo mismo, suma esos mil valores, y listo.
Cálculo de la resistencia equivalente de un circuito en paralelo
Calcular la resistencia equivalente en paralelo no es tan sencillo como hacerlo en serie. Te sugerimos tratar los paralelos de a dos resistencias a la vez. Observa el siguiente paso a paso en que verás cómo se obtuvo ese 16 ohmios de resistencia equivalente del paralelo entre cuatro resistencias de valores 40, 60, 80 y 120 ohmios.
Fórmula para calcular la resistencia equivalente de dos resistencias en paralelo
Básicamente tomas las resistencias, multiplicas sus valores y divides ese resultado entre la suma de sus valores.
Veamos por qué el paralelo entre 40 y 60 ohmios resulta en un valor de 24 ohmios.
Ahora observa por qué el paralelo entre una resistencia de 80 ohmios y otra de 120 ohmios da como resultado una resistencia equivalente de 48 ohmios:
Por último, observa cómo obtenemos una resistencia TOTAL equivalente de 16 ohmios al calcular el paralelo entre 24 y 48 ohmios:
¿Cómo calculamos la CORRIENTE TOTAL del circuito equivalente?
Pues… LEY DE OHM!
¿Cómo se comporta la corriente en un circuito en serie y en un circuito en paralelo?
Entre MÁS ME RESISTO… MENOS CORRIENTE DEJO PASAR….
El circuito en SERIE obtiene un MAYOR VALOR EN SUS RESISTENCIA TOTAL porque sus valores se SUMAN. Por lo tanto la corriente que deja circular es MUCHO MENOR (1.6 Amperios)
El circuito en PARALELO obtiene un MENOR VALOR EN SUS RESISTENCIA TOTAL porque sus valores se REDUCEN al operarse las ramas del circuito. Por lo tanto la corriente que deja circular es MUCHO MAYOR (1.6 Amperios).
Veamos otra más de las DIFERENCIAS entre CIRCUITOS EN SERIE Y PARALELO
Dijimos atrás que la CORRIENTE en un circuito en SERIE era la misma porque fluye por un único camino. Pero nos falta aclara que ocurre algo similar en un circuito en PARALELO pero para el VOLTAJE.
Si te fijas bien (imagen abajo), todas las ramas en paralelo tienen conexión directa con la BATERÍA o fuente de voltaje, por lo tanto es lógico afirmar que el voltaje es el mismo para todas las resistencias si estas están conectadas en configuración paralelo.
Ahora veamos… ya que conocemos la CORRIENTE de todas las resistencias del circuito en SERIE… y conocemos el VOLTAJE de todas las resistencias del circuito en paralelo… ya podemos aplicar LEY DE OHM para calcular el VOLTAJE DE CADA RESISTENCIA EN SERIE y también LEY DE OHM para calcular la CORRIENTE DE CADA RESISTENCIA EN PARALELO.
Observa el paso a paso detallado en el vídeo que dejamos al inicio de la clase.
CONCLUSIÓN SOBRE LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS SERIE Y PARALELO
Recuerda que el VOLTAJE EN SERIE se reparte, por ello si sumas las caídas de voltaje (64+96+128+192) obtendrás los 480 voltios de la fuente de voltaje.
Por otra parte, la CORRIENTE EN PARALELO es la que se reparte, por ello si sumas las corrientes de cada rama (12+8+6+4) obtendrás los 30 amperios de corriente total que circulan por el circuito.
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