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Existen dos formas de conectar componentes eléctricos: en serie o en paralelo. Los circuitos en serie son aquellos que tienen componentes conectados uno después del otro. Los circuitos en paralelo se llaman así porque sus componentes están conectados a través de ramas que son paralelas entre sí. La manera de conectar las resistencias determinará cómo contribuirán a la resistencia total del circuito.
Pasos
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Identifica un circuito en serie. Los circuitos en serie son un simple bucle, sin caminos alternativos para la electricidad. Todos los resistores (u otros componentes) se encuentran ordenados en línea.
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Suma todas las resistencias. En un circuito en serie, la resistencia total equivale a la suma de todas las resistencias. [1] X Fuente de investigación La misma corriente es la que pasa a través de cada resistor, por lo tanto cada resistor hace su trabajo como es de esperarse.
- Por ejemplo, supón que un circuito en serie tiene un resistor de 2 Ω (ohmios), un resistor de 5 Ω y un resistor de 7 Ω. La resistencia total de ese circuito será 2 + 5 + 7 = 14 Ω.
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Calcula la resistencia a partir de la corriente y el voltaje. Si no conoces el valor de las resistencias individuales, puedes recurrir a la Ley de Ohm: V = IR, esto es, voltaje (tensión) = corriente x resistencia. El primer paso es encontrar la corriente y el voltaje total del circuito:
- La corriente de un circuito en serie es la misma en todos los puntos del circuito. [2] X Fuente de investigación Si conoces la corriente en cualquier punto, puedes usar ese valor en la ecuación.
- El voltaje total equivale al voltaje de la fuente (la batería). No es igual al voltaje que hay en un componente determinado. [3] X Fuente de investigación
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Inserta estos valores en la ecuación de la Ley de Ohm. Reordena V = IR para calcular la resistencia: R = V / I (resistencia = voltaje / corriente). Reemplaza en la fórmula los valores que encuentres para calcular la resistencia total.
- Por ejemplo, supón que un circuito en serie se alimenta con una batería de 12 voltios y que la corriente medida es de 8 amperios. La resistencia total a lo largo del circuito será de R T = 12 voltios / 8 amperios = 1,5 ohmios.
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Comprende las características de un circuito en paralelo. Un circuito en paralelo se ramifica en varios caminos que luego vuelven a unirse. La corriente fluye a través de cada rama del circuito.
- Si un circuito tiene resistores en el camino principal (antes o después de las ramificaciones), o si hay dos o más resistencias en una sola rama, omite los próximos pasos y lee las instrucciones de la sección de circuitos combinados .
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Calcula la resistencia total a partir de la resistencia de cada rama. Debido a que cada resistor solo ralentiza la corriente que pasa a través de una rama, solo tendrá un pequeño efecto en la resistencia total del circuito. La fórmula de la resistencia total R T es donde R 1 es la resistencia de la primera rama, R 2 es la resistencia de la segunda rama, y así sucesivamente hasta la última rama R n .
- Por ejemplo, supón un circuito en paralelo tiene tres ramas, con resistencias de 10 Ω, 2 Ω y 1 Ω.
Utiliza la fórmula y halla el valor de R T :
Obtén el denominador común de las fracciones :
Multiplica ambos lados por R T : 1 = 1,6R T
R T = 1 / 1,6 = 0,625 Ω.
- Por ejemplo, supón un circuito en paralelo tiene tres ramas, con resistencias de 10 Ω, 2 Ω y 1 Ω.
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Calcula la resistencia total a partir de la corriente y el voltaje. Si no conoces las resistencias individuales, necesitarás la corriente y el voltaje:
- En un circuito en paralelo, el voltaje a lo largo de una rama es el mismo que el voltaje de todo el circuito. [4] X Fuente de investigación Siempre que conozcas el voltaje de alguna de las ramas podrás continuar. El voltaje total también equivale al voltaje de la fuente de energía del circuito, por ejemplo, una batería.
- En un circuito en paralelo, la corriente puede ser diferente en las distintas ramas. Debes conocer la corriente total ; de lo contrario, no podrás calcular la resistencia total.
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Utiliza estos valores en la Ley de Ohm. Si conoces la corriente total y el voltaje del circuito completo, puedes calcular la resistencia total utilizando la Ley de Ohm: R = V / I.
- Por ejemplo, supón que un circuito en paralelo tiene un voltaje de 9 voltios y una corriente total de 3 amperios. La resistencia total R T = 9 voltios / 3 amperios = 3 Ω.
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Ten cuidado con las ramas cuya resistencia sea cero. Si una rama del circuito paralelo no tiene resistencia, toda la corriente fluirá a través de esa rama. La resistencia del circuito será de 0 ohmios.
- En la práctica, esto generalmente significa que un resistor ha fallado o se ha pasado por alto (cortocircuito) y la alta cantidad de corriente puede haber dañado partes del circuito. [5] X Fuente de investigación
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Desglosa el circuito en secciones en paralelo y secciones en serie. Un circuito combinado tiene algunos componentes vinculados en serie (uno después del otro) y en paralelo (distintas ramas). Busca las áreas del diagrama para separarlas en una sola sección del circuito, ya sea en serie o en paralelo. Enciérralas en un círculo para no perderles el rastro.
- Por ejemplo, supón que un circuito tiene un resistor de 1 Ω y uno de 1,5 Ω conectados en serie. Después del segundo resistor, el circuito se divide en dos ramas paralelas, una con un resistor de 5 Ω y la otra con un resistor de 3 Ω.
Encierra en un círculo las dos ramas paralelas para separarlas del resto del circuito.
- Por ejemplo, supón que un circuito tiene un resistor de 1 Ω y uno de 1,5 Ω conectados en serie. Después del segundo resistor, el circuito se divide en dos ramas paralelas, una con un resistor de 5 Ω y la otra con un resistor de 3 Ω.
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Calcula la resistencia de cada sección en paralelo. Utiliza la fórmula de la resistencia en paralelo para encontrar la resistencia total de una de las secciones en paralelo del circuito.
- El circuito de ejemplo tiene dos ramas con resistencia R 1
= 5 Ω y R 2
= 3 Ω.
Ω
- El circuito de ejemplo tiene dos ramas con resistencia R 1
= 5 Ω y R 2
= 3 Ω.
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Simplifica el diagrama. Una vez que hayas encontrado la resistencia total de una sección en paralelo, puedes tachar toda esa sección del diagrama. Trata esa área como si fuera un solo cable con una resistencia igual al valor que acabas de obtener.
- En el ejemplo anterior, puedes ignorar las dos ramas y tratarlas como un solo resistor con una resistencia de 1,875 Ω.
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4Suma las resistencias en serie. Una vez que hayas reemplazado cada sección en paralelo con una sola resistencia, tu diagrama deberá ser solo un bucle, esto es, un circuito en serie. La resistencia total de un circuito en serie equivale a la suma de todas las resistencias individuales, así que súmalas para obtener la respuesta.
- El diagrama simplificado tiene un resistor de 1 Ω, un resistor de 1,5 Ω y la sección de 1,875 Ω que acabas de calcular. Todas estas secciones están conectadas en serie, por lo tanto Ω.
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Utiliza la Ley de Ohm para hallar los valores desconocidos. Si no conoces la resistencia de un componente del circuito, busca la forma de encontrarla. Si conoces el voltaje (V) y la corriente (I) de un componente, encuentra la resistencia usando la Ley de Ohm: R = V / I.Anuncio
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Aprende la fórmula para calcular la potencia. La potencia es la tasa a través de la cual el circuito consume energía y a la cual se suministra energía al circuito que se está alimentando (por ejemplo, una bombilla de luz). [6] X Fuente de investigación La potencia total de un circuito es igual al producto del voltaje total y la corriente total. Expresado en una ecuación, esto es: P = VI. [7] X Fuente de investigación
- Recuerda que, cuando vayas a calcular la resistencia total, necesitarás conocer la potencia total del circuito. No alcanza con conocer solo la potencia que fluye a través de un componente.
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Resuelve la ecuación para encontrar la resistencia a partir de la potencia y la corriente. Si conoces estos dos valores, puedes combinar las dos fórmulas para encontrar la resistencia:
- P = VI (potencia = voltaje x corriente).
- La Ley de Ohm establece que V = IR.
- Sustituye IR por V en la primera fórmula: P = (IR)I = I 2 R.
- Reordena la fórmula para encontrar la resistencia: R = P / I 2 .
- En un circuito en serie, la corriente que pasa por un componente es la misma que la corriente total. Esto no se cumple en los circuitos en paralelo.
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Encuentra la resistencia a partir de la potencia y el voltaje. Si solo conoces la potencia y el voltaje, puedes usar un método similar para encontrar la resistencia. Recuerda que debes usar el voltaje total a través del circuito o el voltaje de la batería que alimenta al circuito:
- P = VI
- Reordena la Ley de Ohm en términos de I: I = V / R.
- Sustituye V / R por I en la fórmula de la potencia: P = V(V/R) = V 2 /R.
- Reordena la fórmula para calcular la resistencia: R = V 2 /P.
- En un circuito en paralelo, el voltaje de una rama es el mismo que el voltaje total. Esto no se cumple en los circuitos en serie: el voltaje de un componente no es el mismo que el voltaje total.
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Consejos
- La potencia se mide en vatios (W).
- El voltaje se mide en voltios (V).
- La corriente se mide en amperios (A) o miliamperios (mA). 1 mA = A = 0,001 A.
- El valor de la potencia (P) de estas fórmulas se refiere a la potencia instantánea o potencia de un momento específico en el tiempo. Si el circuito usa potencia de CA, esa potencia cambiará constantemente. Los electricistas calculan la potencia promedio para circuitos de CA usando la fórmula P promedio = VIcos(θ), donde cos(θ) es el factor de potencia del circuito. [8] X Fuente de investigación hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/powfac.html#c1
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Referencias
- ↑ http://www.bbc.co.uk/bitesize/higher/physics/elect/resistors/revision/1/
- ↑ http://www.bbc.co.uk/bitesize/higher/physics/elect/resistors/revision/1/
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/circuits/Lesson-4/Combination-Circuits
- ↑ https://www.swtc.edu/ag_power/electrical/lecture/parallel_circuits.htm
- ↑ http://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-5/component-failure-analysis/
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/Class/circuits/u9l2d.cfm
- ↑ http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/elepow.html
- ↑ hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/powfac.html#c1
- Allan H. Robbins, Wilhelm C. Miller, Circuit Analysis: Theory and Practice, 4ta edición, Thomson Delmar Learning.
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