Circuitos Eléctricos. Introducción. Introducción. Circuito en Serie

Transcripción

1 Circuitos Eléctricos Introducción Introducción El circuito de la figura anterior tiene una limitación: tiene una sola resistencia. Cómo se puede aplicar la Ley de Ohm para más resistencias como en los casos que muestran las imágenes? Circuito en Serie En las siguientes imágenes se muestra un circuito de dos ampolletas con su respectiva representación. En este circuito, las resistencias están en serie por lo que se dice que el circuito está en serie. Por qué? La clave está en identificar cómo están dispuestas las resistencias. Estudiaremos dos casos: resistencias en serie y en paralelo. 1

2 Circuito en Serie Circuito en Serie Se dice que un circuito está en serie si por sus resistencias circula la misma corriente eléctrica. Otra propiedad del circuito en serie es que la energía de la batería (voltaje) se reparte en cada resistencia. Es decir, el voltaje que hay en cada resistencia no es necesariamente el mismo. Ejemplo de Circuito en Serie Circuito equivalente en Serie Cuando un circuito tiene muchas resistencias en serie, es preferible simplificarlo a un circuito equivalente que tenga sólo una resistencia. De esta forma será más simple analizarlo. En las siguientes imágenes se ve un circuito en serie con dos resistencias y su circuito equivalente que posee sólo una. 2

3 Resistencia Equivalente en Serie Circuito Equivalente en Serie De qué sirve encontrar el circuito equivalente? Por lo general cuando se arma un circuito eléctrico resistivo simple, se puede elegir el voltaje de la batería y los valores de resistencias, pero no la corriente. Hallar el circuito equivalente permite encontrar la corriente del circuito de una forma muy sencilla. Consideremos los circuitos de la diapositiva anterior: Cómo encontrar la corriente de este circuito? Qué complicado Circuito en Paralelo En las siguientes imágenes se muestra un circuito de dos ampolletas con su respectiva representación. En este circuito, las resistencias están en paralelo por lo que se dice que el circuito está en paralelo. Por qué? Circuito en Paralelo Se dice que un circuito está en paralelo si el voltaje es el mismo en cada resistencia 3

4 Circuito en Paralelo Ejemplo de Circuito en Paralelo Otra propiedad del circuito en paralelo es que la corriente que entra a una división (que llamaremos nodo) se divide entre las resistencias. Circuito Equivalente en Paralelo Resistencia Equivalente en Paralelo Al igual que el caso del circuito en serie, el circuito en paralelo se puede reducir a otro equivalente con una sola resistencia. En las siguientes imágenes se muestra un circuito en paralelo con su circuito equivalente. Se escribe la ecuación Se suman las fracciones Cómo se obtiene esta resistencia equivalente en paralelo? Se obtiene el resultado Para resolver, se da vuelta la fracción y se divide 4

5 Resistencia Equivalente en Paralelo En las siguientes imágenes se muestra el circuito original con su equivalente: Ejemplo de Circuito en Paralelo Circuito en Serie v/s Paralelo Observemos las imágenes de dos ampolletas conectadas en serie y en paralelo. Cuando una ampolleta se quema, funciona de la misma manera que un interruptor abierto, es decir, por ese cable no pasará corriente. Si en el circuito en serie se quema la primera ampolleta, la corriente no tendrá cómo pasar a la segunda. Por esto, si en un circuito en serie deja de funcionar un elemento, ningún otro elemento funcionará! Por el contrario, si en el circuito en paralelo se quema la primera ampolleta, la segunda si prenderá porque la corriente utiliza otro camino para llegar a ella. Circuito en Serie v/s Paralelo Otra comparación importante tiene que ver con la resistencia equivalente: En un circuito en serie, la resistencia equivalente será siempre mayor que cada una de las resistencias individuales. En un circuito en paralelo, la resistencia equivalente será siempre menor que cada una de las resistencias individuales. Como ya sabemos, la resistencia es una medida de la oposición al libre paso de la corriente eléctrica. Entonces, un circuito en serie consume más energía que otro en paralelo! Conociendo estas dos comparaciones, el circuito de tu casa está conectado en serie o en paralelo? 5

6 Amperímetro Voltímetro El amperímetro es un instrumento de medición de la corriente eléctrica. Para medir una corriente, este se debe conectar en serie con el circuito. A continuación se muestra la representación de la conexión de un amperímetro y una medición real El voltímetro es un instrumento de medición del voltaje. Para medir un voltaje, se debe conectar el voltímetro en paralelo con el circuito. A continuación se muestra la representación de la conexión de un voltímetro y una medición real : Observa que para conectar el amperímetro hay que romper el circuito de modo de conectar el amperímetro entremedio Observa que para medir el voltaje no es necesario interrumpir el circuito, ya que basta con poner las terminales del voltímetro alrededor del elemento a medir Multímetro El multímetro es un instrumento que mide muchos parámetros eléctricos como corriente, voltaje, resistencia, entre otros. Es un instrumento todo en uno. En la imagen se ve un multímetro. Para cambiar el parámetro que se quiere medir se mueve la perilla. 6