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Tipos de Circuitos Electricos

sábado, 6 de agosto de 2011

Ley de Ohm Según el Tipo de Circuitos Eléctricos

Circuito Serie

Un circuito serie es aquel en el que los n dispositivos (por ejemplo las lámparas incandescentes o las celdas de una batería) están dispuestos de tal manera que la corriente tiene un solo camino para llegar al punto de partida y este es a traves de todos y cada uno de los componentes. O sea que, la totalidad de la corriente pasa a través de cada elemento sin división ni derivación en circuitos paralelos y siendo la corriente eléctrica la misma en todos los puntos del circuito.

Cuando en un circuito hay dos o más resistencias en serie, la resistencia total se calcula sumando los valores de dichas resistencias.

Circuito Paralelo

En un circuito en paralelo los dispositivos eléctricos, están dispuestos de manera que todos los polos, electrodos y terminales positivos (+) se unen en un único conductor, y todos los negativos (-) en otro, de forma que cada unidad se encuentra, en realidad, en una derivación paralela.

El valor de dos resistencias iguales en paralelo es igual a la mitad del valor de las resistencias componentes y, en cada caso, el valor de las resistencias en paralelo es menor que el valor de la más pequeña de cada una de las resistencias implicadas. En los circuitos de CA, o circuitos de corrientes variables, deben considerarse otros componentes del circuito además de la resistencia.

Circuito Mixto

Es una combinación de elementos tanto en serie como en paralelos. Para la solución de estos problemas se trata de resolver primero todos los elementos que se encuentran en serie y en paralelo para finalmente reducir a la un circuito puro, bien sea en serie o en paralelo



Desarrollo de las fórmulas correspondientes utilizando el Principio de DUALIDAD:




Analicemos un circuito simple como el de la siguiente figura:


En el circuito dibujado anteriormente, los 15 V que proporciona la fuente de alimentación, están aplicados o “caen” sobre la resistencia R1, es decir, los 15 V permiten vencer la oposición de la resistencia al paso de la corriente. Cabe aclarar que se ha supuesto un cable ideal sin resistencia, pero en el caso que éste tenga alguna resistencia habría que sumársela a la del circuito.

Cuando se dice que los 15 V “caen” en la resistencia, significa que los 15 V (aplicados por el polo positivo de la fuente) se agotan en el extremo de la resistencia por el cual sale la corriente. Por lo tanto, entre este extremo y el terminal negativo la tensión es cero, lo cual es lógico ya que supusimos un cable sin resistencia en el cual no hace falta gastar tensión.

La corriente I que circula por el circuito, según la ley de Ohm, se establece: V = I x R
I = 15 V/ 500 ohms = 0,03 A

Cortocircuito


Un cortocircuito se produce cuando la resistencia de un circuito eléctrico es muy pequeña, provocando que el valor de la corriente que circula sea excesivamente grande. Debido a esto se puede producir la rotura de la fuente o la destrucción de los cables. Veamos un ejemplo:

Utilizando la ley de Ohm, el valor de la corriente (I) es de 12V / 1 ohm = 12 A

Este es un valor muy grande, para hacernos una idea, la corriente que circula por una lámpara común de 100 Watts, es de 0,45 A.

Como se ha observado en el gráfico, cuando la compuerta estaba abierta, no circula corriente. La función de dichas compuertas es la manipulación de los circuitos, tema que trataremos más adelante.

Fusibles: muchos circuitos eléctricos o electrónicos, contienen fusibles. El fusible es una llave de seguridad: si la corriente que recorre el circuito aumenta, por ejemplo por un cortocircuito, el fusible se calienta y se funde, interrumpiendo el paso de la corriente. Su finalidad es resguardar la integridad del resto de los componentes.

Básicamente está constituido por un hilo de cobre, dependiendo de la sección de éste, se pueden fabricar fusibles con valores diferentes de la corriente máxima.

Si tenemos un fusible de un amperio, éste soportará una corriente de hasta un amperio y si por alguna razón la corriente sobrepasa ese valor, el fusible se cortará.

Circuito serie

En la figura podemos observar que la corriente que circula por todos los elementos del circuito es la misma, ya que la cantidad de electrones que salen del terminal negativo es igual a la cantidad que ingresa por el positivo. La tensión que cae en las resistencias es distinta, esto es porque la tensión proporcionada por la fuente se debe repartir para vencer la oposición de todas las resistencias. Por lo tanto, la suma de las caídas de tensión de todas las resistencias debe ser igual a la proporcionada por la fuente.

Conexión en serie: varios aparatos están conectados en serie cuando toda la corriente atraviesa a cada uno de ellos. La resistencia total es igual a la suma de las resistencias conectadas. Veamos un ejempo: si tenemos el circuito de la figura siguiente...

Sabemos que los 12V proporcionados por el polo positivo de la fuente, nos tienen que permitir vencer la oposición de las dos resistencias. Por lo tanto, sobre la sobre la resistencia de los 600 caerá una tensión determinada y sobre la de 400 el resto, ya que entre el punto A de la figura y el polo negativo no debe existir tensión, pues suponemos un cable ideal (sin resistencia).
En la figura siguiente hemos calculado los valores de tensión y corriente del circuito.

Desde el terminal positivo hasta el punto A tenemos 12V, ya que suponemos un cable idel que no consume tensión. En el punto A encontramos la resistencia de 600 que produce una caída de 7.2V, por lo tanto en el punto B tenemos 12V – 7.2V = 4.8V.
Entre los puntos B y el C no hay caída, lo que implica que en el punto C existen 4.8V que permiten vencer la resistencia de 400 ohms.

En el punto D tenemos una tensión de 4.8V – 4.8V = 0V

Entre el punto D y el terminal negativo no hay caída.

Circuito paralelo


En el circuito paralelo vemos que la corriente en el punto A tiene 2 caminos posibles, por lo tanto la corriente se divide en 2: I1, que atraviesa R1, y I2, que circula por R2, de tal forma que I = I1 + I2.
En cuanto a la tensión, es la misma para cada resistencia, ya que para llevar a los electrones hasta el extremo de cualquiera de las resistencias no se debe aplicar ninguna “fuerza” o tensión debido a que suponemos que el cable no tiene resistencia. Por lo tanto la tensión se aplica directamente sobre las resistencias.
Es decir, en un circuito serie la corriente que circula es la misma en todos los elementos, mientras que en un circuito paralelo la tensión aplicada es igual.

Conexión en paralelo o derivación: es mucho más común ya que por ejemplo si uno de los aparatos se quema la corriente no se interrumpen los otros, (como ocurría si se encontraran conectados en serie). La intensidad de la corriente se divide en tantas parte como ramas haya la suma de las intensidades parciales es igual a la intensidad total que entra, la intensidad se reparte según la resistencia de cada rama; por la rama de menor resistencia va la máxima intensidad. La reciproca de la resistencia total es igual a la reciproca de las resistencias parciales.

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