FISICA III

Los circuitos eléctricos son representaciones graficas de elementos conectados entre sí para formar una trayectoria por la cual circula una corriente eléctrica, en la que la fuente de energía y el dispositivo consumidor de energía están conectados por medio de cables conductores, a través de los cuales circula la carga.

El circuito básico está constituido por:· Un generador, que proporciona la diferencia de potencial. Puede ser una batería para obtener una tensión continua o un alternador para obtener una alterna.

· Un receptor o carga que es todo aparato que consume energía eléctrica. Por ejemplo, una bombilla, un horno, un televisor, una lavadora, o cualquier otro aparato que se alimente con electricidad.

· Un conductor que une eléctricamente los distintos elementos del circuito. Suele ser cable de cobre o de aluminio.

· Un interruptor como elemento de control para permitir o cortar el paso a la corriente.

Los circuitos electricos

CIRCUITOS EN SERIE

Los circuitos en serie son aquellos que disponen de dos o más operadores conectados uno a continuación del otro, es decir, en el mismo cable o conductor. Dicho de otra forma, en este tipo de circuitos para pasar de un punto a otro (del polo - al polo +), la corriente eléctrica se ve en la necesidad de atravesar todos los operadores.

En los circuitos conectados en serie podemos observar los siguientes efectos:A medida que el número de operadores receptores que conectamos aumenta (en nuestro caso lámparas), observaremos como baja su intensidad luminosa.Cuando por cualquier causa uno de ellos deja de funcionar (por avería, desconexión, etc), los elementos restantes también dejarán de funcionar, es decir, cada uno de ellos se comporta como si fuera un interruptor.

En los circuitos en serie se cumplen las siguientes condiciones:*La intensidad que circula por el circuito es siempre la misma.*La resistencia total del circuito es la suma de las resistencias de los receptores.*El voltaje total del circuito es la suma de los voltajes de cada receptor.* Un físico muy famoso en el estudio de la electricidad y de los circuitos eléctricos fué Ohm.

Se define un circuito serie como aquel circuito en el que la corriente eléctrica solo tiene un solo camino para llegar al punto de partida, sin

importar los elementos intermedios. El voltaje total del circuito, es decir, el que proporciona la fuente de poder, será igual a la sumatoria de todos los

voltajes individuales de los elementos que componen el circuito. La resistencia equivalente en un circuito eléctrico en serie es la sumatoria de

los valores de cada una de las resistencias que lo integran.

Corriente Total (IT) : I entrada = I salida Voltaje Total (VT) : es el voltaje de la fuente (Vf)

V f = VR1 + VR2

V f = (IT R1) + (IT R2)

Resistencia Equivalente ( Req ) : Req = R1 + R2

Un circuito en paralelo es aquel que dispone de dos o más operadores conectados en distintos cables. Dicho de otra forma, en ellos, para pasar de un punto a otro del circuito (del polo -al polo +), la corriente eléctrica dispone de varios caminos alternativos, por lo que ésta sólo atravesará aquellos operadores que se encuentren en su recorrido.

CIRCUITOS EN PARALELO

En los circuitos conectados en paralelo podemos observar los siguientes efectos:

Los operadores (en este caso lámparas) funcionan con la misma intensidad luminosa.La desconexión o avería de un operador no influye en el funcionamiento del resto.

En los circuitos en paralelo se cumplen las siguientes condiciones:La intensidad que circula por el circuito no es la misma, ya que atraviesa caminos distintos.El voltaje es el mismo en todo el circuito.La inversa de la resistencia total del circuito es igual a la suma de las inversas de las resistencias de cada operador.

Se define un circuito paralelo como aquel circuito en el que la corriente eléctrica se separa en cada nodo. El voltaje en un circuito en paralelo es el mismo en todos sus elementos. La corriente eléctrica total del circuito será igual a la sumatoria de todas las corrientes individuales de los elementos que lo componen. La equivalencia de un circuito en paralelo es igual al inverso de la suma algébrica de los inversos de las resistencias que lo integran, y su valor siempre serámenor que cualquiera de las resistencias existentes en el circuito.

Voltaje Total (VT): es el Voltaje de la fuente (Vf) Corriente Total (IT):IT = I1 + I2IT = ( Vf / R1) + ( Vf / R2 )Resistencia Equivalente (R):1/Req = (1/R1) + (1/R2) Req = (1 / R1 ) + ( 1 / R2 )Cuando únicamente existen dos tipos de resistencia, se puede emplear la siguiente fórmula para calcular la resistencia equivalente:Req = (R1) (R2) / R1 + R2

Los circuitos mixtos son aquellos que disponen de tres o más operadores eléctricos y en cuya asociación concurren a la vez los dos sistemas anteriores, en serie y en paralelo.

En este tipo de circuitos se combinan a la vez los efectos de los circuitos en serie y en paralelo, por lo que en cada caso habrá que interpretar su funcionamiento.

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.

Cálculo de problemasVamos a ver dos ejemplos de cálculo de problemas de

circuitos en serie y en paralelo.

Ejemplo 1: En el circuito de la figura

sabemos que la pila es de 4'5 V, y las lámparas tienen una resistencia de R1= 60 Ω y R2= 30 Ω. Se pide:

1. Dibujar el esquema del circuito;

2. calcular la resistencia total o equivalente del circuito, la intensidad de corriente que circulará por él cuando se cierre el interruptor y las caídas de tensión en cada una de las bombillas.

Ejemplo 2:

En el circuito de la figura sabemos que la pila es de 4'5V, y las lámparas son de 60Ω y 30Ω, respectivamente. Calcular:

1. La intensidad en cada rama del circuito, la intensidad total que circulará y la resistencia equivalente.

2. Dibujar el esquema del circuito.