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Conexiones de varios receptores en un mismo circuito
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Conexiones de varios receptores en un mismo circuito

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  • 1. Conexiones de varios receptores en un mismo circuitoHasta ahora hemos considerado los circuitos con un solo receptor, pero lo cierto es que es más común encontrar variosreceptores en el mismo circuito.Cuando se instalan varios receptores, éstos pueden ser montados de diferentes maneras: En serie En paralelo MixtosCircuitos en serieEn un circuito en serie los receptores están instalados uno a continuación de otro en la línea eléctrica, de tal forma que lacorriente que atraviesa el primero de ellos será la misma que la que atraviesa el último. Para instalar un nuevo elementoen serie en un circuito tendremos que cortar el cable y cada uno de los terminales generados conectarlos al receptor.Circuito en paraleloEn un circuito en paralelo cada receptor conectado a la fuente de alimentación lo está de forma independiente al resto;cada uno tiene su propia línea, aunque haya parte de esa línea que sea común a todos. Para conectar un nuevo receptoren paralelo, añadiremos una nueva línea conectada a los terminales de las líneas que ya hay en el circuito.Caída de tensión en un receptorAparece un concepto nuevo ligado a la tensión. Cuando tenemos más de unreceptor conectado en serie en un circuito, si medimos los voltios en los extremosde cada uno de los receptores podemos ver que la medida no es la misma si
  • 2. aquellos tienen resistencias diferentes. La medida de los voltios en los extremos de cada receptor la llamamos caída detensión.La corriente en los circuitos serie y paraleloUna manera muy rápida de distinguir un circuito en seria de otro en paralelo consiste en imaginala circulación de loselectrones a través de uno de los receptores: si para regresen a la pila atravesando el receptor, los electrones tienen queatravesar otro receptor, el circuito está en serie; si los electrones llegan atravesando sólo el receptor seleccionado, elcircuito está en paralelo.Características de los circuitos serie y paralelo Serie Paralelo Resistencia Aumenta al incorporar receptores Disminuye al incorporar receptores Cada receptor tiene la suya, que Caida de aumenta con su resistencia. Es la misma para cada uno de los receptores, e igual tensión La suma de todas las caídas es igual a a la de la fuente. la tensión de la pila. Es la misma en todos los receptores e Cada receptor es atravesado por una corriente igual a la general en el circuito. independiente, menor cuanto mayor resistencia. Intensidad La intensidad total es la suma de las intensidades Cuantos más receptores, menor será la individuales. Será, pues, mayor cuanto más corriente que circule. receptores tengamos en el circuito. Cálculos 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 45 V, y las lámparas tienenuna 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 decorriente que circulará por él cuando se cierre el interruptor y las caídas de
  • 3. tensión en cada una de las bombillas.Ejemplo 2:En el circuito de la figura sabemos que la pila es de 45V, y las lámparas son de 60Ω y30Ω, respectivamente. Calcular:1. La intensidad en cada rama del circuito, la intensidad total que circulará y la resistenciaequivalente.2. Dibujar el esquema del circuito. Actividades circuitos serie y paraleloHaz en tu cuaderno los siguientes ejercicios:1. Copia el cuadro de las características de los circuitos serie y paralelo.2. Copia los dos ejemplos resueltos de los problemas3. Copia los siguientes cuadros y complétalos. cuadro 1 circuito serie circuito paralelo Resistencia equivalente Intensidad total
  • 4. Cuadro 2: c. serie R1= R2= Caída de tensión Cuadro 3: c. paralelo R1= R2= Intensidad en la rama4. Responde a las siguientes preguntas y razona lo que se te pide: a. ¿En cuál de los dos circuitos es mayor la resistencia equivalente? ¿Por qué crees que ocurre? b. En el circuito en serie, ¿la resistencia equivalente es mayor o menor que las resistencias instaladas? c. En el circuito en paralelo, ¿la resistencia equivalente es mayor o menor que las resistencias instaladas? d. ¿Si agregamos una nueva resistencia en el circuito en paralelo cómo piensas que será la nueva resistencia equivalente: mayor que ahora o menor? ¿por qué? e. ¿En cuál de los dos circuitos es mayor la intensidad total? ¿Por qué crees que ocurre? f. En el circuito en serie, ¿en cuál de las dos resistencias es mayor la caída de tensión? g. En el circuito en paralelo, ¿en cuál de las dos resistencias es mayor la intensidad por rama? h. Teniendo en cuenta que, a igual intensidad, es la tensión la que hace dar más o menos luz a una bombilla, ¿qué bombilla iluminarámás en el circuito en serie? i. Teniendo presente que, a igual tensión, es la intensidad la que hace dar más o menos luz a una bombilla, en el circuito en paralelo, ¿cuál de las dos bombillas iluminará más? j. Entonces ¿iluminará más el circuito serie o el paralelo?5. Disponemos de dos circuitos compuestos por elementos idénticos: una pila, dos lámparas y un interruptor. En elprimero la conexión de los receptores se hace en serie, mientras que en el segundo se efectúa en paralelo. Contestarazonando brevemente las siguientes cuestiones: a. ¿En cuál de los dos hay mayor resistencia?; b. ¿Por cuál de los dos circuitos circulará más intensidad de corriente?; c. ¿Cuál de los dos circuitos iluminará más?; d. ¿Qué pila se agotará antes? Problemas: Ley de OhmSoluciona los siguientes problemas en tu cuaderno:1. Calcular la resistencia equivalente a dos resistencias de 20 Ω y 30 Ω, conectadas en serie. Calcular la intensidad queatravesará dicho circuito cuando se conecta a una pila de 45 V y la caída de tensión en cada bombilla. (Sol.: Re = 50 Ω; I= 90 mA; V1=18 V; V2= 27 V).2. Calcular el valor de la resistencia equivalente en un circuito compuesto por tres bombillas de 30 Ω conectadas en serieHallar el valor de la intensidad de corriente que atravesará el circuito sabiendo que está conectado a una fuente dealimentación de 45 V y la caída de tensión en cada bombilla. ( Sol.: Re = 90 Ω; I = 50 mA, V1= V2 = V3= 15 V).3. Dos operadores con resistencia de 30 Ω cada uno se conectan en serie a una fuente de alimentación Calcular latensión que deberá suministrar dicha fuente si la intensidad que debe atravesar a los citados operadores debe ser de 50mA. ¿Qué caída de tensión habra en cada operador?. (Sol.: V= 3 V; Vr= 15 V).4. Necesitamos conectar un operador con una resistencia de 30 Ω en un circuito con una pila de 9 V. La intensidad quedebe atravesar dicho operador debe ser de 01 A. Hallar el valor de la resistencia que debemos conectar en serie aloperador para conseguir aquel valor de la intensidad.. (Sol.: 60 Ω).5. Averiguar la intensidad que atravesará cada una de las resistencias y la total en el circuito cuando se conectan enparalelo dos resistencias de 20 Ω a una pila de 8 V. Calcular la resistencia equivalente (Sol.: I= 0,8 A; Ir= 04 A; Re= 10
  • 5. Ω).6. Hallar la resistencia equivalente de un circuito con dos resistencias de 15 Ω conectadas en paralelo a una pila de 3V.Calcular la intensidad total y por rama en el circuito. (Sol.: Ir= 02 A; It= 04 A; Re= 75 Ω).7. Hallar la resistencia equivalente de un circuito con dos resistencias, una de 15 Ω y otra de 30 Ω conectadas enparalelo a una pila de 9V, así como la intensidad total y por rama. (Sol.: I1= 06 A; I2= 03 A; It= 09 A; Re= 10 Ω).8. Hallar la resistencia equivalente de un circuito con dos resistencias, una de 20 Ω y otra de 30 Ω conectadas enparalelo auna fuente de alimentación de 48 V. Calcular las intensidades por rama y la total. (Sol.: I1= 24 A; I2= 16 A; It=4 A Re= 12 Ω).9. Un circuito dispone de una pila de 9V, un pequeño motor eléctrico con una resistencia de 12 Ω, y dos pequeñaslamparas de 30 Ω cada una -todos los receptores están instalados en paralelo-. Dibujar el esquema del circuito yaveriguar la resistencia equivalente del mismo, la intensidad total que sale del generador, y la que atraviesa cada uno delos receptores. (Sol: Im= 075 A; Ib= 03 A; It= 135 A; Re= 667 Ω)10. Conectamos a un circuito dos resistencias de 20 Ω en paralelo Calcular su resistencia equivalente Calcular laintensidad total que recorrerá el circuito y la que atravesará cada una de las resistencias, cuando se conectan a una pilade 9 V. (Sol.: Re = 10 Ω; I = 900 mA; Ir= 450 mA)11. Conectamos en paralelo una resistencia de 30 Ω con otra de 60 Ω Calcular la resistencia equivalente Hallar laintensidad que atraviesa el circuito, así como la que circulará a través de cada una de las resistencias, al conectar elmontaje a una pila de 45 V. (Sol.: Re = 20 Ω; I1 = 150 mA; I2 = 75 mA; IT = 225 mA).12. Conectamos en paralelo dos lámparas de 45 Ω y 30 Ω con una pila de 9 V. Calcular la resistencia equivalente delcircuito y la intensidad de corriente que circulará por él y por cada uno de sus receptores. (Sol.: Re = 18 Ω; I1 = 200 mA;I2 = 300 mA; IT = 500 mA).13. Calcular la resistencia equivalente de un circuito paralelo compuesto por 4 bombillas de 80 Ω de resistencia, a 220 VCalcular cuál será la intensidad que recorrerá el circuito y la que atravesará cada una de las lámparas. (Sol.: Re = 20 Ω;Iparcial = 275 A; IT = 11 A).12. Un fusible es un elemento de protección que se funde cuando por él circula una intensidad de corriente superior a unlímite. Calcula cuántas lámparas de 200 Ω se podrán conectar en paralelo a una pila de 9V, si la instalación tiene unfusible de 1 A. (Sol.: 22 lámparas).13. Un circuito está formado por 10 lámparas de 90 Ω conectadas en paralelo, un interruptor y una pila de 45V Deseoinstalar un fusible en dicho circuito, para lo que dispongo de tres modelos diferentes: de 300 mA, de 600 mA y de 800 mACalcula cuál sería el modelo más adecuado para instalar. (Sol.: el de 600 mA).
  • 6. Electricidad Básica 3ª parteConceptos de Electricidad Básica (3ª Parte)En la 3ª entrega de este trabajo nos centraremos en la relación entre magnitudes eléctricas,hecho que explica la famosa Ley de Ohm. Descargar PDF ELEMENTOS DEL CIRCUITO ELÉCTRICOPara poder relacionar las magnitudes eléctricas, vamos a suponerlas en su contexto habitual, el circuitoeléctrico. Ya hemos visto lo que es y vemos ahora las partes que lo componen en su forma más básica. Lacomparación con el circuito hidráulico nos ayudará a fijar los conceptos.El generador eléctrico genera una diferencia de potencial o tensión que mantiene los electrones quemantiene los electrones en circulación en el circuito eléctrico, de la misma forma que una bomba eleva elagua a un nivel superior para mantenerla circulando en un conducto.El consumidor en este caso una lámpara, es el punto de consumo que es recorrido por la corrienteprocedente del generador, produce energía luminosa como la turbina accionada por el agua impulsada porla bomba produce energía mecánica.La línea está formada por un conjunto de conductores metálicos que conectan el generador al punto deconsumo y a través del cual fluye la corriente, así como fluye el agua por el conducto que une la bomba ala turbina. LEY DE OHMEsta ley muestra la relación que existe entre la corriente, la tensión y la resistencia que concurren en uncircuito eléctrico, que es la misma relación que habría en un circuito hidráulico entre el caudal, lasdimensiones de la tubería y la diferencia de altura o presión.
  • 7. Así pues, se cumple que la intensidad de la corriente en un circuito eléctrico aumenta si aumenta ladiferencia de potencial (voltaje), siempre que la resistencia se mantenga constante. De la misma forma secumple, que la intensidad de la corriente (Amperios) disminuye si la resistencia aumenta, siempre que latensión (diferencia de potencial) se mantenga constante.La relación mencionada se enuncia de la siguiente manera:Esta relación la podemos representar y manejar con facilidad si utilizamos el triángulo mágico.Si tapamos con un dedo la letra del triángulo cuyo valor queremos conocer, y la fórmula para calcular suvalor quedará indicada por las otras dos letras restantes.Si quisiéramos saber el valor de la tensión en un circuito, conociendo los valores de la resistencia y laintensidad, el valor de la tensión aparecerá multiplicando la intensidad por la resistencia.
  • 8. Si quisiéramos saber el valor de la resistencia en un circuito, conociendo los valores de la tensión y laintensidad, el valor de la resistencia aparecerá dividiendo la tensión por la intensidad.Si quisiéramos saber el valor de la intensidad en un circuito, conociendo los valores de la tensión y laresistencia, el valor de la intensidad aparecerá dividiendo la tensión por la resistencia.Recordar siempre que para utilizar correctamente la ley de Ohm es necesario expresar correctamente lasunidades de medida:La intensidad siempre en AmperiosLa tensión siempre en VoltiosLa resistencia siempre en OhmiosSi suponemos a modo de ejemplo, que en un circuito hemos medido una resistencia de 10 Ohmios y unacorriente de 300 miliamperios. Haciendo previamente la conversión de los 300 miliamperios a amperiospara escribir todos los factores de la formula en los términos mencionados anteriormente, la solución nosla proporcionará la fórmula de la Ley de Ohm aprendida:Otra regla que debemos aplicar para utilizar eficaz y correctamente la Ley de Ohm es la de dibujarsiempre un esquema del circuito en cuestión antes de hacer cálculos. CIRCUITOS EN SERIEEn un circuito en serie solo hay un camino para la corriente, esto significa que la misma corriente debepasar por cada una de las resistencias del circuito.
  • 9. Con este principio se usan los fusibles para proteger los circuitos cuando se someten a intensidadeselevadas.Propiedades de un circuito en serieLas tres propiedades más importantes de los circuitos en serie son: 1. La intensidad es la misma en todos los componentes o partes del circuito, esto es: 2. La resistencia total del circuito es igual a la suma de las resistencia individuales , esto es: 3. La suma de las caídas de tensión producidas en un circuito en serie es igual a la tensión totalaplicada , esto es:Estas tres propiedades, aplicadas conjuntamente con la ley de Ohm sirven para calcular los valores de loscircuitos completos o partes de ellos.El circuito equivalente.La ecuación Rt = R1 + R2 + R3, etc. da lugar a una simplificación muy útil.Si compara los dos circuitos representados abajo, verá que el de la derecha es prácticamente el mismoque el de la izquierda, es decir una versión "equivalente" de uso más cómodo.
  • 10. Haciendo uso de la ley de Ohm y de los datos consignados en el circuito equivalente, (V = 6 y R = 12),calculará inmediatamente el valor de los intensidad (la I en el triángulo mágico, que habrá que tapar conel dedo). CIRCUITO EN PARALELOUn circuito en paralelo se reconoce porque en él existen intersecciones o “nudos”.Cuando se conectan resistencias en paralelo a una fuente de tensión, la tensión entre los extremos decada una de las resistencias es siempre la misma.La intensidad de corriente que pasa por cada una de las resistencias es, sin embargo, proporcional al valorde cada una de las resistencias.El hecho de que las tensiones aplicadas a cada una de las resistencias en un circuito paralelo sean siemprelas mismas, tiene una importante consecuencia práctica:Todas las resistencias que se conecten en paralelo tienen la misma "tensión nominal".En un automóvil este hecho permite que “todos” los componentes estén alimentados con 12 voltios parasu correcto funcionamiento.Intensidad en los circuitos paralelosEn el circuito de la figura para una corriente total de 9 amperios que circula por un circuito paralelo quecomprende dos resistencias, R1 y R2 de las cuales R1 tiene doble resistencia que R2.
  • 11. La corriente se divide en proporción inversa a las resistencias de los dos resistores; solo pasan 3 A por R1cuya resistencia es de 40 ohmios, mientras que pasan 6 A por R2 cuya resistencia es de 20 ohmios. Estodemuestra que con una tensión aplicada igual. La intensidad es proporcionalmente mayor cuando laresistencia es menor.También se observa en el ejemplo otro detalle:La intensidad que sale de un nudo es la suma de las intensidades que entran.Propiedades de un circuito en paraleloSegún la Ley de Ohm, en los circuitos en paralelo se observan tres propiedades muy importantes quedefinen sus características: 1. La intensidad total se reparte proporcionalmente en cada rama del circuito en función de suresistencia. 2. La resistencia total del circuito disminuye si aumenta el número de resistencias, ya que cadanueva resistencia supone un nuevo camino para la circulación de la corriente. Por tanto el valor de laresistencia total siempre es menor que el valor de la resistencia más pequeña.La expresión matemática se enuncia como sigue: La inversa de la resistencia total es igual a la suma delas inversas de cada una de las resistencias.La tensión entre los extremos de cada una de las resistencias de un circuito paralelo es la misma e igual ala de la fuente de tensión.Intensidades en los circuitos serie-paraleloLa intensidad de la corriente total del circuito serie-paralelo depende de la resistencia total equivalente detodo el circuito cuando está conectado entre los terminales de una fuente de tensión. La corriente se
  • 12. reparte en todas las ramas o caminos en paralelo, y luego todas las corrientes individualescorrespondientes a estas ramas confluyen y se suman en las partes del circuito conectadas en serie.La intensidad de la corriente total del circuito es la misma en los dos extremos de un circuito serie-paralelo que es igual a la intensidad de la corriente que sale de la fuente de tensión.Tensiones en los circuitos serie – paraleloLas caídas de tensión en un circuito serie-paralelo, se producen de la misma manera que en los circuitosserie y paralelo. En las partes serie de un circuito, las caídas de tensión en las resistencias dependen delos valores individuales de estas de éstas.En las partes paralelo del circuito, cada rama tiene la misma tensión entre sus extremos y por cada unade ellas pasa una corriente cuya intensidad depende de la resistencia de la rama particular. POTENCIA ELECTRICAEn Física, potencia es la cantidad de trabajo efectuado por unidad de tiempo. Esto es equivalente altiempo empleado en realizar un trabajo.La unidad fundamental con que se mide la potencia eléctrica es el vatio.Un vatio se puede definir como "la velocidad a la que se realiza el trabajo en un circuito en el cual circulauna corriente de un amperio cuando haya aplicada una diferencia de potencial de un voltio".
  • 13. La potencia es la relación entre el trabajo y el tiempo, si se produce más trabajo en el mismo tiempo, sees más potente, si se produce el mismo trabajo en menos tiempo, se es más potente.Cuando hablamos de potencia eléctrica manejamos el mismo concepto pero podemos definir tambiénotros efectos. Si una lámpara da más luz, es más potente. Si un soldador se calienta antes, es máspotente.La potencia de un circuito eléctrico es la relación entre intensidad y voltaje, y sus valores resueltos con elmismo método del triángulo.

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