Actividad 5: Circuito Serie y Paralelo

Circuitos Serie y Paralelo

Retomando un poco los temas vistos clase, vamos realizar algunos ejercicios relacionados con el cálculo de parámetros como Voltaje y Corrientes en circuitos con varias resistencias conectadas. Si recordamos existes dos formas básicas de conectar resistencias que son; Serie y Paralelo, cada uno de estos con sus propias características en cuanto al voltaje, corriente y resistencias, pero existe una tercera forma que nace de la combinación de estas dos llamada Mixto.

Circuito Serie

La principal característica de un circuito serie es que todos sus componentes están conectados en cascada, es decir uno seguido del otro como se muestras en la figura.

La corriente en un circuito serie: la corriente I suministrada por la fuente será la misma en cada uno de las resistencias R1, R2 y R3, es decir que tanto la corriente I1, I2 y I3 tendrán el mismo valor (I1=I2=I3) independientemente del valor de las resistencias, es decir que si las resistencias tiene igual o diferente valor el valor de la corriente ser igual en todas y esto se debe a que la corriente solo tiene un camino por el cual circular por tanto la corriente que pasa por un tramo de un circuito en serie será la mismo en otro tramo.

Voltaje en un circuito serie: en cuanto al voltaje, este puede variar o no dependiendo del valor de las resistencias, es decir que si tenemos resistencias con el mimo valor las resistencia tendrá la misma caída de tensión (R1=R2=R3 entonces V1=V2=V3), pero por otro lado si el valor de las resistencias es diferente entonces el voltaje también será diferente (R1≠R2≠R3 entonces V1≠V2≠V3) y proporcionales indicando que a mayor valor de la resistencia la caída de voltaje será mayor en ella.

Miremos esto con un ejemplo dándole valores a los componentes:

Como vemos tenemos 4 incógnitas las que son I, V1, V2 y V3. En primer lugar empecemos hallando I la cual corresponde a la corriente total, para calcularla debemos reducir el circuito y hallar una resistencia total Rt, para lo cual realizamos la suma de las resistencias recordemos que en un circuito serie la resistencias total está dada por Rt=R1+R2+R3+Rn….., por tanto nuestra resistencia total será Rt=200Ω + 100Ω + 300Ω, entonces Rt=600Ω. Por tanto nuestro circuito quedara redibujado con una sola resistencia Rt como se muestra en la figura.

Ahora bien, los cálculos se facilitan mucho, y ya podemos calcular el valor de la corriente mediante haciendo uso de la ley de Ohm visto en la actividad anterior, donde I=V/R, reemplazando los valores tememos que I=9v/600Ω, es decir que la corriente total es I=0,015 A (lo que esa equivalente a I=15mA). Y Por último con este valor de corriente que es la misma en cada una de las resistencias (I1=I2=I3=0,015A) ya podemos calcular el valor del voltaje en cada una de ellas ya que conocemos el valor de las resistencias. Para lo cual haciendo uso de la ley de Ohm para el cálculo de voltajes tenemos que:

V1=I1*R1 = 0,015 A * 200 Ω = 3V.

V2=I2*R2 = 0,015 A * 100 Ω = 1,5V.

V3=I3*R3 = 0,015 A * 300 Ω = 4,5V.

Circuito Paralelo

La característica principal es que sus componentes están conectados a los mismos puntos o terminales, como se muestra en la siguiente figura.

La corriente en un circuito paralelo: en este caso donde nuestro circuito está compuesto por tres resistencias, vemos que la corriente total I, tiene tres caminos por donde circular que son R1, R2 y R3, es decir que la corriente se tiene que dividir en tres partes, pero la cantidad de corriente que circula por cada uno de estos caminos dependerá del valor de casa una de las resistencias, entonces a valor mayor de la resistencia, menor será la corriente que pueda pasar a través de esa resistencias y entre menor sea la resistencia mayor será la corriente que pueda pasar. Es decir que la corriente total será I=I1+I2+I3.

El voltaje en un circuito Paralelo: aquí es un poco más fácil, ya que como vemos todas las resistencias están conectados a los terminales de la fuente V, por tanto el voltaje de cada una estas será igual al voltaje de la fuente V=V1=V2=V3.

Veamos un pequeño ejemplo de circuito paralelo:

En este caso ya sabemos que los voltajes de casa una de las resistencias son iguales por que están conectados a los mismo punto (nodos) que su vez están conectados a los terminales de la fuente, por lo cual el voltaje de las resistencia será igual al voltaje de la fuentes V1=V2=V3 = 9v. Conociendo el valor de los voltajes y el de las resistencias ya podemos calcular la corriente que circula por casa una de ellas mediante la ley de Ohm. Es así como la corriente que pasa por la resistencia R1 será I1=V1/R1=9v/200Ω, entonces I1=0,045A. La corriente en I2=V2/R2=9v/100, así I2=0,09A. Y por último I3=V3/R3=9v/300 Ω, entonces I3=0,03A. Nuestro problema termino allí, pero en caso que nos pidan hallar una resistencia total en un circuito serie basta con usar la siguiente ecuación:

A continuación algunos vídeos complementarios:

Actividad:

Con base en la lectura y vídeos, se deben resolver en el cuaderno dos ejercicios; un circuito serie y un circuito paralelo, como los que se usaron de ejemplo pero usando los siguientes valores de resistencias; R1=330Ω, R2=500Ω y R3=1200Ω. Para ambos circuitos se deberá calcular V1, V2, V3, I1, I2, I3 y Rt. Ademas deberá realizar el montaje de ambos circuitos en la plataforma Online Tinkercad visto en la actividad 2 y simularlos para verificar dichos valores calculados, mediante la herramienta "Multímetro" usada para medir voltajes y corrientes.

Entregar:

El estudiante deberá enviar de forma individual, las fotos del procedimiento realizado en el cuaderno y una foto de casa circuito montado en Tinkercad, dichas fotos deberá enviarlas al siguiente correo y con el asunto:

Correo: electronica2020colgalan@gmail.com

Asunto: Actividad 5: "Circuito Serie y Paralelo" Nombre y Apellido" grado 9

NOTA: 

La fecha limite de entrega es lunes 11/05/2020 hasta la media noche. Es muy importante enviar la evidencia correspondiente. Las inquietudes o dudas se responderán en el horario de mañana y deben ser enviadas al correo electronica2020colgalan@gmail.com, o al final del blog en la sección de comentarios.