Ciencias naturales básicas



Circuito eléctrico: serie, paralelo y mixto con ejemplos

Un circuito eléctrico, es un conjunto de elementos eléctricos y electrónicos, que se conectan a una misma fuente de poder. Estos elementos están dispuestos de tal forma, que la corriente regresa a la fuente, después de recorrerlos. Entre los elementos de un circuito, están, por ejemplo, los resistores, los condensadores, las bobinas, los circuitos integrados y los transistores, entre otros. Los más comunes son los resistores (mal llamados resistencias). Georg Simon Ohm, estudió la circulación de las cargas eléctricas a través de materiales conductores.

circuito eléctrico
Figura 0. Imágenes de algunos componentes electrónicos.

Circuito eléctrico en serie

circuito eléctricoLos elementos de un circuito están conectados en serie cuando sólo hay un camino posible para la corriente que circula a través de ellos. Por lo tanto, si un elemento se desconecta, todo el circuito deja de funcionar.

En la gráfica 1, las líneas quebradas representan los resistores. Observe que están numerados y se indican sus valores. S1 es el interruptor que acciona o detiene el funcionamiento del circuito. Además el símbolo a la izquierda indica que la fuente de energía es una batería de 25 voltios. Para que el circuito funcione, la corriente debe salir de la batería, recorrer los elementos y volver a ella. En este caso, si se retira un resistor, el recorrido no puede completarse. En un circuito en serie, la resistencia total, es la suma de todas las resistencias:

\[R_{total}=R_{1}+R_{2}+R_{3}+R_{4}…\]

Circuito eléctrico en paralelo

circuito eléctricoUn circuito es paralelo, cuando sus elementos están conectados de tal manera que hay varios caminos posibles para la corriente que circula en él. Por lo tanto, si un elemento se desconecta, el resto del circuito que no depende del elemento desconectado, sigue funcionando.

En el circuito de la figura 2, los resistores están conectados en paralelo. Observe que si se retira uno de los resistores, la corriente aún tiene dos caminos posibles a través de los resistores restantes.

En un circuito en paralelo, el inverso de la resistencia total es la suma de los inversos de todas las resistencias.

\[{1\over R_{total}}={1\over R_{1}}+{1\over R_{2}}+{1\over R_{3}}+{1\over R_{4}}…\]

Aunque la mejor forma de escribirlo es:

\[R_{total}={1\over {1\over R_{1}}+{1\over R_{2}}+{1\over R_{3}}+{1\over R_{4}}}\]

Circuito eléctrico mixto

circuito eléctricoEs aquel circuito cuyos elementos están conectados en serie en algunos sectores del circuito y en paralelo en otros.

Si en el circuito de la figura 3, se retira el resistor R4 o el resistor R5, el circuito deja de funcionar. Por lo tanto, estos 2 resistores están conectados en serie. Sin embargo, si se retira uno de los resistores R1, R2 o R3, el circuito sigue funcionando a través de los otros dos resistores. Es decir, que estos tres resistores están conectados en paralelo. En conclusión, un circuito es mixto cuando tiene resistores en serie y en paralelo. En la práctica, la mayoría de los circuitos eléctricos y electrónicos con mixtos.

Para hallar la resistencia total en un circuito mixto, se calcula el total de las resistencias en serie y el total de las resistencias en paralelo y luego se suman los resultados. En el circuito de la figura 3, la resistencia total es:

\[R_{total}=R_{4}+R_{5}+{1\over {1\over R_{1}}+{1\over R_{2}}+{1\over R_{3}}}\]

R4 y R5 representan los resistores en serie. los demás representan resistores en paralelo.

Taller de lectura

  1. ¿Qué es un circuito eléctrico?
  2. ¿Cuáles son los elementos de un circuito eléctrico?
  3. ¿Qué es un circuito en serie?
  4. ¿Qué sucede si se desconecta un elemento de un circuito en serie?
  5. Escriba la fórmula para calcular la resistencia total en un circuito en serie.
  6. Dibuje el circuito en serie y responda:
    1. ¿Cuál es el potencial de la batería en el circuito?
    2. ¿Cuál es la resistencia de cada uno de los resistores?
    3. Calcule la resistencia total del circuito.
  7. ¿Qué es un circuito en paralelo?
  8. ¿Qué sucede si se desconecta un elemento de un circuito en paralelo?
  9. Escriba la fórmula para calcular la resistencia total en un circuito en paralelo.
  10. Dibuje el circuito en paralelo y, además, responda:
    1. ¿Cuál es el potencial de la batería en el circuito?
    2. ¿Cuál es la resistencia de cada uno de los resistores?
    3. Calcule la resistencia total del circuito.
  11. ¿Qué es un circuito mixto?
  12. ¿Qué sucede si se desconecta un elemento de un circuito mixto?
  13. Escriba la fórmula para calcular la resistencia total en un circuito mixto.
  14. Dibuje el circuito mixto y responda:
    1. ¿Cuál es el potencial de la batería en el circuito?
    2. ¿Cuál es la resistencia de cada uno de los resistores?
    3. Calcule la resistencia total del circuito.