Teoría de Circuitos Eléctricos.

Tema 5. Circuitos en Serie.

¿Qué quiere decir en SERIE? Quiere decir en secuencia, uno después de otro.

Por ejemplo 3 baterías en serie…

En una conexión de este tipo los valores de voltaje se suman, entonces, puesto que las baterías A, AA y AAA tienen un voltaje de 1.5 Volts cada una, el total del voltaje es de 4.5 Volts. ¿Y si cada una tuviera un voltaje de 5 Volts?. ¡Exacto! el voltaje total sería de 15 Volts.

Todo lo anterior se deriva de unas leyes que inventó en 1845 Gustav Kirchhoff

En serie quiere decir también unir un polo positivo con uno negativo de tal manera que al hacerlo se suman los voltajes. Pero esto no solo se hace en pilas, también puede hacerse en resistencias eléctricas e igual la resistencia total es la suma de todas ellas.

Por ejemplo 3 Resistencias en serie…

Rt = R1+R2+R3 = 2+6+13 = 21Ω

¿Y la corriente total (It) que pasa por el circuito suponiendo que estuviera alimentado por una pila de 6 Volts?

Aplicando la L. de Ohm: It = V/Rt =
6/21 = 0.285 Amp.

Ahora bien, la corriente que pasa por TODO el circuito es exactamente la misma que inicia en la fuente de voltaje, esto es, todo el flujo de electrones es igual en cualquier punto del mismo. Esto tiene lógica puesto que no pueden perderse partículas en la trayectoria, simplemente la recorren a veces más rápido y otras lentamente dependiendo de la resistencia que encuentren a su paso, produciendo calor o luz dependiendo del aparato que se trate.

Entonces, puesto que la corriente eléctrica es igual en todos los puntos de un Circuito en Serie podemos calcular el valor del voltaje existente en un punto específico del mismo utilizando el valor de la corriente y el de la resistencia, por ejemplo para nuestro caso…

El Voltaje en la Resistencia 1. V1 = (I)(R1) = (0.285)(2) = 0.57 V.
El Voltaje en la Resistencia 2. V2 = (I)(R2) = (0.285)(6) = 1.71 V.
El Voltaje en la Resistencia 3. V3 = (I)(R3) = (0.285)(13) = 3.705 V.

Si sumas los tres voltajes el resultado total debe ser el voltaje aplicado –puesto que se trata de un circuito en serie y en él los voltajes se suman-. Hagámoslo…

Vt = V1+V2+V3 = 0.57+1.71+3.705 = 5.985 ≈ 6 Volts. (El resultado varía por la reducción de decimales que se hace durante los calculos, si lo haces con las cifras completas es exacto).

¿Y bien? ¿Sientes complicado el tema? Espero coincidir contigo, en realidad aplicar la Ley de Ohm es sumamente sencillo.

Resolvamos otro ejercicio un poco más complicado.

Un circuito en serie por el cual pasa una corriente de 2.4 Amperes, tiene dos resistencias en serie y está alimentado por una fuente de voltaje de 110 Volts.

a). Hallar el valor de la Resistencia total (Rt) del circuito.
b). Si una de las Resistencias es de 20Ω ¿de cuanto es la otra?
c). ¿Qué valor tiene el voltaje en la Resistencia desconocida?

Solución…

a). Rt = V/I = 110/2.4 = 45.833 Ω
b). R? = Rt – R1 = 45.833 – 20 = 25.833 Ω
c). V = (I)(R?) = (2.4)(25.833) = 61.99 Volts.

Otro problema.

Dos baterías con voltaje de 1.5 Volts, están conectadas en serie alimentando a tres resistencias también se serie con valores de: R1=30Ω; R2=24Ω; R3=14Ω. Hallar el valor de la corriente total que circula por el circuito.

Solución…

Vt = 1.5+1.5 = 3 Volts.
Rt = 30+24+14 = 68Ω
It = 3/68 = 0.0441 Amperes.

Resuelve los siguientes ejercicios…

1. Se tienen tres baterías de 6 Volts conectadas en serie y tres Resistencias igualmente conectadas en serie cuyos valores son de R1=10Ω; R2=6Ω y R3=8Ω. Determinar:

a). El Voltaje Total y la Resistencia Total.
b). La Corriente que circula por todo el circuito.
c). El Voltaje en R2.
d). Si el propio conductor que conforma el circuito presenta una resistencia de 0.2Ω ¿de cuanto es la corriente que circula por él?

2. Una toma de corriente (contacto) de 110 Volts alimenta una plancha eléctrica por la cual pasa una corriente de 12 Amperes. ¿Qué valor tiene la Resistencia eléctrica de dicha plancha?

3. Determinar el Voltaje que provee un contacto al cual está conectado un rizador de pelo que tiene una Resistencia eléctrica de 230Ω, por la cual pasa una corriente de 0.5 Amperes.

4. Cuatro baterías AA cuya resistencia interna es de 0.15 Ohmios de cada una, se conectan en serie alimentando una resistencia de 12 Ohms. ¿Cuál es la Corriente que circula por el circuito?

5. Una batería de 9 Volts, suministra una Corriente de 0.12 Amperes a un circuito que contiene una Resistencia de 20 Ohmios. ¿De cuanto es su resistencia interna?