Circuito Eléctrico en Serie, paralelo y mixto.

Circuito en serie:

aquel circuito que posee más de una resistencia, pero solo un camino a través del cual fluye la electricidad (electrones). Desde un extremo del circuito, los electrones se mueven a lo largo de un camino sin ramificaciones, a través de las resistencias, hasta el otro extremo del circuito. Todos los componentes de un circuito en serie están conectados de extremo a extremo.

CARACTERISTICAS:

• Corriente: La cantidad de corriente es la misma que atraviesa en todos los componente de un circuito en serie.

•  Resistencia: La resistencia total de cualquier circuito en serie es igual a la suma de las resistencias individuales. 

• Tensión: La tensión total en un circuito en serie es igual a la suma de las tensiones en cada uno de los receptores conectados en serie. 

Otras Características: 

• Un circuito en serie tiene una sola ruta para el flujo eléctrico (corriente)

•  Como la corriente es constante en todo momento del circuito, la cantidad de voltaje utilizado por cada carga depende de la resistencia de la carga. El mayor valor de resistencia utiliza el mayor voltaje. 

• Una interrupción en cualquier parte del circuito (como una bombilla quemada) detendrá el funcionamiento de todo el circuito.

ELEMENTOS:

• Una fuente eléctrica, en donde se origina la energía que se transmite por el conductor. 

• resistencias, que son cada uno de los dispositivos conectados a la red eléctrica, los cuales reciben la corriente y la transforman en otro tipo de energía: lumínica, si son bombillas, cinética, si son motores, etc. 

• conductores ideales, usualmente elaborado de un material metálico (cobre, etc.) que va desde la fuente hasta las resistencias y viceversa, permitiendo el flujo electrónico que es la electricidad.

ventajas:

¿Colocas luces de Navidad en los árboles en casa durante la Navidad? Si las luces están en un circuito en serie, una bombilla quemada mantendrá todas las luces apagadas. Esa es una desventaja de los circuitos en series. Sin embargo, una ventaja es que siempre se sabrá si hay una interrupción en un circuito en serie.

• configuración simple, que cubre solo un circuito;
• no hay desproporciones de corriente – todos los LEDs en la secuencia reciben corriente del mismo valor; • alta eficiencia del sistema – no se requiere el uso de resistencias que limiten la corriente;
• funcionamiento normal de otros diodos en una situación en la que uno de ellos falla debido a un cortocircuito, y el voltaje en el rango cae por el Uf del LED inoperativo, reduciendo el consumo de energía. El brillo total de la lámpara solo se reducirá con este LED.

FORMULAS QUE SE UTILIZAN:

Calculando la Resistencia Total de un circuito en serie:

La resistencia total de un circuito en serie es igual a la suma de las resistencias individuales. En un circuito en serie, deberá calcular la resistencia total del circuito para calcular el amperaje. Esto se hace sumando los valores individuales de cada resistencia eléctrica en serie.

En este ejemplo tenemos tres resistencias. Para calcular la resistencia total usamos la fórmula:

 R1 + R2 + R3 = RT 

2 + 2 + 3 = 7 Ω 

Resistencia Total es 7 Ω

Calculando la Corriente del circuito usando la Ley de Ohm 

Ahora, podemos aprender a calcular la Intensidad de Corriente de un circuito en serie. Recuerde que la Ley de Ohm es I = V / R. Ahora modificaremos esto ligeramente y le diremos que I = V / R Total.

RT = R1 + R2 + R3 

RT = 7 ohmios
I = 1.7 Amp

I = V / RT
I = 12V / 7 Ohmios
I = 1.7 Amp

Si ya tuviéramos el amperaje y quisiéramos conocer el voltaje, también podemos usar la Ley de Ohm.

V = I x R total V = 1.7 

A x 7 Ohms 

V = 12 V

Calculando el voltaje en un circuito en serie utilizando la ley de Ohm 

Digamos que una batería está suministrando 12 voltios a un circuito de tres resistencias; Cada uno tiene un valor de 2, 2 y 3 ohmios. De acuerdo con las reglas anteriores, determinamos la resistencia total:

RT = R1 + R2 + R3 = 2 + 2 + 3 = 7 Ohms

A continuación calculamos el amperaje en el circuito: 

I = V / RT = 12V / 7 Ohms = 1.7 Amp

Ahora que sabemos el amperaje para el circuito (recuerde que el amperaje no cambia en un circuito en serie) podemos calcular la caída de tensión en cada resistencia utilizando la Ley de Ohm (V = I x R).

VR1 = (1.7 A) (2 Ω) = 3.4 V  

VR2 = (1.7 A) (2 Ω) = 3.4 V 

VR3 = (1.7 A) (3 Ω) = 5.1 V

El voltaje aplicado a un circuito en serie es igual a la suma de las caídas de voltaje individuales. 

V total = V1 + V2 + V3 …

En nuestro ejemplo anterior, esto significa que:

 3.4 V + 3.4 V + 5.1 V = 11.9 V = 12 V

EJEMPLO:

Calentadores de agua 

Los calentadores de agua utilizan un circuito en serie. La energía entra por el termostato, que es un interruptor de control de temperatura. Cuando el agua alcanza la temperatura correcta, el termostato cortará la corriente al elemento de calefacción, dejando la corriente sin otros caminos a seguir.

Lamparas 

Las lámparas también funcionan en un circuito en serie. La energía fluye desde el tomacorriente al interruptor, a través de la bombilla y de vuelta al tomacorriente. Cuando se enciende el interruptor, la corriente fluirá hacia la bombilla. La corriente solo puede seguir un camino.

Congeladores y refrigeradores

Tanto los congeladores como los refrigeradores utilizan conexiones en serie. Los elementos en este circuito son el compresor y el interruptor de control de temperatura. Si la temperatura dentro del congelador o refrigerador se calienta demasiado, el interruptor de control de temperatura encenderá el compresor hasta que la temperatura baje. Una vez que se alcanza la temperatura correcta, el interruptor volverá a apagar el compresor.

Luces de navidad 

Otro ejemplo son las luces de navidad, donde el alimentador viene dado por el tomacorriente (fuente de poder), seguido por los conductores y pasando a través de las bombillas.

ESQUEMA Y DIAGRAMA:

Un Diagrama o Esquema Eléctrico es una representación gráfica de un circuito eléctrico. Donde se muestra los diferentes componentes del circuito de manera simple. Por ejemplo en la siguiente imagen se puede observar un diagrama de el circuito eléctrico en serie.

Si hay muchas bombillas en un circuito con una batería (celda), es muy probable que la luz sea más tenue porque muchas resistencias están actuando con el mismo voltaje de energía de la batería.

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¿COMO HACER UN CIRCUITO EN SERIE?

CIRCUITO EN PARALELO:

En un circuito paralelo, hay más de un resistor (bombilla, por ejemplo) y están conectados por muchos caminos. Esto significa que la electricidad (electrones) puede viajar desde un extremo de la batería a través de muchas ramas hasta el otro extremo de la batería. 

Otra definición es: Se llama circuito paralelo cuando dos o más componentes están conectados al mismo nodo y ambos lados de los componentes están conectados directamente a la batería o cualquier otra fuente. La corriente en un circuito eléctrico paralelo tiene dos o más caminos para fluir a través de él.

CARACTERÍSTICAS

• Lo mejor de los circuitos paralelos es que, incluso cuando un resistor (bombilla) se quema, las otras bombillas funcionarán porque la electricidad no fluye a través de un solo camino. Por ejemplo, piense en todas las bombillas de su hogar. Si una bombilla se quema, las otras bombillas de su habitación aún funcionarán.

• El Voltaje es el mismo en todos los componentes del circuito: Otra característica es que las bombillas en un circuito paralelo no se atenúan como en los circuitos en serie. Esto se debe a que el voltaje en una rama es el mismo que el voltaje en todas las demás ramas.

• La corriente no se ve afectada incluso cuando se agregan o eliminan más componentes (resistores) al circuito

• A cada uno de los caminos que sigue la corriente eléctrica se denomina “rama”.

• La Resistencia Total siempre va a ser menor que las resistencias individuales

ELEMENTOS:

-Generador: producen y mantienen la corriente eléctrica por el circuito. Son la fuente de energía. Hay 2 tipos de corrientes: corriente continua y alterna (pincha en el enlace subrayado si quieres saber más sobre c.c. y c.a.)

 Pilas y Baterías: son generadores de corriente continua (c.c.)

 Alternadores: son generadores de corriente alterna (c.a.)

 -Conductores : es por donde se mueve la corriente eléctrica de un elemento a otro del circuito. Son de cobre o aluminio, materiales buenos conductores de la electricidad, o lo que es lo mismo que ofrecen muy poca resistencia electrica a que pase la corriente por ellos. Hay muchos tipos de cables eléctricos diferentes, en el enlace puedes ver todos.

-Receptores: son los elementos que transforman la energía eléctrica que les llega en otro tipo de energía. Por ejemplo las bombillas transforma la energía eléctrica en luminosa o luz, los radiadores en calor, los motores en movimiento, etc.

- Elementos de mando o control: permiten dirigir o cortar a voluntad el paso de la corriente eléctrica dentro del circuito. Tenemos interruptores, pulsadores, conmutadores, etc.

 -Elementos de protección : protegen los circuitos y a las personas cuando hay peligro o la corriente es muy elevada y puede haber riesgo de quemar los elementos del circuito. Tenemos fusibles, magneto térmicos, diferenciales, etc.

 Para simplificar el dibujo de los circuitos eléctricos se utilizan esquemas con símbolos. Los símbolos representan los elementos del circuito de forma simplificada y fácil de dibujar.

VENTAJAS:
Los circuitos paralelos son el estándar para el cableado eléctrico del hogar, pero a veces olvidamos por qué. Aquí te mostramos cuatro ventajas que ayudan a hacernos la vida más fácil.

Componentes independientes:

 Cuando enciende un dispositivo, no necesariamente quiere encender todos los demás.

 Cuando se instala correctamente y de acuerdo con las Normas Eléctricas, los circuitos paralelos permiten que diferentes componentes tengan sus propios interruptores.

 Eso significa que puede encender o apagar sus dispositivos independientemente uno del otro.

Si un componente falla, los otros componentes tampoco funcionarán frente a una disposición de circuito paralelo que permite que la electricidad fluya a través de más de una ruta; si un componente falla, los otros no se verán afectados.

Piense en una bombilla en una cadena de luces navideñas: si una falla, las otras bombillas en el mismo circuito seguirán brillando mientras no haya sobrecarga.

VOLTAJE CONSTANTE:

Una de las ventajas de los circuitos en paralelo es que aseguran que todos los componentes del circuito tengan el mismo voltaje que la fuente. Por ejemplo, todas las bombillas en una cadena de luces tienen el mismo brillo.


Esto no es posible con un circuito en serie porque el voltaje cae a medida que agrega componentes adicionales, posiblemente causando daños a sus dispositivos y electrodomésticos.

PERMITE COMPONENTES ADICIONALES:

Por ejemplo, si desea iluminación adicional, puede agregar una tercera o cuarta bombilla, que puede encender o apagar independientemente de las otras bombillas en el mismo circuito.

En un circuito paralelo, tener componentes adicionales no aumenta la resistencia. La resistencia se puede reducir aún más al tener más ramas en un circuito paralelo.

Esto es muy importante cuando usa electrodomésticos que consumen mucha corriente, como lavadoras y aires acondicionados.

SIMPLE, SEGURO Y CONFIABLE:

Un diseño de circuito paralelo es fácil de diseñar para cualquier contratista eléctrico. Si el contratista cumple con los estándares y códigos aprobados por la industria, puede contar no solo con un circuito eléctrico confiable sino también para su hogar.

FORMULAS QUE SE UTILIZAN:

CALCULAR VOLTAJE LEY DE OHM:

Primero tenemos que tener en cuenta que el voltaje es igual en todos los componentes del circuito. 

Por lo tanto, en el circuito anterior, el voltaje en R1 es igual al voltaje en R2 que es igual al voltaje en R3 que es igual al voltaje de la batería. 

Esta igualdad de voltajes se puede representar en la siguiente ecuación:

VT = VR1 = VR2 = VR3 = 9V

CALCULAR CORRIENTE SEGUN LA LEY DE OHM:

Al igual que en el caso de los circuitos en serie, se aplica la misma advertencia para la Ley de Ohm: los valores de voltaje, corriente y resistencia deben estar en el mismo contexto para que los cálculos funcionen correctamente. Sin embargo, en el circuito de ejemplo anterior, podemos aplicar inmediatamente la Ley de Ohm a cada resistor para calcular su corriente porque conocemos el voltaje de cada resistor (9 voltios) y la resistencia de cada

En este punto, todavía no sabemos cuál es la corriente total o la resistencia total para este circuito paralelo, por lo que no podemos aplicar la Ley de Ohm en la columna derecha (“Total”). Sin embargo, si pensamos cuidadosamente sobre lo que está sucediendo, debería ser evidente que la corriente total debe ser igual a la suma de todas las corrientes de los resistores individuales:

A medida que la corriente total sale del terminal positivo (+) de la batería en el punto 1 y viaja a través del circuito, parte del flujo se separa en el punto 2 para pasar por R1, otros se divide en el punto 3 para pasar por R2, y el resto pasa por R3. Al igual que un río que se ramifica en varias corrientes más pequeñas, las tasas de flujo combinadas de todas las corrientes deben ser iguales a la tasa de flujo de todo el río.

Lo mismo ocurre cuando las corrientes a través de R1, R2 y R3 se unen para regresar al terminal negativo (-) de la batería hacia el punto 8: el flujo de corriente desde el punto 7 al punto 8 debe ser igual a la suma de las corrientes a través de R1, R2 y R3.

Entonces decimos que: la corriente total del circuito es igual a la suma de las corrientes de derivación individual. Con este principio, podemos completar el espacio de Corriente Total en nuestra tabla con la suma de IR1, IR2 e IR3:

Cómo calcular la resistencia total en circuitos paralelos 

Finalmente, aplicando la Ley de Ohm a la columna derecha (“Total”), podemos calcular la resistencia total del circuito:

La ecuación para la resistencia en circuitos paralelos                                                

Tenga en cuenta algo muy importante aquí. La resistencia total del circuito es de solo 625 Ω: menos que cualquiera de los resistores individuales. En el circuito en serie, donde la resistencia total era la suma de las resistencias individuales, el total debía ser mayor que cualquiera de los resistores individualmente

Aquí en el circuito paralelo, sin embargo, ocurre lo contrario: decimos que las resistencias individuales disminuyen en lugar de sumar para hacer el total. Este principio completa nuestra tríada de “reglas” para circuitos paralelos, así como se descubrió que los circuitos en serie tienen tres reglas para voltaje, corriente y resistencia.

Matemáticamente, la relación entre la resistencia total y las resistencias individuales en un circuito eléctrico en paralelo se ve así:

EJEMPLOS:

-El ejemplo más común de circuito paralelo es el cableado de los faros de un automóvil. En caso de que los faros del automóvil estuvieran en serie, si una de las luces fallara, la otra también se apagaría, lo que significa que se pierde el factor de seguridad.


-Un ejemplo de circuito paralelo es el sistema de cableado de una casa. Una sola fuente de energía eléctrica suministra todas las luces y electrodomésticos con el mismo voltaje. Si una de las luces se quema, la corriente aún puede fluir a través del resto de las luces y electrodomésticos. Sin embargo, si hay un cortocircuito, el voltaje cae a casi cero y todo el sistema se cae.

-Otros usos incluyen una compuerta lógica OR, donde dos interruptores están en un circuito paralelo: uno de los interruptores debe estar cerrado para que el circuito funcione. Si ambos lados están cerrados, el circuito no funcionará.

El hardware de la computadora u ordenador está diseñado utilizando circuitos paralelos

-La fuente de alimentación de CC en la industria automotriz utiliza circuitos paralelos.

ESQUEMA Y DIAGRAMA:

Si los componentes comparten dos nodos comunes, están en paralelo. Aquí hay un ejemplo de esquema de tres resistencias en paralelo con una batería:

Desde el terminal positivo de la batería, la corriente fluye a R1, R2 y R3. El nodo que conecta la batería a R1 también está conectado a los otros resistores. Los otros extremos de estos resistores se unen de manera similar y luego se vuelven a unir al terminal negativo de la batería. Hay tres caminos distintos que la corriente puede tomar antes de regresar a la batería, y se dice que los resistores asociados están en paralelo.

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¿COMO HACER UN CIRCUITO PARALELO?

CIRCUITO MIXTO:

Si los elementos del circuito están conectados en serie y otros en paralelo, sería un circuito eléctrico mixto. En otras palabras, esta es una combinación de circuitos en serie y en paralelo.

CARACTERÍSTICAS:

• Se caracteriza por estar compuesta por la combinación de circuitos en serie y paralelo.

•  El voltaje varia dependiendo de la caida de tensión entre cada nodo. 

• La intensidad de la corriente varía dependiendo de la conexión. 

• Existen dos formulas para calcular la resistencia total del circuito mixto.

Calculando el Voltaje utilizando la Ley de Ohm 

Ahora que se conoce la corriente en cada ubicación de resistencia individual, se puede usar la ecuación de la ley de Ohm (ΔV = I • R) para determinar la caída de voltaje en cada resistencia. Estos cálculos se muestran a continuación.

ΔV1 = I1 • R1 = (4 Amp) • (5 Ω)

V1 = 20 V 


ΔV2 = I2 • R2 = (2 Amp) • (8 Ω) 

V2 = 16 V

ΔV3 = I3 • R3 = (2 Amp) • (8 Ω)

 V3 = 16 V


ΔV4 = I4 • R4 = (4 Amp) • (6 Ω) 

V4 = 24 V

ESQUEMA Y DIAGRAMA:



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¿COMO HACER UN CIRCUITO MIXTO?

CONCLUSION:

en conclusion que un circuito eléctrico es un medio para poder realizar una circulación de electrones y que estos me desarrollen un trabajo.

Existen diversos tipos de circuitos eléctricos dependiendo de varios factores, como son tipo de corriente electrica, tipo de carga, tipo de conexión.

ademas estos sistemas los encontramos muy amenudo conviviendo con ellos el dia y a dia, sin darnos cuenta de ello.

cada tipo de sistema electrico cumple una funcion cada uno tendra sus ventajas dependiendo para la situacion que se requiera.

La importancia de los circuitos eléctricos es tal que en cualquier instalación por sencilla o compleja que sea los tendremos y son la base de toda instalación eléctrica ya sea domestica o industrial.