¿Como resolver un circuito en serie?

A continuación te presentamos un problema para calcular y resolver un circuito en serie.

En el hotel “Pellier” se requiere saber el voltaje que recibe cada resistencia del circuito en serie instalado en su vestíbulo. A continuación, se muestra una tabla con los datos de las resistencias existentes en el circuito. Tenga en cuenta que el voltaje total es 80V.

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Diagrama correspondiente al vestíbulo del hotel "Pellier"

Para lograr un mejor entendimiento hemos optado por presentarte un algoritmo con los pasos para calcular el voltaje de cada elemento del circuito serie:

1. Inicio
2. Pedir valor de voltaje y guardar en V
3. Pedir valor de la resistencia 1 y guardar como R1
4. Pedir valor de la resistencia 2 y guardar como R2
5. Pedir valor de la resistencia 3 y guardar como R3
6. Pedir valor de la resistencia 4 y guardar como R4
7. Pedir valor de la resistencia 5 y guardar como R5
8. Pedir valor de la resistencia 6 y guardar como R6
9. Pedir valor de la resistencia 7 y guardar como R7
10. Pedir valor de la resistencia 8 y guardar como R8
11. Calcular REQ = R1 + R2 + R3 + R4 + R5 + R6 + R7 + R8
12. Realizar It= V/REQ
13. Calcular V1 = It * R1
14. Calcular V2 = It * R2
15. Calcular V3 = It * R3
16. Calcular V4 = It * R4
17. Calcular V5 = It * R5
18. Calcular V6 = It * R6
19. Calcular V7 = It * R7
20. Calcular V8 = It * R8
21. Imprimir REQ, V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8 “Volts”
22. Fin

Ahora bien, esta es la comprobación de algoritmo, compara tus resultados.

1. Inicio
2. Voltaje = 80V
3. R1 = 50Ω
4. R2 = 70 Ω
5. R3 = 90 Ω
6. R4 = 110 Ω
7. R5 = 130 Ω
8. R6 = 150 Ω
9. R7 = 170 Ω
10. R8 = 190 Ω
11. Calcular REQ = 50 + 70 + 90 + 110 + 130 + 150 + 170 + 190 = 960 Ω
12. Realizar IT = 80/960 = 0.833
13. V1 = 0.833 * 50 = 4.165
14. V2 = 0.833 * 70 = 5.831
15. V3 = 0.833 * 90 = 7.47
16. V4 = 0.833 * 110 = 9.163
17. V5 = 0.833 * 130 = 10.829
18. V6 = 0.833 * 150 = 12.495
19. V7 = 0.833 * 170 = 14.161
20. V8 = 0.833 * 190 = 15.827
21. Imprimir

V1 = 4.165 “Volts”

V2 = 5.831 “Volts”

V3 = 7.47 “Volts”

V4 = 9.163 “Volts”

V5 = 10.829 “Volts”

V6 = 12.495 “Volts”

V7 = 14.161 “Volts”

V8 = 15.827 “Volts”

    22. Fin  

Circuito en serie

Es un circuito donde solo existe un camino para la corriente, desde la fuente suministradora de energía a través de todos los elementos del circuito, hasta regresar nuevamente a la fuente. Esto indica que la misma corriente fluye a través de todos los elementos del circuito, o que en cualquier punto del circuito la corriente es igual.

Diagrama sencillo de un circuito en serie

Elementos de un circuito en serie

•  Una fuente de poder que suministre energía eléctrica.
• Un material metálico que permita la circulación de la corriente eléctrica, desde la fuente hasta el elemento receptor.
• Un receptor, que absorbe la energía eléctrica y la convierte en energía.

Características 

•  La intensidad de corriente que recorre el circuito es la misma en todos los componentes.
•  La suma de las caídas de tensión es igual a la tensión aplicada. Por ejemplo si se encuentran conectados en serie tres resistencias iguales, el voltaje para cada una es un tercio del voltaje total.
•  La resistencia equivalente del circuito es la suma de las resistencias que lo componen.
• La resistencia equivalente es mayor que la mayor de las resistencias del circuito.

¿Cuáles son las desventajas de este circuito?

La principal desventaja de este circuito radica en que si se rompe algún elemento de los que conforman el circuito, o hay algún falso contacto, se interrumpe la circulación de la corriente eléctrica y el circuito se abrirá.

Conceptos Básicos

Corriente Eléctrica ( Intensidad).

La corriente eléctrica o intensidad se define como el flujo de carga a través de un conductor eléctrico por unidad de tiempo. Su unidad de medida es el Amperio (A), el cual equivale a la relación de Culombios por segundo y se representa regularmente con la letra “i”. En otras palabras, la corriente eléctrica es la circulación de cargas eléctricas a través de un circuito cerrado generadas por una fuente de energía.

Voltaje o Tensión

La tensión o diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito se define como el trabajo necesario para mover una carga unitaria entre dichos puntos. Su unidad de medida es el Voltio (V).

Carga eléctrica

La carga eléctrica es una propiedad física intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante fuerzas de atracción y repulsión entre ellas por la mediación de campos electromagnéticos. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos, siendo a su vez, generadora de ellos.

Interruptor:

es un dispositivo que permite desviar o interrumpir el curso de una corriente eléctrica

Voltio:

El voltio, o volt, por símbolo V, es la unidad derivada del Sistema Internacional para el potencial eléctrico. Recibe su nombre en honor a Alessandro Volta.

Resistencia

Es la propiedad que posee un material para oponerse al paso de electrones a través de él. La resistencia de cualquier material se debe en principio a cuatro factores:

·         Capacidad para que los electrones libres se muevan

·         Área de sección transversal   

·         Longitud

·         Temperatura del material

Potencia eléctrica

Es la razón de conversión de la energía eléctrica en otras formas de energía. Es igual al producto de la corriente por el voltaje. Su unidad de medida son los watts.

Amperímetro

Instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente que fluye a través de un circuito eléctrico. El amperímetro siempre se conecta en serie con los otros elementos del circuito.

Corriente alterna (CA)

Corriente eléctrica que invierte su dirección de forma repetida; las cargas eléctricas vibran alrededor de puntos relativamente fijos.   Las plantas de electricidad producen corriente alterna y es la que se emplea en las casas. La corriente alterna permite trasmitir energía a grandes distancias con alto voltaje y bajo costo.

Corriente directa (CD)

Corriente eléctrica que fluye solamente en una dirección. Los aparatos con baterías producen este tipo de corriente. En este tipo de corriente, los electrones se mueven de la terminal negativa de la pila a la terminal positiva, siempre moviéndose a lo largo del circuito.

Voltímetro

Instrumento que sirve para medir el voltaje (la diferencia de potencial) entre dos extremos de un elemento en un circuito eléctrico.

¿Qué es un circuito eléctrico?

Un circuito eléctrico es una interconexión de elementos eléctricos unidos entre sí, de tal forma, que pueda fluir una corriente eléctrica a través de ellos.  Las cargas eléctrica que constituyen una corriente eléctrica pasan de un punto que tiene mayor potencial eléctrico a otro que tiene un potencial inferior. Para mantener permanentemente esa diferencia de potencial, llamada también voltaje o tensión entre los extremos de un conductor, se necesita un dispositivo llamado generador (pilas, baterías, dinamos, alternadores) que tome las cargas que llegan a un extremo y las impulse hasta el otro. El flujo de cargas eléctricas por un conductor constituye una corriente eléctrica.

Para que a través de un circuito eléctrico pueda fluir corriente, se debe tener en cuenta que al menos uno de los elementos que hacen parte del circuito debe ser una fuente de energía, la cual suministrará a los demás elementos la energía necesaria para su funcionamiento; ésta fuente podrá ser de Voltaje o de Corriente. Adicionalmente, los elementos que se encuentran interconectados deberán describir trayectorias cerradas lo cual garantizará el flujo constante de electrones a través de ellos.

Uno de los temas que debemos conocer a la perfección si hablamos de circuitos eléctricos es la Ley de Ohm donde se establece que la intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo”.Se puede expresar matemáticamente en la siguiente fórmula o ecuación:

Donde tenemos que:

• I = Intensidad en  amperios  (A)
• V = Diferencia de potencial en  voltios  (V)
• R = Resistencia en  ohmios  (Ω).