Circuitos en serie

Circuitos en serie
Características de un circuito en serie
Las características principales de un circuito en serie son:
1. Las resistencias se colocan una al lado de la otra.
2. La resistencia total es la suma de todas las resistencias del
circuito.
3. La corriente es la misma en todo el circuito.
4. El voltaje de la fuente se divide entre todas las resistencias del
circuito, dependiendo de su valor.
Vídeo tutorial: Circuitos en serie
Para conocer más sobre las características de un circuito en serie, te
invitamos a ver el siguiente vídeo:
Para ver el vídeo haz clic en el botón ► (Play). Debes estar conectado a Internet.
Enlace del vídeo: http://www.youtube.com/watch?v=ObARK0ciAiI
Análisis del circuito en serie
utilizando la ley de Ohm
Cada uno de los ejemplos que aparecen a continuación nos explican cómo utilizar la
ley de Ohm para el análisis de circuitos en serie.
Antes de ver los ejemplos, observa la pirámide que estudiamos en la unidad
anterior y que representa las 3 ecuaciones que se emplean en la ley de Ohm.
Análisis del circuito en serie utilizando la ley de Ohm:
Ejemplo 1
Encuentra la corriente en el siguiente circuito:
Análisis del circuito en serie utilizando la ley de Ohm:
Solución - Ejemplo 1
Ley de Ohm:
𝑽𝑺
𝑰𝒕 =
𝑹𝑻
𝑹𝑻 = 𝑹𝟏 + 𝑹𝟐 + 𝑹𝟑 + 𝑹𝟒 + 𝑹𝟓
𝑹𝑻 = 𝟏𝟎Ω + 𝟐𝟎Ω + 𝟏𝟎Ω + 20 Ω + 15 Ω
𝑹𝑻 = 𝟕𝟓Ω
𝑰𝒕 =
𝟏𝟓𝑽
𝟕𝟓Ω
= 0.2A = 200 mA
Análisis del circuito en serie utilizando la ley de Ohm:
Ejemplo 2
La corriente en el siguiente circuito es de 2 mA. ¿Cuál es el voltaje
de la fuente VS?
Análisis del circuito en serie utilizando la ley de Ohm:
Solución - Ejemplo 2
𝑹𝑻 = 𝑹𝟏 + 𝑹𝟐 + 𝑹𝟑 + 𝑹𝟒 + 𝑹𝟓
𝑹𝑻 = 𝟏𝟎𝐾Ω + 𝟐𝟎𝐾Ω + 𝟏𝟎𝐾Ω + 20KΩ + 15KΩ
𝑹𝑻 = 𝟕𝟓𝐾Ω
Ley de Ohm:
𝑽𝑺 = 𝑰𝑻 𝑹𝑻
𝑽𝑺 = 𝟐𝒎𝑨 𝟕𝟓 𝑲Ω = 𝟏𝟓𝟎 𝑽
Análisis del circuito en serie utilizando la ley de Ohm:
Ejemplo 3
Calcula la caída de voltaje en cada resistor en el siguiente circuito:
Ω
A
Análisis del circuito en serie utilizando la ley de Ohm:
Solución - Ejemplo 3
Ley de Ohm:
𝑽𝑿 = 𝑰𝑹𝑿
𝑽𝟏 = 𝟐𝒎𝑨 (𝟏𝐾Ω)
𝑽𝟏 = 𝟐𝑽
𝑽𝟒 = 𝟐𝒎𝑨 (𝟒. 𝟔𝐾Ω)
𝑽𝟒 = 𝟗. 𝟐𝑽
𝑽𝟐 = 𝟐𝒎𝑨 (𝟐𝐾Ω)
𝑽𝟐 = 𝟒𝑽
𝑽𝟓 = 𝟐𝒎𝑨 (𝟓. 𝟕𝐾Ω)
𝑽𝟓 = 𝟏𝟏. 𝟒𝑽
𝑽𝟑 = 𝟐𝒎𝑨 (𝟑. 𝟑𝐾Ω)
𝑽𝟑 = 𝟔. 𝟔𝑽
Análisis del circuito en serie utilizando la ley de Ohm:
Ejemplo 4
Calcula el valor de cada resistor en el siguiente circuito:
Análisis del circuito en serie utilizando la ley de Ohm:
Solución - Ejemplo 4
𝑽𝑿
Ley de Ohm: 𝑹𝑿 =
𝑰𝑻
𝑹𝟏 =
𝟐𝑽
𝟏𝒎𝑨
= 2KΩ
𝑹𝟐 =
𝟏𝑽
𝟏𝒎𝑨
= 2KΩ
𝑹𝟑 =
𝟑𝑽
𝟏𝒎𝑨
= 3KΩ
Ley de voltaje de Kirchhoff
La ley de voltaje de Kirchhoff nos dice que
la suma de todas las caídas de voltaje en
circuito en serie es igual al voltaje de
fuente:
𝑽𝑺 = 𝑽𝟏 + 𝑽𝟐 + 𝑽𝟑 + … + 𝑽𝒏
𝒏
Ley de voltaje de Kirchhoff
Determina el voltaje de la fuente:
𝑽𝑺 = 𝟓𝑽 + 𝟑𝑽 + 𝟐𝑽
𝑽𝑺 = 𝟏𝟎𝑽
Vídeo tutorial: Divisor de voltaje
Un circuito en serie se puede utilizar como un divisor de voltaje.
Para conocer cómo funciona te invitamos a ver el siguiente vídeo:
Para ver el vídeo haz clic en el botón ► (Play). Debes estar conectado a Internet.
Enlace del vídeo: http://www.youtube.com/watch?v=QQhqG6mItn4
Aplicación de la ley de Watt en los
circuitos en serie
La ley de Watt se puede utilizar para el análisis de un circuito en
serie.
Antes de ver los ejemplos, repasa la ecuación de la ley de Watt
que estudiamos en la unidad anterior.
Aplicación de la ley de Watt en los
circuitos en serie
P total es igual a la suma de cada potencia disipada por
cada resistencia en el circuito.
𝑷𝑻 = 𝑷𝟏 + 𝑷 𝟐 + 𝑷𝟑 + … + 𝑷𝒏
Los ejemplos que aparecen a continuación demostrarán
cómo analizar un circuito en serie utilizando la ley de
Watt.
Aplicación de la ley de Watt en los circuitos en serie:
Ejemplo 1
Determina la cantidad total de potencia en el circuito:
Aplicación de la ley de Watt en los circuitos en serie:
Solución – Ejemplo 1
𝑹𝑻 = 𝟏𝐾Ω + 𝟐𝐾Ω + 𝟑. 𝟑𝐾Ω + 𝟒. 𝟔𝐾Ω
𝑹𝑻 = 𝟏𝟎. 𝟗𝐾Ω
𝑽𝑺 𝟐
𝑷𝑻 =
𝑹𝑻
𝟏𝟎𝑽 𝟐
𝑷𝑻 =
= 𝟗. 𝟏𝟕𝒎𝑾
𝟏𝟎. 𝟗𝐾Ω
Aplicación de la ley de Watt en los circuitos en serie:
Ejemplo 2
Determina la potencia total en el circuito:
Aplicación de la ley de Watt en los circuitos en serie:
Solución – Ejemplo 2
𝑷𝑿 = 𝑰𝟐 𝑹𝑿
𝑷𝟏 = 𝟏𝒎𝑨
𝟐
𝟏𝑲Ω = 𝟏𝒎𝑾
𝑷𝟐 = 𝟏𝒎𝑨
𝟐
𝟐𝑲Ω = 𝟐𝒎𝑾
𝑷𝟑 = 𝟏𝒎𝑨
𝟐
𝟑𝑲Ω = 𝟑𝒎𝑾
𝑷𝑻 = 𝟏𝒎𝑾 + 𝟐𝒎𝑾 + 𝟑𝒎𝑾
𝑷𝑻 = 𝟔𝒎𝑾
Referencias
• Floyd, T. L. (2007). Principios de circuitos eléctricos.
Octava Edición, México: Pearson Educación.
• Canal de Adriana y Julio. (28 jun. 2012). Video tutorial de
circuitos en serie. [Vídeo]. Recuperado el 11 de febrero de
2014 de http://www.youtube.com/watch?v=ObARK0ciAiI
• EIEE7. (13 dic. 2011). Divisor de tensión. [Vídeo]. Recuperado
el 11 de febrero de 2014 de
http://www.youtube.com/watch?v=QQhqG6mItn4