Asignaturas:
- Circuitos en serie y paralelo en general.
- Conexión en serie en la práctica.
- Conexión en serie: calcular la resistencia de reemplazo
- Conexión en serie: calcular corriente y voltaje parcial
- Conexión en paralelo: calcular la resistencia de reemplazo
- Conexión en paralelo: calcular corrientes parciales
- circuito combinado
- Ejercicio en circuito combinado
Circuitos en serie y paralelo en general:
En esta página analizamos los circuitos en serie, los circuitos en paralelo y los circuitos combinados que se utilizan en la tecnología automotriz. El conocimiento de la electronica basica se requiere para esto.
Conexión en serie:
El siguiente circuito muestra un circuito con una batería de 12 voltios, un fusible (F), interruptor cerrado (S) y dos lámparas (L1 y L2). El cable negativo de la lámpara L1 está conectado al cable positivo de la lámpara L2. A esto lo llamamos conexión en serie.
La corriente a través de ambas lámparas es la misma. La tensión se distribuye. Debido a que en el ejemplo se usaron dos lámparas con la misma potencia, el voltaje de la batería de 12 voltios se divide en 6 voltios por lámpara. Por este motivo, en la técnica del automóvil las lámparas no se colocan en serie. Además, si se produce una lámpara defectuosa, todo el circuito se interrumpirá, lo que provocará que la otra lámpara ya no funcione.
Coneccion paralela:
En la tecnología del automóvil casi siempre trabajamos con circuitos paralelos. El siguiente circuito muestra el circuito en el que las lámparas L1 y L2 tienen sus propios cables positivo y de tierra. El voltaje en cada consumidor es igual al voltaje de la batería; Esto se puede ver en la medición de voltios. En este ejemplo se utilizan las mismas lámparas que en la conexión en serie; Sin embargo, aquí brillan más porque las lámparas ahora reciben más voltaje y corriente.
Otra propiedad de un circuito en paralelo es que si una lámpara está defectuosa, no afecta el funcionamiento de la otra lámpara.
Conexión en serie en la práctica:
Como se describió en el párrafo anterior, en la tecnología automotriz casi siempre tratamos con consumidores conectados en paralelo. Después de todo, queremos tanta tensión y corriente como sea posible para permitir que los consumidores funcionen, y el menor riesgo posible de interrupciones si uno de los consumidores falla.
En la práctica nos encontramos con consumidores que se colocan en serie para realizar su tarea. Tomemos como ejemplo el motor del ventilador/calefactor interior. Para regular la velocidad del ventilador se coloca una resistencia en serie en la conexión a tierra entre el motor eléctrico y el punto de tierra. También lo llamamos resistencia en serie.
Al colocar una o más resistencias en serie, la pérdida aumenta y el voltaje en el motor eléctrico disminuye.
Lea más sobre esto en la página: Resistencia en serie del ventilador del habitáculo.
También puede haber una conexión en serie no deseada; por ejemplo, una resistencia de transición en una conexión positiva o a tierra que produce una pérdida de voltaje (consulte la página “medir con el multímetro").
Conexión en serie: calcular la resistencia de reemplazo:
Cada consumidor eléctrico tiene uno interno. weerstand. Una resistencia alta da como resultado una corriente baja; en otras palabras: la resistencia determina la intensidad actual. El voltaje suministrado es igual al voltaje de la fuente (Ub o el voltaje de la batería).
En el ejemplo, los consumidores (R1 y R2) están conectados en serie. El negativo de R1 está conectado al positivo de R2. La corriente a través de las resistencias es igual. Para calcular la corriente y, en última instancia, los voltajes parciales utilizando la ley de Ohm, podemos comenzar calculando la resistencia de reemplazo. Los valores de resistencia son los siguientes:
- R1 = 15 Ω
- R2 = 10 Ω
Para calcular la resistencia de reemplazo, reemplazamos las resistencias R1 y R2 en el diagrama con Rv.
En un circuito en serie podemos sumar los valores de resistencia. La fórmula y el efecto se muestran a continuación.
El resultado del cálculo nos muestra que la resistencia de sustitución es de 25 Ohm. En los siguientes ejemplos podemos seguir calculando con el Rv.
Conexión en serie: calcular corriente y voltajes parciales:
En esta sección calculamos la corriente total y los voltajes parciales a través de las resistencias R1 y R2. Para empezar, necesitamos una fuente de voltaje (Ub). En este ejemplo de cálculo, este voltaje es de 14 voltios.
Con una tensión de fuente (Ub) y una resistencia de reemplazo (Rv) conocidas podemos calcular la corriente total (I). Determinamos el yo con el Ley de Ohm:
La corriente en un circuito en serie es la misma a través de cada resistencia. La flecha verde en la figura indica la dirección del flujo. La corriente es de 560 miliamperios.
Ahora que conocemos la corriente, podemos calcular los voltajes parciales. Usamos esto para determinar cuánto voltaje "consume" cada resistencia.
- El voltaje (U) a través de la resistencia R1 se denomina: UR1. Usando la Ley de Ohm multiplicamos la intensidad de la corriente por el valor de la resistencia. El voltaje a través de la resistencia es de 8,4 voltios.
- Calculamos UR2 con la misma corriente, pero ahora con el valor de resistencia de R2; este voltaje es de 5,6 voltios.
Para comprobarlo, puede sumar los voltajes parciales y compararlos con el voltaje de la fuente. Sumamos UR1 y UR2: esto es 14 voltios. Esto es igual al voltaje de la fuente. Si llega a una respuesta diferente, puede deberse a una pequeña desviación debido al redondeo intermedio o a un error en el cálculo.
Conexión en paralelo: calcular la resistencia de reemplazo:
En este ejemplo, R1 y R2 están conectados en paralelo. Ahora el menos de un consumidor ya no está relacionado con el plus del otro. El voltaje a través de las resistencias ahora es igual al voltaje de la batería. La corriente se distribuye entre las resistencias. Con valores de resistencia iguales, la corriente total (I total, abreviada como It) se divide por dos. Para calcularlo, primero debemos determinar la resistencia de reposición. Una vez más reemplazamos R1 y R2 con una resistencia, llamada Rv. Entonces obtenemos la misma situación que en el ejemplo con la conexión en serie. Los valores de resistencia son:
- R1 = 10 Ω
- R2 = 20 Ω
En un circuito en paralelo no podemos sumar los valores de resistencia. La fórmula general es:
Introducimos los valores de resistencia de R1 y R2:
Camino 1: Calculamos el resultado de una décima y una vigésima y sumamos los valores.
Camino 2: Otra forma es calcular la resistencia de reposición en forma de fracción. Nuevamente ingresamos los valores de R1 y R2 en la ecuación. Debajo de las líneas divisorias (los denominadores) hay números desiguales; No podemos sumar los denominadores. Por lo tanto, primero los ponemos epónimos. En este ejemplo es fácil: una décima cabe en una vigésima dos veces, así que multiplicamos una décima entera por 2. Luego obtenemos dos vigésimas. En proporción, eso equivale a una décima parte. Con los mismos denominadores podemos sumar la fracción: esto da como resultado tres vigésimos. Para calcular la resistencia de reposición debemos invertir la fracción: 1/RV se convierte en RV/1 (luego podemos tachar /1) y tres vigésimas partes se convierten en 20 dividido por 3. El resultado de 6,67 Ohm es igual al resultado de la vía 1 .
Conexión en paralelo: calcular corrientes parciales:
Podemos calcular la corriente total (It) dividiendo Ub y Rv entre sí:
El actual Itotaal se dividirá en I1 e I2. Por R1 fluye una corriente diferente que por R2. En el cruce las corrientes parciales se vuelven a juntar y regresan al negativo de la batería.
En una conexión en paralelo, el voltaje en cada consumidor es igual al voltaje de la fuente:
Introducimos el mismo valor que el voltaje de la batería en las fórmulas para UR1 y UR2: en este caso 14 voltios. Dividimos el voltaje por los valores de resistencia y obtenemos las corrientes parciales. Una corriente de 1 amperios fluye por la resistencia R1,4 y 2 miliamperios por R700.
Cuando sumamos las dos corrientes parciales, obtenemos la corriente total de 2,1 amperios.
Circuito combinado:
Con un circuito combinado estamos ante un circuito en serie y en paralelo en un solo circuito. En la figura vemos que la resistencia R1 está en serie con las resistencias R2 y R3 conectadas en paralelo. En la práctica, podríamos encontrarnos con esto con un cable positivo defectuoso a dos lámparas: R1 en ese caso es la resistencia de transición, R2 y R3 son las lámparas.
Calcularemos las corrientes y tensiones en base a los siguientes datos:
- Ub = 12 voltios;
- R1 = 0,5 Ω
- R2 = 15 Ω
- R3 = 15 Ω
En un circuito paralelo sabemos que el voltaje a través de las resistencias es igual al voltaje de la fuente. Como ahora se trata de un circuito combinado, esto ya no se aplica; parte es ocupada por R1. Sin embargo, los voltajes en R2 y R3 son iguales.
Para mayor claridad, dividimos los cálculos en 5 pasos.
1. Determine Rv de la conexión en paralelo:
Reemplazamos R2 y R3 con Rv y calculamos Rv en forma de fracción por conveniencia.
Ahora hay una conexión en serie: R1 obviamente sigue siendo 0,5 Ω y Rv ahora es 7,5 Ω
2. Determine Rv de la conexión en serie:
En el paso 1 se determinó la resistencia de reemplazo de R2 y R3. La resistencia de reemplazo estaba en serie con la resistencia R1.
En este paso sumamos los valores de resistencia de R1 y Rv para calcular nuevamente la resistencia de reemplazo, pero ahora la del circuito en serie. A esta resistencia de reemplazo la llamamos: Rv' (con tilde) porque es una “segunda” Rv en el circuito.
3. Calcula el total:
La corriente total es de 1,5 A y fluye a través de la resistencia R1 y la resistencia de reemplazo Rv'.
4. Calcule los voltajes parciales:
Reconstruimos el esquema paso a paso; Ponemos R1 y Rv en serie para calcular los voltajes parciales UR1 y URv con los valores totales de corriente y resistencia.
Para comprobar: las tensiones parciales sumadas corresponden a la tensión de la fuente: (UR1 + URv = Ub) por lo que hasta el momento no se han cometido errores de cálculo.
5. Calcular flujos:
Estamos completando el cronograma nuevamente. En el paso 4 determinamos que el voltaje a través de la resistencia R1 es de 0,75 voltios. El voltaje a través de la resistencia de reemplazo Rv es de 11,25 voltios. Debido a que en un circuito paralelo el voltaje entre los consumidores es el mismo, sabemos que el voltaje entre R2 y R3 es de 11,25 voltios.
Los resultados de los cálculos muestran que la corriente total fluye a través de R1 y luego se distribuye entre R2 y R3. Con valores de resistencia desiguales, estas corrientes difieren entre sí.
Ejercicio en circuito combinado:
En esta sección podrás practicar tú mismo el cálculo del circuito combinado. Para ponértelo más fácil puedes seguir los pasos del 1 al 5 del párrafo anterior. Amplíe el plan paso a paso con el paso 6 para calcular los voltajes parciales de R4 y R5.
Dato:
- Ub = 10 voltios
- R1 = 1 Ω
- R2 = 10 Ω
- R3 = 4 Ω
- R4 = 5 Ω
- R5 = 15 Ω
Gevraagd:
- Todas las tensiones parciales (UR1 a UR5)
- Todas las subsecuencias.
