Cómo calcular una caída de voltaje a través de resistencias

Un simple circuito eléctrico contiene una fuente de Voltaje (una fuente de alimentación, como una batería, un generador o los cables de servicios públicos que ingresan a su edificio), un cable para llevar Actual en forma de electrones, y una fuente de electricidad resistencia. En realidad, estos circuitos rara vez son simples e incluyen una serie de puntos de ramificación y reagrupación.

• El voltaje (V) se mide en voltios (el símbolo también es V); la corriente (I) se mide en amperios o "amperios" (A); y la resistencia (R) se mide en ohmios (Ω).

A lo largo de los ramales, y en ocasiones a lo largo del tronco principal del circuito, se colocan elementos como electrodomésticos (lámparas, refrigeradores, televisores), cada uno de los cuales consume corriente para mantenerse en marcha. Pero, ¿qué sucede exactamente con el voltaje y la corriente dentro de un circuito eléctrico determinado desde el punto de vista de la física cuando se encuentra cada resistor y el voltaje "cae"?

Ley de Ohm establece que el flujo de corriente es el voltaje dividido por la resistencia. Esto se puede aplicar a un circuito como un todo, un conjunto aislado de ramas o a una sola resistencia, como verá. La forma más común de esta ley está escrita:

Los circuitos se pueden organizar de dos formas básicas.

Circuito en serie: Aquí, la corriente fluye completamente a lo largo de una ruta, a través de un solo cable. Cualesquiera que sean las resistencias que la corriente encuentre en el camino, simplemente se suman para dar la resistencia total del circuito en su conjunto:

R_S = R₁ + R₂ +... + R_norte (circuito en serie)

Circuito paralelo: En este caso, un cable primario se ramifica (mostrado como ángulos rectos) en dos o más cables, cada uno con su propia resistencia. En este caso, la resistencia total viene dada por:

1 / R_PAG = 1 / R₁ + 1 / R₂ +... + 1 / R_norte (circuito paralelo)

Si explora esta ecuación, encontrará que al sumar las resistencias de la misma magnitud, disminuye la resistencia del circuito como un todo. (Elegir 1 ohmio, o 1 Ω, facilita las matemáticas). Según la ley de Ohm, ¡esto en realidad aumenta la corriente!

Si esto parece contrario a la intuición, imagínese el flujo de automóviles en una autopista muy transitada atendida por una sola cabina de peaje que retrocede el tráfico por una milla, y luego imagina el mismo escenario con cuatro casetas de peaje más idénticas a las primero. Esto aumentará claramente el flujo de automóviles a pesar de que técnicamente agrega resistencia.

Si desea encontrar caídas de voltaje en resistencias individuales en una serie, proceda de la siguiente manera:

1. Calcule la resistencia total sumando los valores R individuales.
2. Calcule la corriente en el circuito, que es la misma en cada resistor ya que solo hay un cable en el circuito.
   
3. Calcule la caída de voltaje en cada resistor usando la ley de Ohm.

Ejemplo: una fuente de alimentación de 24 V y tres resistencias están conectadas en series con R₁= 4 Ω, R₂= 2 Ω y R₃ = 6 Ω. ¿Cuál es la caída de voltaje en cada resistor?
Primero, calcule la resistencia total: 4 + 2 + 6 = 12 Ω

A continuación, calcule la corriente: 24 V / 12 Ω = 2 A

Ahora, use la corriente para calcular la caída de voltaje en cada resistencia. Usando V = IR para cada uno, los valores de R₁, R₂ y R₃ son de 8 V, 4 V y 12 V.

Ejemplo: una fuente de alimentación de 24 V y tres resistencias están conectadas en paralelo con R₁= 4 Ω, R₂= 2 Ω y R₃ = 6 Ω, como antes. ¿Cuál es la caída de voltaje en cada resistor?

En este caso, la historia es más simple: independientemente del valor de la resistencia, la caída de voltaje en cada resistencia es la misma, lo que hace que la corriente sea la variable que difiere entre las resistencias en este caso. Esto significa que la caída de voltaje en cada uno es solo el voltaje total del circuito dividido por el número de resistencias en el circuito, o 24 V / 3 = 8 V.

Consulte los Recursos para ver un ejemplo de una instancia en la que puede usar una herramienta automática para calcular la caída de voltaje en una especie de disposición de circuito llamada divisor de voltaje.