Los circuitos en serie conectan resistencias de modo que la corriente, medida por amplitud o amperaje, siga una ruta en el circuito y permanezca constante en todo momento. La corriente fluye en la dirección opuesta de los electrones a través de cada resistencia, lo que impide el flujo. de electrones, uno tras otro en una sola dirección desde el extremo positivo de la batería hasta el negativo. No hay ramas o caminos externos por los que pueda viajar la corriente, como lo haría en un circuito paralelo.
Ejemplos de circuitos en serie
Los circuitos en serie son comunes en la vida cotidiana. Los ejemplos incluyen algunos tipos de luces navideñas o navideñas. Otro ejemplo común es un interruptor de luz. Además, las computadoras, televisores y otros dispositivos electrónicos domésticos funcionan a través del concepto de circuito en serie.
Consejos
En un circuito en serie, el amperaje o amplitud de la corriente permanece constante y se puede calcular utilizando la ley de Ohm.V = I / Rmientras que el voltaje cae en cada resistencia que se puede sumar para obtener la resistencia total. Por el contrario, en un circuito paralelo, la amplitud de una corriente cambia a través de las resistencias de ramificación mientras que el voltaje permanece constante.
Amperaje (o amperios) en un circuito en serie
Puede calcular la amplitud, en amperios o amperios dada por la variable A, del circuito en serie sumando la resistencia en cada resistencia en el circuito comoRy resumiendo las caídas de voltaje comoV, luego despejando I en la ecuaciónV = I / Ren el cualVes el voltaje de la batería en voltios,Ies actual, yRes la resistencia total de las resistencias en ohmios (Ω). La caída de voltaje debe ser igual al voltaje de la batería en un circuito en serie.
La ecuacionV = I / R, conocida como Ley de Ohm, también es válida en cada resistencia del circuito. El flujo de corriente a lo largo de un circuito en serie es constante, lo que significa que es el mismo en cada resistencia. Puede calcular la caída de voltaje en cada resistor usando la Ley de Ohm. En serie, el voltaje de las baterías aumenta, lo que significa que duran menos tiempo que si estuvieran en paralelo.
Fórmula y diagrama de circuito en serie
•••Syed Hussain Ather
En el circuito anterior, cada resistencia (indicada por líneas en zig-zag) está conectada a la fuente de voltaje, la batería (indicada por + y - que rodean las líneas desconectadas), en serie. La corriente fluye en una dirección y permanece constante en cada parte del circuito.
Si sumas cada resistencia, obtendrás una resistencia total de 18 Ω (ohmios, donde ohmios es la medida de resistencia). Esto significa que puede calcular la corriente usandoV = I / Ren el cualRes 18 Ω yVes de 9 V para obtener una corriente I de 162 A (amperios).
Condensadores e inductores
En un circuito en serie, puede conectar un condensador con una capacitanciaCy déjelo cargar con el tiempo. En esta situación, la corriente a través del circuito se mide como
I = \ frac {V} {R} e ^ {- t / (RC)}
en el cualVestá en voltios,Restá en ohmios,Cestá en faradios,tes el tiempo en segundos, yIestá en amperios. Aquímise refiere a la constante de Eulermi.
La capacitancia total de un circuito en serie está dada por
\ frac {1} {C_ {total}} = \ frac {1} {C_1} + \ frac {1} {C_2} + ...
en el que cada uno de los inversos de cada condensador individual se suma en el lado derecho (1 / C1, 1 / C2, etc.). En otras palabras, la inversa de la capacitancia total es la suma de las inversas individuales de cada condensador. A medida que aumenta el tiempo, la carga en el condensador se acumula y la corriente se ralentiza y se acerca, pero nunca llega completamente a cero.
Del mismo modo, puede usar un inductor para medir la corriente
I = \ frac {V} {R} e ^ {- tR / L}
en el que la inductancia total L es la suma de los valores de inductancia de los inductores individuales, medidos en Henries. Cuando un circuito en serie acumula carga a medida que fluye la corriente, el inductor, una bobina de alambre que generalmente rodea un núcleo magnético, genera un campo magnético en respuesta al flujo de corriente. Se pueden utilizar en filtros y osciladores,
Serie vs. Circuitos paralelos
Cuando se trata de circuitos en paralelo, en los que la corriente se ramifica a través de diferentes partes de los circuitos, los cálculos están "volteados". En lugar de determinar la resistencia total como la suma de las resistencias individuales, se da la resistencia total por
\ frac {1} {R_ {total}} = \ frac {1} {R_1} + \ frac {1} {R_2} + ...
(la misma forma de calcular la capacitancia total de un circuito en serie).
El voltaje, no la corriente, es constante en todo el circuito. La corriente total del circuito en paralelo es igual a la suma de la corriente en cada rama. Puede calcular tanto la corriente como el voltaje usando la ley de Ohm (V = I / R).
•••Syed Hussain Ather
En el circuito paralelo anterior, la resistencia total vendría dada por los siguientes cuatro pasos:
- 1 / Rtotal= 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3
- 1 / Rtotal = 1/1 Ω + 1/4 Ω + 1/5 Ω
- 1 / Rtotal = 20/20 Ω + 5/20 Ω + 4/20 Ω
- 1 / Rtotal = 29/20 Ω
- Rtotal = 20/29 Ω o aproximadamente 0,69 Ω
En el cálculo anterior, tenga en cuenta que solo puede llegar al paso 5 desde el paso 4 cuando solo hay un término en el lado izquierdo (1 / Rtotal ) y solo un término en el lado derecho (29/20 Ω).
Asimismo, la capacitancia total en un circuito paralelo es simplemente la suma de cada capacitor individual, y la inductancia total también está dada por una relación inversa (1 / Ltotal = 1 / L1 + 1 / L2 + … ).
Corriente continua vs. Corriente alterna
En los circuitos, la corriente puede fluir constantemente, como es el caso de una corriente continua (CC), o fluctuar en un patrón ondulado, en los circuitos de corriente alterna (CA). En un circuito de CA, la corriente cambia entre una dirección positiva y negativa en el circuito.
El físico británico Michael Faraday demostró el poder de las corrientes de CC con el generador eléctrico dinamo en 1832, pero no podía transmitir su poder a largas distancias y los voltajes de CC requerían complicados circuitos.
Cuando el físico serbio-estadounidense Nikola Tesla creó un motor de inducción con corriente alterna en 1887, demostró con qué facilidad transmitido a largas distancias y podría convertirse entre valores altos y bajos utilizando transformadores, un dispositivo utilizado para cambiar Voltaje. Muy pronto, alrededor del cambio de siglo, los hogares en todo Estados Unidos comenzaron a descontinuar la corriente CC en favor de la CA.
Hoy en día, los dispositivos electrónicos utilizan tanto CA como CC cuando es apropiado. Las corrientes de CC se utilizan con semiconductores para dispositivos más pequeños que solo necesitan encenderse y apagarse, como computadoras portátiles y teléfonos celulares. El voltaje de CA se transporta a través de cables largos antes de convertirse en CC utilizando un rectificador o diodo para alimentar estos aparatos como bombillas y baterías.