•••Syed Hussain Ather
TL; DR (demasiado largo; No leí)
En el diagrama de circuito paralelo anterior, la caída de voltaje se puede encontrar sumando las resistencias de cada resistor y determinando qué voltaje resulta de la corriente en esta configuración. Estos ejemplos de circuitos paralelos ilustran los conceptos de corriente y voltaje en diferentes ramas.
En el diagrama de circuito paralelo, elVoltajela caída a través de una resistencia en un circuito paralelo es la misma en todas las resistencias en cada rama del circuito paralelo. El voltaje, expresado en voltios, mide la fuerza electromotriz o la diferencia de potencial que hace funcionar el circuito.
Cuando tienes un circuito con una cantidad conocida deActual, el flujo de carga eléctrica, puede calcular la caída de voltaje en diagramas de circuitos paralelos mediante:
- Determinar el combinadoresistenciau oposición al flujo de carga, de las resistencias en paralelo. Resumirlos como1 / Rtotal = 1 / R1 + 1 / R2... para cada resistencia. Para el circuito paralelo anterior, la resistencia total se puede encontrar como:
- 1 / Rtotal = 1/5 Ω + 1/6 Ω+ 1/10 Ω
- 1 / Rtotal = 6/30 Ω + 5/30 Ω + 3/30 Ω
- 1 / Rtotal = 14/30 Ω
- Rtotal = 30/14 Ω = 15/7 Ω
- 1 / Rtotal = 1/5 Ω + 1/6 Ω+ 1/10 Ω
- Multiplique la corriente por la resistencia total para obtener la caída de voltaje, de acuerdo conLey de Ohm V = IR. Esto es igual a la caída de voltaje en todo el circuito en paralelo y en cada resistencia del circuito en paralelo. Para este ejemplo, la caída de voltaje se daV = 5 A x 15/7 Ω = 75/7 V.
Este método de resolución de ecuaciones funciona porque la corriente que entra en cualquier punto de un circuito paralelo debe ser igual a la corriente que sale. Esto ocurre debido aLey actual de Kirchhoff, que establece que "la suma algebraica de corrientes en una red de conductores que se encuentran en un punto es cero". Una calculadora de circuito en paralelo haría uso de esta ley en las ramas de un circuito en paralelo.
Si comparamos la corriente que ingresa a las tres ramas del circuito en paralelo, debería ser igual a la corriente total que sale de las ramas. Dado que la caída de voltaje permanece constante en cada resistencia en paralelo, esta caída de voltaje, puede resuma la resistencia de cada resistor para obtener la resistencia total y determine el voltaje a partir de ese valor. Los ejemplos de circuitos paralelos muestran esto.
Caída de voltaje en el circuito en serie
•••Syed Hussain Ather
En un circuito en serie, por otro lado, puede calcular la caída de voltaje en cada resistencia sabiendo que, en un circuito en serie, la corriente es constante en todo momento. Eso significa que la caída de voltaje difiere en cada resistencia y depende de la resistencia de acuerdo con la Ley de OhmV = IR. En el ejemplo anterior, la caída de voltaje en cada resistencia es:
V_1 = R_1I = 3 \ times 3 = 9 \ text {V} \\ V_2 = R_2I = 10 \ times 3 = 30 \ text {V} \\ V_3 = R_3I = 5 \ times 3 = 15 \ text {V}
La suma de cada caída de voltaje debe ser igual al voltaje de la batería en el circuito en serie. Esto significa que nuestra batería tiene un voltaje de54 V.
Este método para resolver ecuaciones funciona porque las caídas de voltaje que entran en todas las resistencias dispuestas en serie deben sumar el voltaje total del circuito en serie. Esto ocurre debido aLey de voltaje de Kirchhoff, que establece que "la suma dirigida de las diferencias de potencial (voltajes) alrededor de cualquier circuito cerrado es cero". Eso significa que, en cualquier punto dado en un circuito en serie cerrado, las caídas de voltaje en cada resistencia deben sumar el voltaje total del circuito. Debido a que la corriente es constante en un circuito en serie, las caídas de voltaje deben diferir entre cada resistencia.
Paralelo vs. Circuitos en serie
En un circuito en paralelo, todos los componentes del circuito están conectados entre los mismos puntos del circuito. Esto les da su estructura de ramificación en la que la corriente se divide entre cada rama pero la caída de voltaje en cada rama sigue siendo la misma. La suma de cada resistencia da una resistencia total basada en el inverso de cada resistencia (1 / Rtotal = 1 / R1 + 1 / R2 ...para cada resistencia).
En un circuito en serie, por el contrario, solo hay una ruta para que fluya la corriente. Esto significa que la corriente permanece constante en todo momento y, en cambio, las caídas de voltaje difieren entre cada resistencia. La suma de cada resistencia da una resistencia total cuando se suma linealmente (Rtotal = R1 + R2 ...para cada resistencia).
Circuitos en serie-paralelo
Puede utilizar las dos leyes de Kirchhoff para cualquier punto o bucle de cualquier circuito y aplicarlas para determinar el voltaje y la corriente. Las leyes de Kirchhoff le brindan un método para determinar la corriente y el voltaje en situaciones en las que la naturaleza del circuito como serie y paralelo podría no ser tan sencilla.
En general, para los circuitos que tienen componentes tanto en serie como en paralelo, puede tratar las partes individuales del circuito como en serie o en paralelo y combinarlas en consecuencia.
Estos complicados circuitos serie-paralelo se pueden resolver de más de una forma. Tratar partes de ellos como paralelos o series es un método. Usar las leyes de Kirchhoff para determinar soluciones generalizadas que utilizan un sistema de ecuaciones es otro método. Una calculadora de circuitos en serie-paralelo tendría en cuenta la diferente naturaleza de los circuitos.
•••Syed Hussain Ather
En el ejemplo anterior, el punto de salida actual A debe ser igual al punto de salida actual A. Esto significa que puede escribir:
(1). I_1 = I_2 + I_3 \ text {o} I_1-I_2-I_3 = 0
Si trata el bucle superior como un circuito en serie cerrado y trata la caída de voltaje en cada resistencia utilizando la Ley de Ohm con la resistencia correspondiente, puede escribir:
(2). V_1-R_1I_1-R_2I_2 = 0
y, haciendo lo mismo para el bucle inferior, puede tratar cada caída de voltaje en la dirección de la corriente dependiendo de la corriente y la resistencia para escribir:
(3). V_1 + V_2 + R_3I_3-R_2I_2 = 0
Esto le da tres ecuaciones que se pueden resolver de varias formas. Puede reescribir cada una de las ecuaciones (1) - (3) de manera que el voltaje esté en un lado y la corriente y la resistencia en el otro. De esta manera, puede tratar las tres ecuaciones como dependientes de tres variables I1, I2 y yo3, con coeficientes de combinaciones de R1, R2 y R3.
\ begin {alineado} & (1). I_1-I_2-I_3 = 0 \\ & (2). R_1I_1 + R_2I_2 + 0 \ times I_3 = V_1 \\ & (3). 0 \ times I_1 + R_2I_2-R_3I_3 = V_1 + V_2 \ end {alineado}
Estas tres ecuaciones demuestran cómo el voltaje en cada punto del circuito depende de la corriente y la resistencia de alguna manera. Si recuerda las leyes de Kirchhoff, puede crear estas soluciones generalizadas para problemas de circuitos y usar la notación matricial para resolverlas. De esta manera, puede ingresar valores para dos cantidades (entre voltaje, corriente, resistencia) para resolver la tercera.