Os circuitos em série conectam resistores de forma que a corrente, medida por amplitude ou amperagem, siga um caminho no circuito e permaneça constante durante todo o processo. A corrente flui na direção oposta dos elétrons através de cada resistor, o que impede o fluxo de elétrons, um após o outro em uma única direção da extremidade positiva da bateria para o negativo. Não há ramificações ou caminhos externos pelos quais a corrente possa viajar, como ocorreria em um circuito paralelo.
Exemplos de circuitos em série
Os circuitos em série são comuns na vida cotidiana. Os exemplos incluem alguns tipos de luzes de Natal ou feriados. Outro exemplo comum é um interruptor de luz. Além disso, computadores, televisores e outros dispositivos eletrônicos domésticos funcionam por meio do conceito de um circuito em série.
Pontas
Em um circuito em série, a amperagem ou amplitude da corrente permanece constante e pode ser calculada usando a lei de OhmV = I / Renquanto a tensão cai em cada resistor que pode ser somada para obter a resistência total. Em contraste, em um circuito paralelo, a amplitude de uma corrente muda através dos resistores de ramificação enquanto a voltagem permanece constante.
Amperagem (ou Amps) em um circuito em série
Você pode calcular a amplitude, em amperes ou amperes dada pela variável A, do circuito em série somando a resistência em cada resistor no circuito comoRe resumindo as quedas de tensão à medida queV, então resolvendo para I na equaçãoV = I / Rno qualVé a voltagem da bateria em volts,eué atual, eRé a resistência total dos resistores em ohms (Ω). A queda de tensão deve ser igual à tensão da bateria em um circuito em série.
A equaçãoV = I / R, conhecida como Lei de Ohm, também é válida para cada resistor do circuito. O fluxo de corrente em um circuito em série é constante, o que significa que é o mesmo em cada resistor. Você pode calcular a queda de tensão em cada resistor usando a Lei de Ohms. Em série, a tensão das baterias aumenta, o que significa que duram menos tempo do que se estivessem em paralelo.
Diagrama de circuito em série e fórmula
•••Syed Hussain Ather
No circuito acima, cada resistor (denotado por linhas em zigue-zague) é conectado à fonte de tensão, a bateria (denotada por + e - em torno das linhas desconectadas), em série. A corrente flui em uma direção e permanece constante em cada parte do circuito.
Se você somasse cada resistor, obteria uma resistência total de 18 Ω (ohms, onde ohm é a medida da resistência). Isso significa que você pode calcular a corrente usandoV = I / Rno qualRé 18 Ω eVé 9 V para obter uma corrente I de 162 A (amperes).
Capacitores e indutores
Em um circuito em série, você pode conectar um capacitor com uma capacitânciaCe deixe-o carregar com o tempo. Nesta situação, a corrente em todo o circuito é medida como
I = \ frac {V} {R} e ^ {- t / (RC)}
no qualVestá em volts,Restá em ohms,Cé em Farads,té o tempo em segundos, eeuestá em amperes. Aquierefere-se à constante de Eulere.
A capacitância total de um circuito em série é dada por
\ frac {1} {C_ {total}} = \ frac {1} {C_1} + \ frac {1} {C_2} + ...
em que cada inverso de cada capacitor individual é somado no lado direito (1 / C1, 1 / C2, etc.). Em outras palavras, o inverso da capacitância total é a soma dos inversos individuais de cada capacitor. Conforme o tempo aumenta, a carga no capacitor aumenta e a corrente diminui e se aproxima, mas nunca atinge totalmente, zero.
Da mesma forma, você pode usar um indutor para medir a corrente
I = \ frac {V} {R} e ^ {- tR / L}
em que a indutância total L é a soma dos valores de indutância dos indutores individuais, medidos em Henries. Quando um circuito em série cria carga conforme a corrente flui, o indutor, uma bobina de fio que geralmente envolve um núcleo magnético, gera um campo magnético em resposta ao fluxo da corrente. Eles podem ser usados em filtros e osciladores,
Série vs. Circuitos Paralelos
Ao lidar com circuitos em paralelo, em que a corrente se ramifica por diferentes partes dos circuitos, os cálculos são "invertidos". Em vez de determinar a resistência total como a soma das resistências individuais, a resistência total é dada de
\ frac {1} {R_ {total}} = \ frac {1} {R_1} + \ frac {1} {R_2} + ...
(a mesma maneira de calcular a capacitância total de um circuito em série).
A tensão, não a corrente, é constante em todo o circuito. A corrente total do circuito paralelo é igual à soma da corrente em cada ramal. Você pode calcular a corrente e a tensão usando a Lei de Ohm (V = I / R).
•••Syed Hussain Ather
No circuito paralelo acima, a resistência total seria dada pelas quatro etapas a seguir:
- 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 ou cerca de 0,69 Ω
No cálculo acima, observe que você só pode alcançar a etapa 5 da etapa 4 quando houver apenas um termo no lado esquerdo (1 / Rtotal ) e apenas um termo do lado direito (29/20 Ω).
Da mesma forma, a capacitância total em um circuito paralelo é simplesmente a soma de cada capacitor individual, e a indutância total também é dada por uma relação inversa (1 / Ltotal = 1 / L1 + 1 / L2 + … ).
Corrente direta vs. Corrente alternada
Em circuitos, a corrente pode fluir constantemente, como é o caso em uma corrente contínua (DC), ou flutuar em um padrão de onda, em circuitos de corrente alternada (AC). Em um circuito CA, a corrente muda entre uma direção positiva e negativa no circuito.
O físico britânico Michael Faraday demonstrou a potência das correntes DC com o gerador elétrico dínamo em 1832, mas ele não podia transmitir seu poder a longas distâncias e as tensões DC exigidas complicadas circuitos.
Quando o físico sérvio-americano Nikola Tesla criou um motor de indução usando corrente AC em 1887, ele demonstrou como é fácil transmitido por longas distâncias e pode ser convertido entre valores altos e baixos usando transformadores, um dispositivo usado para alterar Voltagem. Em breve, por volta da virada do século 20, as famílias em toda a América começaram a descontinuar a corrente DC em favor da AC.
Hoje em dia, os dispositivos eletrônicos usam tanto CA quanto CC, quando apropriado. As correntes DC são usadas com semicondutores para dispositivos menores que precisam apenas ser ligados e desligados, como laptops e telefones celulares. A tensão CA é transportada por longos fios antes de ser convertida em CC usando um retificador ou diodo para alimentar esses aparelhos como lâmpadas e baterias.