Tensión en paralelo y serie. Conexión serie y paralelo. Aplicaciones y circuitos

La conexión en serie y en paralelo de conductores son métodos para conmutar un circuito eléctrico. Mediante estas abstracciones se pueden representar circuitos eléctricos de cualquier complejidad.

Definiciones

Hay dos formas de conectar conductores; es posible simplificar el cálculo de un circuito de complejidad arbitraria:

• El final del conductor anterior se conecta directamente al comienzo del siguiente; la conexión se llama serie. Se forma una cadena. Para encender el siguiente enlace, debe interrumpir el circuito eléctrico insertando un nuevo conductor allí.
• Los comienzos de los conductores están conectados por un punto, los extremos por otro, la conexión se llama paralela. A un ligamento se le suele llamar rama. Cada conductor individual forma una rama. Los puntos comunes se denominan nodos de la red eléctrica.

En la práctica, es más común una conexión mixta de conductores, algunos están conectados en serie y otros en paralelo. Debes dividir la cadena en segmentos simples y resolver el problema para cada uno por separado. Un circuito eléctrico arbitrariamente complejo se puede describir mediante una conexión en serie de conductores en paralelo. Así es como se hace en la práctica.

Uso de conexión en paralelo y en serie de conductores.

Términos aplicados a los circuitos eléctricos.

La teoría sirve como base para la formación de conocimientos sólidos; pocas personas saben en qué se diferencia el voltaje (diferencia de potencial) de la caída de voltaje. En términos de física, el circuito interno es la fuente de corriente; el que se encuentra afuera se llama circuito externo. La demarcación ayuda a describir correctamente la distribución del campo. La corriente sí funciona. En el caso más sencillo, la generación de calor sigue la ley de Joule-Lenz. Las partículas cargadas, que se mueven hacia un potencial más bajo, chocan con la red cristalina y liberan energía. Las resistencias se calientan.

Para asegurar el movimiento, es necesario mantener una diferencia de potencial en los extremos del conductor. Esto se llama voltaje de sección del circuito. Si simplemente coloca un conductor en un campo a lo largo de las líneas eléctricas, la corriente fluirá y será de muy corta duración. El proceso terminará con el inicio del equilibrio. El campo externo será equilibrado por el propio campo de cargas, en sentido contrario. La corriente se detendrá. Para que el proceso sea continuo, se necesita una fuerza externa.

La fuente de corriente actúa como impulsor del movimiento del circuito eléctrico. Para mantener el potencial, el trabajo se realiza en el interior. Reacción química, como en una celda galvánica, fuerzas mecánicas: un generador hidroeléctrico. Las cargas dentro de la fuente se mueven en dirección opuesta al campo. En esto se está realizando el trabajo de fuerzas externas. Puede parafrasear las formulaciones anteriores y decir:

• La parte exterior del circuito, por donde se mueven las cargas, arrastradas por el campo.
• El interior de un circuito donde las cargas se mueven contra el voltaje.

El generador (fuente de corriente) está equipado con dos polos. El que tiene menos potencial se llama negativo y el otro se llama positivo. En el caso de la corriente alterna, los polos cambian continuamente de lugar. La dirección del movimiento de las cargas no es constante. La corriente fluye del polo positivo al polo negativo. El movimiento de cargas positivas va en dirección de potencial decreciente. De acuerdo con este hecho, se introduce el concepto de caída de potencial:

La caída de potencial de una sección de un circuito es la disminución del potencial dentro de la sección. Formalmente, esto es tensión. Para las ramas de un circuito paralelo ocurre lo mismo.

La caída de voltaje también significa algo más. El valor que caracteriza las pérdidas de calor es numéricamente igual al producto de la corriente y la resistencia activa de la sección. Para este caso se formulan las leyes de Ohm y Kirchhoff, que se analizan más adelante. En motores eléctricos y transformadores, la diferencia de potencial puede diferir significativamente de la caída de tensión. Este último caracteriza las pérdidas en la resistencia activa, mientras que el primero tiene en cuenta el pleno funcionamiento de la fuente actual.

Al resolver problemas físicos, para simplificar, el motor puede incluir un EMF, cuya dirección de acción es opuesta al efecto de la fuente de energía. Se tiene en cuenta el hecho de la pérdida de energía a través de la parte reactiva de la impedancia. Los cursos de física escolares y universitarios se distinguen por su aislamiento de la realidad. Por eso los estudiantes escuchan con la boca abierta los fenómenos que ocurren en la ingeniería eléctrica. En el período anterior a la era de la revolución industrial, se descubrieron las leyes básicas; un científico debe combinar el papel de teórico y experimentador talentoso. Los prefacios de las obras de Kirchhoff hablan abiertamente de esto (las obras de Georg Ohm no han sido traducidas al ruso). Los profesores literalmente atrajeron a la gente con conferencias adicionales, aderezadas con experimentos visuales y sorprendentes.

Leyes de Ohm y Kirchhoff aplicadas a la conexión en serie y en paralelo de conductores.

Las leyes de Ohm y Kirchhoff se utilizan para resolver problemas reales. El primero dedujo la igualdad de forma puramente empírica, experimentalmente; el segundo comenzó con un análisis matemático del problema y luego comprobó sus conjeturas con la práctica. Aquí hay alguna información para ayudar a resolver el problema:

Calcular la resistencia de elementos en conexión serie y paralelo.

El algoritmo para calcular circuitos reales es sencillo. Aquí hay algunos puntos sobre el tema en consideración:

1. Cuando se conectan en serie, las resistencias se suman; cuando se conectan en paralelo, las conductividades se suman:
   1. Para las resistencias, la ley se reescribe sin cambios. Con una conexión en paralelo, la resistencia final es igual al producto de las originales dividido por la cantidad total. En caso de secuencial, las denominaciones se suman.
   2. La inductancia actúa como reactancia (j*ω*L) y se comporta como una resistencia regular. En términos de escribir la fórmula, no es diferente. El matiz, para cualquier impedancia puramente imaginaria, es que es necesario multiplicar el resultado por el operador j, la frecuencia circular ω (2*Pi*f). Cuando los inductores se conectan en serie, los valores se suman; cuando los inductores se conectan en paralelo, los valores recíprocos se suman.
   3. La resistencia imaginaria de la capacitancia se escribe como: -j/ω*С. Es fácil darse cuenta: sumando los valores de una conexión en serie, obtenemos una fórmula exactamente igual a la de resistencias e inductancias en paralelo. En el caso de los condensadores ocurre lo contrario. Cuando se conectan en paralelo, los valores se suman; cuando se conectan en serie, se suman los valores recíprocos.

Las tesis pueden extenderse fácilmente a casos arbitrarios. La caída de voltaje entre dos diodos de silicio abiertos es igual a la suma. En la práctica es 1 voltio, el valor exacto depende del tipo de elemento semiconductor y de sus características. Las fuentes de alimentación se consideran de manera similar: cuando se conectan en serie, las clasificaciones se suman. El paralelo se encuentra a menudo en subestaciones donde los transformadores se colocan uno al lado del otro. La tensión será la misma (controlada por equipos), dividida entre los ramales. El coeficiente de transformación es estrictamente igual, lo que bloquea la aparición de efectos negativos.

A algunas personas les resulta difícil: se conectan en paralelo dos baterías de diferente potencia. El caso se describe mediante la segunda ley de Kirchhoff; la física no puede imaginar ninguna complejidad. Si las calificaciones de dos fuentes son desiguales, se toma la media aritmética, si se desprecia la resistencia interna de ambas. En caso contrario, las ecuaciones de Kirchhoff se resuelven para todos los contornos. Las corrientes desconocidas serán (tres en total), cuyo número total es igual al número de ecuaciones. Para una comprensión completa, se proporciona un dibujo.

Un ejemplo de resolución de las ecuaciones de Kirchhoff.

Miremos la imagen: según las condiciones del problema, la fuente E1 es más fuerte que E2. La dirección de las corrientes en el circuito la tomamos del sentido común. Pero si lo hubieran ingresado incorrectamente, luego de solucionar el problema, habría resultado uno con signo negativo. Entonces fue necesario cambiar de dirección. Obviamente, la corriente fluye en el circuito externo como se muestra en la figura. Componemos las ecuaciones de Kirchhoff para tres circuitos, esto es lo siguiente:

1. El trabajo de la primera fuente (fuerte) se gasta en crear una corriente en el circuito externo, superando la debilidad del vecino (corriente I2).
2. La segunda fuente no realiza un trabajo útil sobre la carga y pelea con la primera. No hay otra manera de decirlo.

Conectar en paralelo baterías de diferente potencia es ciertamente perjudicial. Lo que se observa en una subestación cuando se utilizan transformadores con diferentes relaciones de transmisión. Las corrientes de compensación no realizan ningún trabajo útil. Diferentes baterías conectadas en paralelo comenzarán a funcionar de manera efectiva cuando la fuerte baje al nivel de la débil.

1. Encuentre la resistencia equivalente de las secciones del circuito con conexión de resistencias en paralelo. Figura 2. Conexión en serie de resistencias. Para calcular la resistencia de tales conexiones, todo el circuito se divide en secciones simples que consisten en resistencias conectadas en paralelo o en serie.

Este resultado se deriva del hecho de que las cargas no pueden acumularse en los puntos de bifurcación de corriente (nodos A y B) en un circuito de CC. Este resultado es válido para cualquier número de conductores conectados en paralelo.

En la figura. 1.9.3 muestra un ejemplo de un circuito tan complejo e indica la secuencia de cálculos. Cabe señalar que no todos los circuitos complejos que constan de conductores con diferentes resistencias se pueden calcular utilizando fórmulas para conexiones en serie y en paralelo.

Cuando los conductores están conectados en serie, la corriente en todos los conductores es la misma. En una conexión en paralelo, la caída de voltaje entre los dos nodos que conectan los elementos del circuito es la misma para todos los elementos.

Es decir, cuanto mayor es la resistencia de la resistencia, mayor es la caída de voltaje a través de ella. Como resultado, se pueden conectar varias resistencias a un punto (nodo eléctrico). Con esta conexión, fluirá una corriente separada a través de cada resistencia. La fuerza de esta corriente será inversamente proporcional a la resistencia de la resistencia.

Por lo tanto, al conectar resistencias con diferentes resistencias en paralelo, la resistencia total siempre será menor que el valor de la resistencia individual más pequeña. El voltaje entre los puntos A y B es tanto el voltaje total para toda la sección del circuito como el voltaje a través de cada resistencia individualmente. Una conexión mixta es una sección de un circuito donde algunas resistencias están conectadas en serie y otras en paralelo.

El circuito se divide en secciones con conexiones sólo en paralelo o sólo en serie. La resistencia total se calcula para cada sección individual. Calcule la resistencia total para todo el circuito de conexión mixta. También existe una forma más rápida de calcular la resistencia total para una conexión mixta. Si las resistencias están conectadas en serie, súmelas.

Es decir, con una conexión en serie, las resistencias se conectarán una tras otra. La Figura 4 muestra el ejemplo más simple de una conexión de resistencia mixta. Después de calcular las resistencias equivalentes de las resistencias, se vuelve a dibujar el circuito. Generalmente se obtiene un circuito de resistencias equivalentes conectadas en serie.4. Figura 5. Cálculo de la resistencia de una sección de circuito con conexión mixta de resistencias.

Como resultado, aprenderá desde cero no solo cómo desarrollar sus propios dispositivos, sino también cómo conectar varios periféricos con ellos. Un nodo es un punto de bifurcación en un circuito al que están conectados al menos tres conductores. La conexión en serie de resistencias se utiliza para aumentar la resistencia.

voltaje paralelo

Como puede ver, calcular la resistencia de dos resistencias en paralelo es mucho más conveniente. La conexión en paralelo de resistencias se utiliza a menudo en los casos en que se necesita una mayor resistencia de potencia. Para ello, por regla general, se utilizan resistencias con la misma potencia y la misma resistencia.

Resistencia total Rtot

Esta conexión de resistencias se llama serie. Obtuvimos así que U = 60 V, es decir, la igualdad inexistente entre la fem de la fuente de corriente y su tensión. Ahora encenderemos el amperímetro por turno en cada rama del circuito, recordando las lecturas del dispositivo. Por lo tanto, cuando las resistencias se conectan en paralelo, el voltaje en los terminales de la fuente de corriente es igual a la caída de voltaje en cada resistencia.

Esta ramificación de la corriente en ramas paralelas es similar al flujo de líquido a través de tuberías. Consideremos ahora a qué será igual la resistencia total de un circuito externo que consta de dos resistencias conectadas en paralelo.

Volvamos al circuito que se muestra en la Fig. 3, y veamos cuál será la resistencia equivalente de dos resistencias conectadas en paralelo. De manera similar, para cada rama I1 = U1/R1, I2 = U2/R2, donde I1 e I2 son las corrientes en las ramas; U1 y U2 - tensión en las ramas; R1 y R2 - resistencias de derivación.

Esto significa que la resistencia total del circuito siempre será menor que cualquier resistencia conectada en paralelo. 2. Si estas secciones incluyen resistencias conectadas en serie, primero calcule su resistencia. Aplicando la ley de Ohm a una sección de un circuito, se puede demostrar que la resistencia total en una conexión en serie es igual a la suma de las resistencias de los conductores individuales.

Buenos días a todos. En el último artículo, analicé los circuitos eléctricos que contienen fuentes de energía. Pero el análisis y diseño de circuitos electrónicos, junto con la ley de Ohm, también se basan en las leyes del equilibrio, llamada primera ley de Kirchhoff, y del equilibrio de voltaje en las secciones del circuito, llamada segunda ley de Kirchhoff, que consideraremos en este artículo. Pero primero, averigüemos cómo se conectan los receptores de energía entre sí y cuáles son las relaciones entre corrientes, voltajes, etc.

Los receptores de energía eléctrica se pueden conectar entre sí de tres formas diferentes: en serie, en paralelo o mixto (serie - paralelo). Primero, consideremos un método de conexión secuencial, en el que el final de un receptor está conectado al comienzo del segundo receptor, y el final del segundo receptor está conectado al comienzo del tercero, y así sucesivamente. La siguiente figura muestra la conexión en serie de los receptores de energía con su conexión a la fuente de energía.

Un ejemplo de conexión en serie de receptores de energía.

En este caso, el circuito consta de tres receptores de energía en serie con resistencias R1, R2, R3 conectados a una fuente de energía con U. Una corriente eléctrica de fuerza I fluye a través del circuito, es decir, el voltaje en cada resistencia será igual a el producto de la corriente y la resistencia

Por tanto, la caída de tensión entre resistencias conectadas en serie es proporcional a los valores de estas resistencias.

De lo anterior se desprende la regla de la resistencia en serie equivalente, que establece que las resistencias conectadas en serie se pueden representar mediante una resistencia en serie equivalente, cuyo valor es igual a la suma de las resistencias conectadas en serie. Esta dependencia está representada por las siguientes relaciones

donde R es la resistencia en serie equivalente.

Aplicación de conexión en serie.

El objetivo principal de la conexión en serie de receptores de energía es proporcionar el voltaje requerido menor que el voltaje de la fuente de energía. Una de esas aplicaciones es el divisor de voltaje y el potenciómetro.

Divisor de voltaje (izquierda) y potenciómetro (derecha).

Como divisores de tensión se utilizan resistencias conectadas en serie, en este caso R1 y R2, que dividen la tensión de la fuente de energía en dos partes U1 y U2. Las tensiones U1 y U2 se pueden utilizar para operar diferentes receptores de energía.

Muy a menudo se utiliza un divisor de voltaje ajustable, que es una resistencia variable R. La resistencia total se divide en dos partes mediante un contacto móvil y, por lo tanto, el voltaje U2 en el receptor de energía se puede cambiar suavemente.

Otra forma de conectar receptores de energía eléctrica es la conexión en paralelo, que se caracteriza por el hecho de que varios sucesores de energía están conectados a los mismos nodos del circuito eléctrico. Un ejemplo de dicha conexión se muestra en la siguiente figura.

Un ejemplo de conexión en paralelo de receptores de energía.

El circuito eléctrico de la figura consta de tres ramas paralelas con resistencias de carga R1, R2 y R3. El circuito está conectado a una fuente de energía con un voltaje U, una corriente eléctrica con una fuerza I fluye a través del circuito. Por lo tanto, a través de cada rama fluye una corriente igual a la relación entre el voltaje y la resistencia de cada rama.

Dado que todas las ramas del circuito están bajo el mismo voltaje U, las corrientes de los receptores de energía son inversamente proporcionales a las resistencias de estos receptores y, por lo tanto, los receptores de energía conectados en paralelo pueden verse como un receptor de energía con la correspondiente resistencia equivalente, de acuerdo con las siguientes expresiones

Por lo tanto, con una conexión en paralelo, la resistencia equivalente es siempre menor que la más pequeña de las resistencias conectadas en paralelo.

Conexión mixta de receptores de energía.

La más extendida es la conexión mixta de receptores de energía eléctrica. Esta conexión es una combinación de elementos conectados en serie y en paralelo. No existe una fórmula general para calcular este tipo de conexión, por lo que en cada caso individual es necesario resaltar las secciones del circuito donde solo existe un tipo de conexión de receptores: en serie o en paralelo. Luego, utilizando las fórmulas de resistencias equivalentes, simplifique gradualmente estos destinos y finalmente llévelos a la forma más simple con una resistencia, mientras calcula corrientes y voltajes de acuerdo con la ley de Ohm. La siguiente figura muestra un ejemplo de conexión mixta de receptores de energía.

Un ejemplo de conexión mixta de receptores de energía.

Como ejemplo, calculemos corrientes y voltajes en todas las secciones del circuito. Primero, determinemos la resistencia equivalente del circuito. Seleccionemos dos secciones con conexión en paralelo de receptores de energía. Estos son R1||R2 y R3||R4||R5. Entonces su resistencia equivalente será de la forma

Como resultado, obtuvimos un circuito de dos receptores de energía en serie R 12 R 345 con una resistencia equivalente y la corriente que fluirá a través de ellos será

Entonces la caída de voltaje entre las secciones será

Entonces las corrientes que fluyen a través de cada receptor de energía serán

Como ya comenté, las leyes de Kirchhoff, junto con la ley de Ohm, son fundamentales en el análisis y cálculo de circuitos eléctricos. La ley de Ohm fue discutida detalladamente en los dos artículos anteriores, ahora le toca el turno a las leyes de Kirchhoff. Solo hay dos de ellos, el primero describe la relación entre las corrientes en los circuitos eléctricos y el segundo describe la relación entre la EMF y el voltaje en el circuito. Empecemos por el primero.

La primera ley de Kirchhoff establece que la suma algebraica de las corrientes en un nodo es igual a cero. Esto se describe mediante la siguiente expresión.

donde ∑ denota una suma algebraica.

La palabra "algebraica" significa que las corrientes deben tomarse teniendo en cuenta el signo, es decir, la dirección de entrada. Por lo tanto, a todas las corrientes que fluyen hacia el nodo se les asigna un signo positivo y a las que salen del nodo se les asigna un signo negativo correspondiente. La siguiente figura ilustra la primera ley de Kirchhoff.

Imagen de la primera ley de Kirchhoff.

La figura muestra un nodo en el que fluye corriente desde el lado de la resistencia R1 y corriente sale del lado de las resistencias R2, R3, R4, entonces la ecuación actual para esta sección del circuito tendrá la forma

La primera ley de Kirchhoff se aplica no sólo a los nodos, sino también a cualquier circuito o parte de un circuito eléctrico. Por ejemplo, cuando hablé de la conexión en paralelo de receptores de energía, donde la suma de las corrientes que pasan por R1, R2 y R3 es igual a la corriente entrante I.

Como se mencionó anteriormente, la segunda ley de Kirchhoff determina la relación entre la FEM y los voltajes en un circuito cerrado y es la siguiente: la suma algebraica de la FEM en cualquier circuito es igual a la suma algebraica de las caídas de voltaje en los elementos de este circuito. La segunda ley de Kirchhoff se define mediante la siguiente expresión

Como ejemplo, considere el siguiente diagrama a continuación, que contiene algunos circuitos.

Diagrama que ilustra la segunda ley de Kirchhoff.

Primero debes decidir la dirección a recorrer el contorno. En principio, se puede elegir entre el sentido de las agujas del reloj y el sentido contrario a las agujas del reloj. Elegiré la primera opción, es decir, los elementos se contarán en el siguiente orden E1R1R2R3E2, por lo que la ecuación según la segunda ley de Kirchhoff quedará así

La segunda ley de Kirchhoff se aplica no sólo a los circuitos de CC, sino también a los circuitos de CA y a los circuitos no lineales.
En el próximo artículo analizaré los métodos básicos para calcular circuitos complejos utilizando la ley de Ohm y las leyes de Kirchhoff.

La teoría es buena, pero sin una aplicación práctica son sólo palabras.

Las resistencias se utilizan ampliamente en ingeniería eléctrica y electrónica. Se utilizan principalmente para la regulación de circuitos de corriente y tensión. Parámetros principales: resistencia eléctrica (R) medida en Ohmios, potencia (W), estabilidad y precisión de sus parámetros durante el funcionamiento. Puede recordar muchos más de sus parámetros; después de todo, este es un producto industrial común y corriente.

Conexión en serie

Una conexión en serie es una conexión en la que cada resistencia posterior está conectada a la anterior, formando un circuito ininterrumpido y sin ramas. La corriente I=I1=I2 en dicho circuito será la misma en cada punto. Por el contrario, la tensión U1, U2 en sus distintos puntos será diferente, y el trabajo de transferencia de carga por todo el circuito consiste en el trabajo de transferencia de carga en cada una de las resistencias, U=U1+U2. Según la ley de Ohm, el voltaje U es igual a la corriente por la resistencia, y la expresión anterior se puede escribir de la siguiente manera:

donde R es la resistencia total del circuito. Es decir, en pocas palabras, hay una caída de voltaje en los puntos de conexión de las resistencias y cuantos más elementos conectados, mayor se produce la caída de voltaje.

Resulta que
, el valor total de dicha conexión se determina sumando las resistencias en serie. Nuestro razonamiento es válido para cualquier número de secciones de cadena conectadas en serie.

Conexión paralela

Combinemos los inicios de varias resistencias (punto A). En otro punto (B) conectaremos todos sus extremos. Como resultado, obtenemos una sección del circuito, que se llama conexión en paralelo y consta de un cierto número de ramas paralelas entre sí (en nuestro caso, resistencias). En este caso, la corriente eléctrica entre los puntos A y B se distribuirá a lo largo de cada una de estas ramas.

Los voltajes en todas las resistencias serán los mismos: U=U1=U2=U3, sus extremos son los puntos A y B.

Las cargas que pasan a través de cada resistencia por unidad de tiempo se suman para formar una carga que atraviesa todo el bloque. Por lo tanto, la corriente total a través del circuito que se muestra en la figura es I=I1+I2+I3.

Ahora, usando la ley de Ohm, la última igualdad se transforma a esta forma:

U/R=U/R1+U/R2+U/R3.

De ello se deduce que para la resistencia equivalente R se cumple lo siguiente:

1/R=1/R1+1/R2+1/R3

o después de transformar la fórmula podemos obtener otra entrada como esta:
.

Cuantas más resistencias (u otros enlaces en un circuito eléctrico que tengan cierta resistencia) estén conectadas en un circuito paralelo, más caminos se crean para el flujo de corriente y menor será la resistencia general del circuito.

Cabe señalar que el recíproco de la resistencia se llama conductividad. Podemos decir que cuando se conectan secciones de un circuito en paralelo, se suman las conductividades de estas secciones, y cuando se conectan en serie, se suman sus resistencias.

Ejemplos de uso

Está claro que con una conexión en serie, una interrupción del circuito en un lugar conduce a que la corriente deje de fluir por todo el circuito. Por ejemplo, una guirnalda de árbol de Navidad deja de brillar si se funde solo una bombilla, esto es malo.

Pero una conexión en serie de bombillas en una guirnalda permite utilizar una gran cantidad de bombillas pequeñas, cada una de las cuales está diseñada para tensión de red (220 V) dividida por la cantidad de bombillas.

Conexión en serie de resistencias usando el ejemplo de 3 bombillas y EMF

Pero cuando un dispositivo de seguridad está conectado en serie, su funcionamiento (rotura del fusible) permite desenergizar todo el circuito eléctrico ubicado detrás de él y garantizar el nivel requerido de seguridad, y esto es bueno. El interruptor en la red de alimentación del aparato eléctrico también está conectado en serie.

La conexión en paralelo también se utiliza mucho. Por ejemplo, una lámpara de araña: todas las bombillas están conectadas en paralelo y tienen el mismo voltaje. Si una lámpara se funde, no pasa nada, el resto no se apaga, permanecen bajo el mismo voltaje.

Conexión en paralelo de resistencias usando el ejemplo de 3 bombillas y un generador.

Cuando es necesario aumentar la capacidad de un circuito para disipar la potencia térmica liberada cuando fluye la corriente, se utilizan ampliamente combinaciones de resistencias tanto en serie como en paralelo. Tanto para los métodos en serie como en paralelo para conectar una cierta cantidad de resistencias del mismo valor, la potencia total es igual al producto de la cantidad de resistencias por la potencia de una resistencia.

Conexión mixta de resistencias.

También se suele utilizar un compuesto mixto. Si, por ejemplo, es necesario obtener una resistencia de un determinado valor, pero no está disponible, se puede utilizar uno de los métodos descritos anteriormente o utilizar una conexión mixta.

De aquí podemos derivar una fórmula que nos dará el valor requerido:

Rtot.=(R1*R2/R1+R2)+R3

En nuestra era de desarrollo de la electrónica y diversos dispositivos técnicos, todas las complejidades se basan en leyes simples, que se analizan superficialmente en este sitio y creo que le ayudarán a aplicarlas con éxito en su vida. Si tomamos, por ejemplo, una guirnalda de árbol de Navidad, las bombillas se conectan una tras otra, es decir, En términos generales, se trata de una resistencia separada.

No hace mucho que las guirnaldas empezaron a conectarse de forma mixta. En general, en total, todos estos ejemplos con resistencias se toman condicionalmente, es decir, cualquier elemento de resistencia puede ser una corriente que pasa a través del elemento con una caída de voltaje y generación de calor.

Esta lección analiza la conexión en paralelo de conductores. Se muestra un diagrama de dicha conexión y se muestra una expresión para calcular la intensidad de la corriente en dicho circuito. También se introduce el concepto de resistencia equivalente y se encuentra su valor para el caso de una conexión en paralelo.

Existen diferentes tipos de conexiones de conductores. Pueden ser paralelos, secuenciales y mixtos. En esta lección veremos la conexión en paralelo de conductores y el concepto de resistencia equivalente.

Una conexión en paralelo de conductores es una conexión en la que los principios y extremos de los conductores están conectados entre sí. En el diagrama, dicha conexión se indica de la siguiente manera (Fig.1):

Arroz. 1. Conexión en paralelo de tres resistencias

La figura muestra tres resistencias (un dispositivo basado en la resistencia del conductor) con resistencias R1, R2, R3. Como puede ver, los comienzos de estos conductores están conectados en el punto A, los extremos en el punto B y están ubicados paralelos entre sí. Además, el circuito puede tener una mayor cantidad de conductores conectados en paralelo.

Ahora considere el siguiente diagrama (Fig.2):

Arroz. 2. Esquema para estudiar la intensidad de la corriente al conectar conductores en paralelo.

Tomamos dos lámparas (1a, 1b) como elementos del circuito. También tienen su propia resistencia, por lo que podemos considerarlos a la par de las resistencias. Estas dos lámparas están conectadas en paralelo; están conectadas en los puntos A y B. Cada lámpara tiene su propio amperímetro conectado: A 1 y A 2, respectivamente. También hay un amperímetro A 3, que mide la corriente en todo el circuito. El circuito también incluye una fuente de energía (3) y una llave (4).

Una vez cerrada la llave, controlaremos las lecturas de los amperímetros. El amperímetro A 1 mostrará una corriente igual a I 1 en la lámpara 1a, el amperímetro A 2 mostrará una corriente igual a I 2 en la lámpara 1b. En cuanto al amperímetro A 3, mostrará una intensidad de corriente igual a la suma de las corrientes en cada circuito individual conectado en paralelo: I = I 1 + I 2. Es decir, si sumamos las lecturas de los amperímetros A 1 y A 2, obtenemos las lecturas del amperímetro A 3.

Vale la pena señalar que si una de las lámparas se quema, la segunda seguirá funcionando. En este caso toda la corriente pasará por esta segunda lámpara. Es muy conveniente. Por ejemplo, los aparatos eléctricos de nuestros hogares están conectados en paralelo al circuito. Y si uno de ellos falla, el resto sigue funcionando.

Arroz. 3. Diagrama para encontrar resistencia equivalente en conexión en paralelo.

En el diagrama fig. 3 dejamos un amperímetro (2), pero agregamos un voltímetro (5) al circuito eléctrico para medir el voltaje. Los puntos A y B son comunes tanto a la primera (1a) como a la segunda lámpara (1b), lo que significa que el voltímetro mide la tensión en cada una de estas lámparas (U 1 y U 2) y en todo el circuito (U). Entonces U = U 1 = U 2.

La resistencia equivalente es la resistencia que puede sustituir a todos los elementos incluidos en un circuito determinado. Veamos a qué será igual en una conexión paralela. De la ley de Ohm podemos obtener que:

En esta fórmula, R es la resistencia equivalente, R 1 y R 2 son la resistencia de cada bombilla, U = U 1 = U 2 es el voltaje que muestra el voltímetro (5). En este caso, utilizamos el hecho de que la suma de las corrientes en cada circuito individual es igual a la intensidad total de la corriente (I = I 1 + I 2). De aquí podemos obtener la fórmula de resistencia equivalente:

Si hay más elementos en el circuito conectados en paralelo, entonces habrá más términos. Luego tendrás que recordar cómo trabajar con fracciones simples.

Vale la pena señalar que con una conexión en paralelo la resistencia equivalente será bastante pequeña. En consecuencia, la fuerza actual será bastante grande. Esto debe tenerse en cuenta a la hora de enchufar una gran cantidad de aparatos eléctricos. Después de todo, la intensidad de la corriente aumentará, lo que puede provocar un sobrecalentamiento de los cables e incendios.

En la próxima lección veremos otro tipo de conexión de conductores: en serie.

Referencias

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Tarea

1. Página 114-117: preguntas n° 1-6. Peryshkin A.V. Física 8. - M.: Avutarda, 2010.
2. ¿Se pueden conectar más de tres conductores en paralelo?
3. ¿Qué pasa si se funde una de las dos lámparas conectadas en paralelo?
4. Si se conecta otro conductor en paralelo a cualquier circuito, ¿siempre disminuirá su resistencia equivalente?