Respuestas
Las características de los circuitos en serie son:
- Los elementos están conectados como los eslabones de una cadena (el final de uno con el principio del otro). La salida de uno a la entrada del siguiente y así sucesivamente hasta cerrar el circuito. Veamos una bombilla y un timbre conectados en serie:
receptores en serie
- Todos los elementos que se conectan en serie tienen la misma intensidad, o lo que es lo mismo, la misma intensidad recorre todos los elementos conectados en serie. Fíjate que la intensidad que sale de la pila es la misma que atraviesa cada receptor.
It = I1 = I2 = I3 ......
- La tensión total de los elementos conectados en serie es la suma de cada una de las tensiones en cada elemento:
Vt = V1 + V2 + V3 ....
- La resistencia total de todos los receptores conectados en serie en la suma de la resistencia de cada receptor.
Rt = R1 + R2 + R3 .....
- Si un elemento de los conectados en serie deja de funcionar, los demás también. Date cuenta que si por un elemento no circula corriente, al estar en serie con el resto, por los demás tampoco ya que por todos pasa la misma corriente o intensidad (es como si se cortara el circuito).
Veamos como se resuelve un circuito en serie con 3 resistencias.
Ejercicios de Circuitos en Serie
Lo primero será calcular la resistencia total. Esta resistencia total también se llama resistencia equivalente, por que podemos sustituir todos las resistencia de los receptores en serie por una sola cuyo valor será el de la resistencia total. Fíjate en el circuito siguiente:
circuitos serie
Rt = R1 + R2 + R3 = 10 + 5 + 15 = 30Ω. El circuito equivalente quedaría como el de la derecha con una sola resistencia de 30 ohmios. Ahora podríamos calcular la Intensidad total del circuito. Según la ley de ohm:
It = Vt/Rt = 6/30 = 0,2 A que resulta que como todas las intensidades en serie son iguales:
It = I1 = I2 = I3 = 0,2A Todas valen 0,2 amperios.
Ahora solo nos queda aplicar la ley de ohm en cada receptor para calcular la tensión en cada uno de ellos:
V1 = I1 x R1 = 0,2 x 10 = 2V
V2 = I2 x R2 = 0,2 x 5 = 1V
V3 = I3 x R3 = 0,2 x 15 = 3V
Ahora podríamos comprobar si efectivamente las suma de las tensiones es igual a la tensión total:
Vt = V1 + V2 + V3 = 2 + 1 + 3 = 6 V Como ves resulta que es cierto, la suma es igual a la tensión total de la pila 6 Voltios.
Recuerda: Para tener un circuito resuelto por completo es necesario que conozcas el valor de R, de I y de V del circuito total, y la de cada uno de los receptores. En este caso sería:
Vt, It y Rt
V1, I1 y R1
V2, I2 y R2
V3, I3 y R3
Como ves ya tenemos todos los datos del circuito, por lo tanto ¡Ya tenemos resuelto nuestro circuito en serie!.
Puede que nos pidan calcular las potencias en el circuito. En este caso sabiendo la fórmula la potencia que es:
P = V x I
Pt = Vt x It = 6 x 0,2 = 1,2w
P1 = V1 x I1 = 2 x 0,2 = 0,4w
P2 = V2 x I2 =1 x 0,2 = 0,2w
P3 = V3 x I3 = 3 x 0,2 = 0,6w
Fíjate que en el caso de las potencias la suma de las potencias de cada receptor siempre es igual a la potencia total ( en serie y en paralelo) Pt = P1 + P2 + P3.
Si no s piden la energía consumida en un tiempo determinado solo tendremos que aplicar la fórmula de la energía:
E = P x t. Por ejemplo vamos hacerlo para 2 horas.
Et = Pt x t = 1,2 x 2 = 2,4 wh (vatios por hora). Si nos piden en Kwh (kilovatios por hora) antes de aplicar la fórmula tendremos que pasar los vatios de potencia a kilovatios dividiendo entre mil.
Pt = 0,0012 x 2 = 0,0024Kwh
También podríamos calcular las energía de cada receptor: E1 = P1 x t ; E2 = P2 x t ...., pero eso ya lo dejamos para que lo hagas tu solito.
Aquí tienes otros dos circuitos en serie resueltos:
ejercicios circuitos en serie
Ojo que no te despiste la colocación de las resistencias en el segundo circuito, si te fijas están una a continuación de otra, por lo tanto están en serie.
Para circuitos en serie en corriente alterna visita este enlace: Circuitos Corriente Alterna.
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