Circuitos en serie y en paralelo
En una guirnalda de luces de adorno antigua, si se funde un bombillo se apagan todos. En tu casa, si se funde el bombillo de tu cuarto, la luz de la sala sigue encendida. La diferencia está en cómo están conectados: en serie o en paralelo.
Circuito en serie: un único camino
Si conectas un bombillo a una pila, brilla con fuerza. Pero si agregas un segundo a continuación, en el mismo cable, los dos brillan mucho menos. ¿Por qué poner elementos en fila reduce la corriente de todo el circuito?
Dos bombillos están conectados en serie, uno detrás del otro, a una pila, como se muestra en la figura. ¿Por cuál de los dos pasa más corriente? Justifica tu respuesta.
Dos bombillos están conectados en serie, uno detrás del otro, a una pila, como se muestra en la figura.
¿Por cuál de los dos pasa más corriente? Justifica tu respuesta.
Dos resistencias de $2\ \Omega$ y $3\ \Omega$ se conectan en serie, como se muestra en la figura. ¿Cuánto vale la resistencia total (equivalente) del conjunto?
Dos resistencias de $2\ \Omega$ y $3\ \Omega$ se conectan en serie, como se muestra en la figura.
¿Cuánto vale la resistencia total (equivalente) del conjunto?
Dos resistencias, $R_1 = 2\ \Omega$ y $R_2 = 4\ \Omega$, se conectan en serie a una pila de $12\ \text{V}$, como se muestra en la figura. a) Calcula la resistencia…
Dos resistencias, $R_1 = 2\ \Omega$ y $R_2 = 4\ \Omega$, se conectan en serie a una pila de $12\ \text{V}$, como se muestra en la figura.
- a) Calcula la resistencia equivalente.
- b) Calcula la intensidad que recorre el circuito.
- c) Halla con la ley de Ohm el voltaje entre los extremos de cada resistencia y comprueba que los dos voltajes suman los $12\ \text{V}$ de la pila.
Circuito en paralelo: varios caminos
Si tienes un bombillo encendido y conectas otro idéntico directamente a los mismos bornes de la pila, con cables independientes, ambos brillan igual que antes. ¿Por qué al agregar caminos la energía que recibe cada bombillo no se divide?
Dos bombillas se conectan en paralelo a la misma pila, cada una por su propio camino, como se muestra en la figura. ¿Qué tienen en común eléctricamente: la corriente que…
Dos bombillas se conectan en paralelo a la misma pila, cada una por su propio camino, como se muestra en la figura.
¿Qué tienen en común eléctricamente: la corriente que las atraviesa o el voltaje entre sus extremos? Explícalo.
¿En qué tipo de conexión tiene la corriente un único camino posible, en serie o en paralelo? ¿Y en cuál puede repartirse entre varias ramas?
¿En qué tipo de conexión tiene la corriente un único camino posible, en serie o en paralelo? ¿Y en cuál puede repartirse entre varias ramas?
Dos resistencias, $R_1 = 6\ \Omega$ y $R_2 = 12\ \Omega$, se conectan en paralelo a una batería de $12\ \text{V}$. a) ¿Qué voltaje hay entre los extremos de cada una? b)…
Dos resistencias, $R_1 = 6\ \Omega$ y $R_2 = 12\ \Omega$, se conectan en paralelo a una batería de $12\ \text{V}$.
- a) ¿Qué voltaje hay entre los extremos de cada una?
- b) Calcula la intensidad que pasa por cada rama.
- c) ¿Cuánto vale la corriente total que entrega la batería?
Dónde medir la corriente: el amperímetro
Si quieres saber cuánta corriente pasa por un elemento, usas un amperímetro (o un multímetro en la función de amperes). Para medir la corriente que pasa por algo, la corriente debe atravesar el aparato: por eso el amperímetro se coloca en serie con el elemento que quieres medir, abriendo el cable e intercalándolo.
En un circuito en paralelo hay dos tipos de medición:
-
En una rama: el amperímetro mide solo la corriente de esa rama.
-
Junto a la pila, antes de que el camino se divida: mide la corriente total, que es la suma de las corrientes de todas las ramas.
Queremos medir la corriente total que entrega una pila en un circuito con dos bombillos en paralelo, como el de la figura. a) ¿Dónde colocamos el amperímetro: en una de…
Queremos medir la corriente total que entrega una pila en un circuito con dos bombillos en paralelo, como el de la figura.
- a) ¿Dónde colocamos el amperímetro: en una de las ramas o junto a la pila, antes de que el camino se divida?
- b) ¿Qué mediría el aparato en cada una de esas dos posiciones?
Qué pasa si se funde un bombillo
En una guirnalda de Navidad antigua los bombillos están en serie, como se muestra en la figura. Si uno se funde y su filamento se rompe, ¿qué les pasa a los demás?…
En una guirnalda de Navidad antigua los bombillos están en serie, como se muestra en la figura.
Si uno se funde y su filamento se rompe, ¿qué les pasa a los demás? Explícalo pensando en el camino que sigue la corriente.
En una maqueta, dos bombillos están conectados en paralelo a una pila. Si desenroscas uno de ellos, ¿qué le ocurre al otro? Razona tu respuesta.
En una maqueta, dos bombillos están conectados en paralelo a una pila. Si desenroscas uno de ellos, ¿qué le ocurre al otro? Razona tu respuesta.
Una linterna sencilla tiene una pila, un interruptor y un bombillo. a) ¿Están conectados en serie o en paralelo? b) ¿Qué ocurre con la corriente cuando abrimos el…
Una linterna sencilla tiene una pila, un interruptor y un bombillo.
- a) ¿Están conectados en serie o en paralelo?
- b) ¿Qué ocurre con la corriente cuando abrimos el interruptor?
En el aula hay seis tubos LED y, cuando uno se estropea, los demás siguen encendidos. a) ¿Están conectados en serie o en paralelo? b) Justifica tu respuesta explicando…
En el aula hay seis tubos LED y, cuando uno se estropea, los demás siguen encendidos.
- a) ¿Están conectados en serie o en paralelo?
- b) Justifica tu respuesta explicando qué le pasa a la corriente cuando falla uno.
Por qué la instalación de una casa está en paralelo
En una vivienda cubana, la red del Sistema Electroenergético Nacional llega a cada toma de corriente; en este ejemplo usaremos $220\ \text{V}$. Cada bombillo, refrigerador o ventilador se conecta entre los mismos dos conductores (fase y neutro), es decir, en paralelo. Por ejemplo, una hornilla eléctrica de $44\ \Omega$ conectada a la red recibe los $220\ \text{V}$ completos y por ella pasan $I = \dfrac{220}{44} = 5\ \text{A}$, sin importar qué otros aparatos estén encendidos.
Qué pasa con el cableado
En paralelo, cada aparato tiene su propia rama, pero todas salen del mismo cable principal. Ese cable lleva la suma de las corrientes de todas las ramas: cuantos más aparatos enciendes a la vez, más corriente circula por él y más se calienta. Por eso el cableado de una casa debe tener una sección (grosor) adecuada y un breaker (o fusible) que corte si la corriente total es excesiva. En serie, en cambio, un único cable llevaría la misma corriente a todos los elementos, y la tensión se repartiría entre ellos.
En las casas, los tomacorrientes y las lámparas están conectados en paralelo y no en serie. Da una razón pensando en qué pasaría al apagar un aparato o al estropearse…
En las casas, los tomacorrientes y las lámparas están conectados en paralelo y no en serie. Da una razón pensando en qué pasaría al apagar un aparato o al estropearse uno de ellos.
Los dos faros de un carro están en paralelo a la batería de $12\ \text{V}$ y cada uno tiene una resistencia de $6\ \Omega$. a) ¿Qué corriente pasa por cada faro? b)…
Los dos faros de un carro están en paralelo a la batería de $12\ \text{V}$ y cada uno tiene una resistencia de $6\ \Omega$.
- a) ¿Qué corriente pasa por cada faro?
- b) ¿Cuál es la corriente total que entrega la batería con los dos faros encendidos?
- c) Si un faro se funde, ¿qué le ocurre al otro? Justifícalo pensando en el tipo de conexión.
En una vivienda, el horno ($23\ \Omega$) y el microondas ($46\ \Omega$) están conectados en paralelo a la red de $230\ \text{V}$. a) Calcula la corriente que pasa por…
En una vivienda, el horno ($23\ \Omega$) y el microondas ($46\ \Omega$) están conectados en paralelo a la red de $230\ \text{V}$.
- a) Calcula la corriente que pasa por cada aparato cuando funcionan a la vez.
- b) ¿Qué corriente total entra por el circuito de la cocina?
- c) Razona por qué conviene que estén en paralelo y no en serie, pensando en el voltaje que necesita cada aparato.
Combinando varias resistencias
Cuando hay más de dos resistencias en paralelo, se suman todos los inversos, uno por rama.
Tres bombillas de $2\ \Omega$ cada una se conectan en serie a una pila de $12\ \text{V}$, como se muestra en la figura. a) Calcula la resistencia total. b) ¿Qué…
Tres bombillas de $2\ \Omega$ cada una se conectan en serie a una pila de $12\ \text{V}$, como se muestra en la figura.
- a) Calcula la resistencia total.
- b) ¿Qué intensidad las atraviesa?
- c) ¿Qué voltaje tiene cada bombilla?
Dispones de una pila de $6\ \text{V}$ y de dos bombillas idénticas de $6\ \Omega$, como se muestra en la figura. a) Si las conectas en serie, ¿qué corriente pasa por…
Dispones de una pila de $6\ \text{V}$ y de dos bombillas idénticas de $6\ \Omega$, como se muestra en la figura.
- a) Si las conectas en serie, ¿qué corriente pasa por cada una?
- b) Si las conectas en paralelo, ¿qué corriente pasa por cada una?
- c) ¿En qué montaje brillan más? Justifícalo con los resultados.
Dos bombillas idénticas en serie están conectadas a una pila de $9\ \text{V}$. a) Sin conocer su resistencia, razona cómo se reparte el voltaje entre ellas. b) ¿Cuántos…
Dos bombillas idénticas en serie están conectadas a una pila de $9\ \text{V}$.
- a) Sin conocer su resistencia, razona cómo se reparte el voltaje entre ellas.
- b) ¿Cuántos voltios tiene cada una?
- c) ¿Cómo cambiaría el reparto si las bombillas fueran distintas?
A una pila de $9\ \text{V}$ le conectamos en serie bombillas idénticas de $3\ \Omega$, añadiendo una cada vez. a) Calcula la corriente del circuito con una, con dos y…
A una pila de $9\ \text{V}$ le conectamos en serie bombillas idénticas de $3\ \Omega$, añadiendo una cada vez.
- a) Calcula la corriente del circuito con una, con dos y con tres bombillas.
- b) ¿Qué les pasa al brillo de las bombillas a medida que añadimos más en serie?
- c) Explica el resultado usando la resistencia equivalente y la ley de Ohm.
Ahora conectamos a una pila de $6\ \text{V}$ bombillas idénticas de $12\ \Omega$ en paralelo, añadiendo una cada vez. a) ¿Qué corriente pasa por cada bombilla cuando hay…
Ahora conectamos a una pila de $6\ \text{V}$ bombillas idénticas de $12\ \Omega$ en paralelo, añadiendo una cada vez.
- a) ¿Qué corriente pasa por cada bombilla cuando hay una, dos o tres?
- b) Calcula la corriente total que entrega la pila en cada caso.
- c) Razona por qué la pila se agota antes cuantas más bombillas pongamos en paralelo.
Un compañero afirma: «En serie, la corriente de la batería se reparte entre los bombillos». a) ¿Tiene razón? b) Con una batería de $12\ \text{V}$ y dos bombillos de…
Un compañero afirma: «En serie, la corriente de la batería se reparte entre los bombillos».
- a) ¿Tiene razón?
- b) Con una batería de $12\ \text{V}$ y dos bombillos de $3\ \Omega$ en serie, calcula la corriente que pasa por cada uno y el voltaje entre los extremos de cada uno.
- c) Corrige la frase de tu compañero: ¿qué es lo que se reparte en realidad en un circuito en serie?
Vas a iluminar dos maquetas con un bombillo cada una, y deben poder encenderse y apagarse por separado usando una sola pila. a) ¿Las conectarías en serie o en paralelo?…
Vas a iluminar dos maquetas con un bombillo cada una, y deben poder encenderse y apagarse por separado usando una sola pila.
- a) ¿Las conectarías en serie o en paralelo? ¿Por qué?
- b) ¿Qué ventaja tiene tu elección si un bombillo se funde?
- c) ¿Qué desventaja supone para la duración de la pila? Relaciónalo con la corriente total que entrega.
Vuelve al principio: en la guirnalda antigua los bombillos están en serie, un solo camino, y si uno se funde se corta toda la corriente. En tu casa los aparatos están en paralelo, cada uno con su rama, y por eso los demás siguen funcionando.