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9° grado · Ciencias Naturales
La energía · Los circuitos eléctricos

Circuitos en serie y en paralelo

En una guirnalda de Navidad antigua, si se quema un foco se apagan todos. En su casa, si se quema el foco del 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 usted conecta un foco a una pila, brilla con fuerza. Pero si agrega 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?

Practica★☆☆Sin empezar
Dos bombillas están conectadas en serie, una detrás de otra, a una pila, como se muestra en la figura. ¿Por cuál de las dos pasa más corriente? Justifique su respuesta.

Dos bombillas están conectadas en serie, una detrás de otra, a una pila, como se muestra en la figura.

pila

¿Por cuál de las dos pasa más corriente? Justifique su respuesta.

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Practica★☆☆Sin empezar
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.

R₁ = 2 ΩR₂ = 3 Ω R total = ?

¿Cuánto vale la resistencia total (equivalente) del conjunto?

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Dos resistencias, $R_1 = 2\ \Omega$ y $R_2 = 4\ \Omega$, se conectan en serie a una batería de $12\ \text{V}$, como se muestra en la figura. a) Calcule la resistencia…

Dos resistencias, $R_1 = 2\ \Omega$ y $R_2 = 4\ \Omega$, se conectan en serie a una batería de $12\ \text{V}$, como se muestra en la figura.

12 VR₁ = 2 ΩR₂ = 4 Ω I = ?
  1. a) Calcule la resistencia equivalente.
  2. b) Calcule la intensidad de corriente que recorre el circuito.
  3. c) Halle con la ley de Ohm el voltaje entre los extremos de cada resistencia y compruebe que los dos voltajes suman los $12\ \text{V}$ de la batería.
Resolver

Circuito en paralelo: varios caminos

Si usted tiene un foco encendido y conecta 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 foco no se divide?

Practica★☆☆Sin empezar
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.

pila

¿Qué tienen en común eléctricamente: la corriente que las atraviesa o el voltaje entre sus extremos? Explíquelo.

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Practica★☆☆Sin empezar
¿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?

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Dos resistencias, $R_1 = 6\ \Omega$ y $R_2 = 12\ \Omega$, se conectan en paralelo a una pila 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 pila de $12\ \text{V}$.

Esquema de circuito eléctrico con dos resistencias en paralelo conectadas a una pilaV = 12 V+−ItotalI1R1 = 6 ΩI2R2 = 12 Ω
  1. a) ¿Qué voltaje hay entre los extremos de cada una?
  2. b) Calcule la intensidad que pasa por cada rama.
  3. c) ¿Cuánto vale la corriente total que entrega la pila?
Resolver

Dónde medir la corriente: el amperímetro

Si usted quiere saber cuánta corriente pasa por un elemento, usa un amperímetro (o un multímetro en la función de amperios). 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 quiere 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.

Circuito en paralelo con dos focos y dos posiciones del amperímetro: A1 junto a la pila mide la corriente total y A2 en una rama mide solo la corriente de esa rama. pila A A A₁: corriente total A₂: solo esta rama foco 1 foco 2
Practica★★☆Sin empezar
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.

ABpila
  1. a) ¿Dónde colocamos el amperímetro: en una de las ramas o junto a la pila, antes de que el camino se divida?
  2. b) ¿Qué mediría el aparato en cada una de esas dos posiciones?
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Qué pasa si se quema un foco

Comparativa de avería: en serie, si se quema un foco se apagan los dos porque el circuito queda abierto; en paralelo, el otro sigue encendido porque su rama continúa cerrada. SERIE: se quema una PARALELO: se quema una circuito abierto se apagan las dos el otro sigue encendido rama cortada rama cerrada
Practica★☆☆Sin empezar
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.

fundidabatería

Si uno se funde y su filamento se rompe, ¿qué les pasa a los demás? Explíquelo pensando en el camino que sigue la corriente.

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Practica★☆☆Sin empezar
En una maqueta, dos bombillos están conectados en paralelo a una pila. Si usted desenrosca uno de ellos, ¿qué le ocurre al otro? Razone su respuesta.

En una maqueta, dos bombillos están conectados en paralelo a una pila. Si usted desenrosca uno de ellos, ¿qué le ocurre al otro? Razone su respuesta.

Esquema de dos bombillas conectadas en paralelo a una pilaCIRCUITO EN PARALELOPila+−Bombillo 1¿Qué le ocurre?Bombillo 2Se desenrosca
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Practica★☆☆Sin empezar
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.

  1. a) ¿Están conectados en serie o en paralelo?
  2. b) ¿Qué ocurre con la corriente cuando abrimos el interruptor?
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Practica★★☆Sin empezar
En el aula hay seis tubos LED y, cuando uno se daña, los demás siguen encendidos. a) ¿Están conectados en serie o en paralelo? b) Justifique su respuesta explicando qué…

En el aula hay seis tubos LED y, cuando uno se daña, los demás siguen encendidos.

  1. a) ¿Están conectados en serie o en paralelo?
  2. b) Justifique su respuesta explicando qué le pasa a la corriente cuando falla uno.
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Por qué la instalación de una casa está en paralelo

En Honduras la red de la ENEE entrega $110\ \text{V}$ a cada tomacorriente. Cada foco, refrigeradora o plancha se conecta entre los mismos dos conductores (fase y neutro), es decir, en paralelo. Por ejemplo, una plancha de $22\ \Omega$ conectada a la red recibe los $110\ \text{V}$ completos y por ella pasan $I = \dfrac{110}{22} = 5\ \text{A}$, sin importar qué otros aparatos estén prendidos.

Instalación de una casa en paralelo: de dos conductores principales, fase y neutro, salen tres ramas independientes (sala, cocina y cuarto), cada una con su interruptor y su foco; sala y cocina están encendidas con el interruptor cerrado y el cuarto apagado con el interruptor abierto. cada rama recibe el mismo voltaje de la red y se controla por separado fase neutro interruptor sala: encendida interruptor cocina: encendida abierto cuarto: apagado

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 enciende 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 (interruptor térmico) que corte si la corriente total es excesiva. En serie, en cambio, un único cable llevaría la misma corriente a todos los elementos, y el voltaje se repartiría entre ellos.

Practica★☆☆Sin empezar
En las casas, los enchufes y las lámparas están conectados en paralelo y no en serie. Dé una razón pensando en qué pasaría al apagar un aparato o al dañarse uno de ellos.

En las casas, los enchufes y las lámparas están conectados en paralelo y no en serie. Dé una razón pensando en qué pasaría al apagar un aparato o al dañarse uno de ellos.

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Practica★★★Sin empezar
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 $6\ \Omega$.

Esquema eléctrico de dos faros de coche conectados en paralelo a una batería de 12 V+−Batería12 VFaro 1R₁ = 6 ΩFaro 2R₂ = 6 ΩItotal = ?I₁ = ?I₂ = ?
  1. a) ¿Qué corriente pasa por cada faro?
  2. b) ¿Cuál es la corriente total que entrega la batería con los dos faros encendidos?
  3. c) Si un faro se funde, ¿qué le ocurre al otro? Justifíquelo pensando en el tipo de conexión.
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Practica★★★Sin empezar
En una vivienda, el horno ($23\ \Omega$) y el microondas ($46\ \Omega$) están conectados en paralelo a la red de $230\ \text{V}$. a) Calcule 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 $230\ \text{V}$.

Esquema de circuito en paralelo con horno y microondas conectados a la red de 230 V230 VRed eléctricaItotal = ?I1 = ?HornoR₁ = 23 ΩI2 = ?MicroondasR₂ = 46 Ω
  1. a) Calcule la corriente que pasa por cada aparato cuando funcionan a la vez.
  2. b) ¿Qué corriente total entra por el circuito de la cocina?
  3. c) Razone por qué conviene que estén en paralelo y no en serie, pensando en el voltaje que necesita cada aparato.
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Combinando varias resistencias

Cuando hay más de dos resistencias en paralelo, se suman todos los inversos, uno por rama.

Practica★★☆Sin empezar
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) Calcule 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.

12 V2 Ω2 Ω2 Ω I = ?
  1. a) Calcule la resistencia total.
  2. b) ¿Qué intensidad las atraviesa?
  3. c) ¿Qué voltaje tiene cada bombilla?
Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Dispone de una pila de $6\ \text{V}$ y de dos bombillas idénticas de $6\ \Omega$, como se muestra en la figura. a) Si las conecta en serie, ¿qué corriente pasa por cada…

Dispone de una pila de $6\ \text{V}$ y de dos bombillas idénticas de $6\ \Omega$, como se muestra en la figura.

Esquemas de circuitos con dos bombillas conectadas en serie y en paralelo 6 V 6 Ω 6 Ω a) 6 V 6 Ω 6 Ω b)
  1. a) Si las conecta en serie, ¿qué corriente pasa por cada una?
  2. b) Si las conecta en paralelo, ¿qué corriente pasa por cada una?
  3. c) ¿En qué montaje brillan más? Justifíquelo con los resultados.
Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Dos bombillas idénticas en serie están conectadas a una pila de $9\ \text{V}$. a) Sin conocer su resistencia, razone cómo se reparte el voltaje entre ellas. b) ¿Cuántos…

Dos bombillas idénticas en serie están conectadas a una pila de $9\ \text{V}$.

  1. a) Sin conocer su resistencia, razone cómo se reparte el voltaje entre ellas.
  2. b) ¿Cuántos voltios tiene cada una?
  3. c) ¿Cómo cambiaría el reparto si las bombillas fueran distintas?
Resolver
Practica★★★Sin empezar
A una pila de $9\ \text{V}$ le conectamos en serie bombillos idénticos de $3\ \Omega$, añadiendo uno cada vez. a) Calcule la corriente del circuito con uno, con dos y…

A una pila de $9\ \text{V}$ le conectamos en serie bombillos idénticos de $3\ \Omega$, añadiendo uno cada vez.

  1. a) Calcule la corriente del circuito con uno, con dos y con tres bombillos.
  2. b) ¿Qué les pasa al brillo de los bombillos a medida que añadimos más en serie?
  3. c) Explique el resultado usando la resistencia equivalente y la ley de Ohm.
Resolver
Practica★★★Sin empezar
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.

  1. a) ¿Qué corriente pasa por cada bombilla cuando hay una, dos o tres?
  2. b) Calcule la corriente total que entrega la pila en cada caso.
  3. c) Razone por qué la pila se agota antes cuantas más bombillas pongamos en paralelo.
Resolver
Practica★★★Sin empezar
Un compañero afirma: «En serie, la corriente de la pila se reparte entre los bombillos». a) ¿Tiene razón? b) Con una pila de $12\ \text{V}$ y dos bombillos de…

Un compañero afirma: «En serie, la corriente de la pila se reparte entre los bombillos».

  1. a) ¿Tiene razón?
  2. b) Con una pila de $12\ \text{V}$ y dos bombillos de $3\ \Omega$ en serie, calcule la corriente que pasa por cada uno y el voltaje entre los extremos de cada uno.
  3. c) Corrija la frase de su compañero: ¿qué es lo que se reparte en realidad en un circuito en serie?
Resolver
Practica★★★Sin empezar
Va a iluminar dos maquetas con un bombillo cada una, y deben poder encenderse y apagarse por separado usando una sola pila. a) ¿Los conectaría en serie o en paralelo?…

Va a iluminar dos maquetas con un bombillo cada una, y deben poder encenderse y apagarse por separado usando una sola pila.

  1. a) ¿Los conectaría en serie o en paralelo? ¿Por qué?
  2. b) ¿Qué ventaja tiene su elección si un bombillo se quema?
  3. c) ¿Qué desventaja supone para la duración de la pila? Relaciónelo con la corriente total que entrega.
Resolver

Vuelva al principio: en la guirnalda de Navidad antigua los focos están en serie, un solo camino, y si uno se quema se corta toda la corriente. En su casa los aparatos están en paralelo, cada uno con su rama, y por eso los demás siguen funcionando.

Resumen

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