Grado 10
  1. Mecánica  1.1. Dinámica  1.1.1. Movimiento en una dimensión  1.1.2. Movimiento en dos dimensiones  1.1.3. Desplazamiento y Distancia  1.1.4. Velocidad y Rapidez  1.1.5. Aceleración  1.1.6. Representación gráfica del movimiento  1.1.7. Ecuaciones de movimiento  1.1.8. Caída libre y aceleración debido a la gravedad  1.1.9. Movimiento de un proyectil  1.1.10. Velocidad relativa  1.2. Dinámica  1.2.1. Leyes del movimiento de Newton  1.2.2. Inercia y masa  1.2.3. Fuerza y sus tipos  1.2.4. fuerza de acción y reacción  1.2.5. La fricción y sus efectos  1.2.6. Coefficient of friction  1.2.7. Movimiento circular  1.2.8. Fuerza centrípeta y aceleración centrípeta  1.2.9. Momentum e Impulso  1.2.10. Conservación del momento  1.2.11. Tercera ley de Newton y aplicaciones  1.3. Trabajo, Energía y Potencia  1.3.1. Trabajo realizado por la fuerza  1.3.2. Teorema trabajo-energía  1.3.3. Energía cinética  1.3.4. Energía potencial  1.3.5. Energía mecánica  1.3.6. Conservación de la Energía  1.3.7. Poder y eficiencia  1.3.8. Fuentes de energía renovables y no renovables  1.4. Fuerza gravitacional  1.4.1. La ley de gravitación universal de Newton  1.4.2. Campo gravitacional y fuerza del campo  1.4.3. Aceleración debida a la gravedad en diferentes planetas  1.4.4. Leyes del movimiento planetario de Kepler  1.4.5. Órbitas y satélites  1.4.6. Peso y peso aparente  1.4.7. Energía potencial gravitacional
  2. Propiedades de la materia  2.1. Estados de la materia  2.1.1. Sólido, líquido y gas  2.1.2. Estructura molecular de la materia  2.1.3. Fuerzas intermoleculares  2.1.4. Plasma y condensado de Bose–Einstein  2.2. Presión  2.2.1. Definición de Presión  2.2.2. Presión en líquidos  2.2.3. Presión atmosférica  2.2.4. Principio de Pascal  2.2.5. El principio de Arquímedes y la flotabilidad  2.2.6. Tensión superficial y capilaridad  2.3. Elasticidad  2.3.1. La ley de Hooke  2.3.2. Tensión y deformación  2.3.3. Límite elástico y módulo de elasticidad  2.3.4. Aplicaciones de la elasticidad
  3. Física térmica  3.1. calor y temperatura  3.1.1. Diferencia entre calor y temperatura  3.1.2. Escala de temperatura  3.1.3. Dilatación térmica  3.1.4. Equilibrio térmico  3.2. Transferencia de calor  3.2.1. Conductividad  3.2.2. Convección  3.2.3. Radiación  3.2.4. Aislamiento y sus aplicaciones  3.3. Propiedades térmicas de la materia  3.3.1. Capacidad calorífica específica  3.3.2. Calor latente y cambio de fase  3.3.3. Punto de ebullición y punto de fusión  3.3.4. Motores térmicos y refrigeración  3.4. Leyes de la Termodinámica  3.4.1. Ley cero de la termodinámica  3.4.2. Primera ley de la termodinámica  3.4.3. Segunda ley de la termodinámica  3.4.4. Ciclo de Carnot
  4. Ondas y óptica  4.1. Nature and properties of waves  4.1.1. Tipos de ondas en la naturaleza y propiedades de las ondas  4.1.2. Olas transversales y longitudinales  4.1.3. Parámetros de las ondas  4.1.4. Reflexión y refracción de ondas  4.1.5. Superposición e Interferencia  4.1.6. Ondas estacionarias y resonancia  4.1.7. Efecto Doppler  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Características de las ondas sonoras  4.2.2. Velocidad del sonido en diferentes medios  4.2.3. Aplicaciones de las ondas sonoras  4.2.4. Ultrasonido y sus usos  4.3. Ondas de Luz y Óptica  4.3.1. Naturaleza de la luz  4.3.2. Reflexión de la luz  4.3.3. Leyes de la reflexión  4.3.4. Espejos y Formación de Imágenes  4.3.5. Refracción de la luz  4.3.6. La Ley de Snell  4.3.7. Lentes y Formación de Imágenes  4.3.8. Reflexión interna total y ángulo crítico  4.3.9. Fibra óptica  4.4. Instrumentos Ópticos  4.4.1. Microscopio  4.4.2. Telescopio  4.4.3. Ojo humano y defectos de visión  4.4.4. Cámara y su principio de funcionamiento
  5. Electricidad y Magnetismo  5.1. Electrostática  5.1.1. Carga eléctrica y sus propiedades  5.1.2. Conductores e Aislantes  5.1.3. La ley de Coulomb  5.1.4. Campo eléctrico y líneas de campo  5.1.5. Potencial eléctrico y diferencia de potencial  5.1.6. Capacitores y Capacitancia  5.2. Electricidad Actual  5.2.1. Corriente eléctrica y su medición  5.2.2. La ley de Ohm  5.2.3. Resistencia y resistividad  5.2.4. Circuitos en Serie y en Paralelo  5.2.5. Energía y potencia eléctricas  5.2.6. Leyes de Kirchhoff  5.3. Magnetismo y Electromagnetismo  5.3.1. Campo magnético y líneas de campo  5.3.2. Efectos magnéticos de la corriente eléctrica  5.3.3. Inducción electromagnética  5.3.4. Leyes de Faraday de la inducción electromagnética  5.3.5. Transformadores y Aplicaciones  5.3.6. Corriente AC y DC
  6. Física Moderna  6.1. Física nuclear  6.1.1. Estructura del átomo  6.1.2. Modelo atómico de Bohr  6.1.3. Niveles de Energía del Electrón  6.1.4. Rayos X y aplicaciones  6.2. Radiactividad  6.2.1. Tipos de radiación  6.2.2. Vida media y desintegración radiactiva  6.2.3. Reacciones nucleares y aplicaciones  6.2.4. Fisión y Fusión  6.3. Física cuántica  6.3.1. Dualidad onda-partícula  6.3.2. Efecto fotoeléctrico  6.3.3. Cuantización de la energía  6.3.4. El principio de incertidumbre de Heisenberg
  7. Electrónica y Comunicación  7.1. Semiconductores  7.1.1. Conductores, aislantes y semiconductores  7.1.2. Diodos y sus aplicaciones  7.1.3. Transistores y Puertas Lógicas  7.1.4. LEDs y fotodiodos  7.2. Sistemas de Comunicación  7.2.1. Fundamentos de la comunicación  7.2.2. Señales analógicas y digitales  7.2.3. Comunicación inalámbrica y fibra óptica  7.2.4. Ondas de radio y modulación

Grado 10 → Electricidad y Magnetismo → Electricidad Actual ↓


Circuitos en Serie y en Paralelo


La electricidad es una parte fundamental de nuestro universo, y entender cómo fluye a través de los circuitos es esencial para una variedad de aplicaciones en tecnología y la vida cotidiana. En esta explicación detallada, exploraremos los dos tipos básicos de circuitos eléctricos: circuitos en serie y circuitos en paralelo. Estas son dos formas en las que los componentes se conectan para formar un circuito completo donde puede fluir la electricidad.

Conceptos básicos del circuito eléctrico

Antes de entrar en los detalles de los circuitos en serie y paralelo, es importante entender algunos conceptos básicos de los circuitos eléctricos. Un circuito eléctrico es un camino cerrado que permite el flujo de carga eléctrica. Los componentes principales de un circuito son los siguientes:

  • Voltaje (V): Es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos que provoca que una carga eléctrica fluya a través de un circuito. Se mide en voltios (V).
  • Corriente (I): El flujo de carga eléctrica en un circuito. Se mide en amperios (A).
  • Resistencia (R): La oposición al flujo de corriente en un circuito. Se mide en ohmios (Ω).

Circuito en serie

En un circuito en serie, todos los componentes están conectados de extremo a extremo, creando un único camino para que fluya la corriente. Si algún componente en un circuito en serie se desconecta o falla, todo el circuito se interrumpe.

Características del circuito en serie

  • Corriente igual: En un circuito en serie, la corriente que fluye a través de cada componente es la misma.
  • Suma de voltajes: El voltaje total en un circuito es la suma de los voltajes a través de cada componente.
  • Suma de resistencias: La resistencia total es la suma de las resistencias individuales.

Calculo de resistencia, voltaje y corriente en un circuito en serie

Consideremos un circuito en serie que contiene tres resistores ( R_1, R_2, ) y ( R_3 ). La resistencia total en el circuito (( R_{text{total}} )) se da por:

R_total = R_1 + R_2 + R_3

La corriente que fluye en el circuito (( I )) es la misma para cada componente y se puede calcular utilizando la ley de Ohm:

I = frac{V}{R_{text{total}}}

La caída de voltaje (( V_x )) a través de cualquier resistor ( R_x ) se calcula como:

V_x = I times R_x

Ejemplo de un circuito en serie

Supongamos que tenemos un circuito con tres resistores: ( R_1 = 2 , Omega ), ( R_2 = 3 , Omega ), y ( R_3 = 5 , Omega ), conectados en serie con una batería de 10V. Calculemos la corriente y la caída de voltaje a través de cada resistor.

Resistencia total:

R_total = R_1 + R_2 + R_3 = 2 + 3 + 5 = 10 , Omega

Corriente:

I = frac{V}{R_{text{total}}} = frac{10}{10} = 1 , A

Caída de voltaje:

V_1 = I times R_1 = 1 times 2 = 2 , V V_2 = I times R_2 = 1 times 3 = 3 , V V_3 = I times R_3 = 1 times 5 = 5 , V

Circuito en paralelo

En un circuito en paralelo, todos los componentes están conectados en los mismos dos puntos, creando múltiples caminos para que fluya la corriente. Si un componente en un circuito en paralelo se desconecta o falla, la corriente aún puede fluir a través de los otros caminos.

Características del circuito en paralelo

  • Voltaje igual: Cada componente tiene el mismo voltaje.
  • Suma de corrientes: La corriente total es la suma de las corrientes a través de cada camino.
  • Disminución de la resistencia: La resistencia total es menor que cualquiera de las resistencias individuales.

Calculo de resistencia, voltaje y corriente en circuitos paralelos

Consideremos un circuito en paralelo que contiene tres resistores ( R_1, R_2, ) y ( R_3 ). La fórmula para la resistencia total (( R_{text{total}} )) en un circuito en paralelo es:

frac{1}{R_{text{total}}} = frac{1}{R_1} + frac{1}{R_2} + frac{1}{R_3}

El voltaje a través de cada resistor es el mismo (( V )). La corriente (( I_x )) a través de cada resistor ( R_x ) puede calcularse utilizando la ley de Ohm:

I_x = frac{V}{R_x}

La corriente total (( I_{text{total}} )) es la suma de las corrientes que pasan a través de cada resistor:

I_{text{total}} = I_1 + I_2 + I_3

Ejemplo de un circuito en paralelo

Supongamos que tenemos un circuito con tres resistores: ( R_1 = 2 , Omega ), ( R_2 = 3 , Omega ), y ( R_3 = 6 , Omega ), que están conectados en paralelo a una batería de 12V. Calculemos la resistencia total, la corriente que fluye a través de cada resistor y la corriente total.

Resistencia total:

frac{1}{R_{text{total}}} = frac{1}{R_1} + frac{1}{R_2} + frac{1}{R_3} = frac{1}{2} + frac{1}{3} + frac{1}{6} = 1 R_{text{total}} = 1 , Omega

Secciones:

I_1 = frac{V}{R_1} = frac{12}{2} = 6 , A I_2 = frac{V}{R_2} = frac{12}{3} = 4 , A I_3 = frac{V}{R_3} = frac{12}{6} = 2 , A I_{text{total}} = I_1 + I_2 + I_3 = 6 + 4 + 2 = 12 , A

Comparación de circuitos en serie y en paralelo

Es importante entender la diferencia entre circuitos en serie y en paralelo al diseñar o analizar sistemas eléctricos. Aquí hay algunos puntos clave de comparación:

  • Resistencia: En circuitos en serie, la resistencia total aumenta a medida que se añaden más resistores. En circuitos en paralelo, la resistencia total disminuye a medida que se añaden más resistores.
  • Flujo de corriente: Los circuitos en serie proporcionan un camino continuo, mientras que los circuitos en paralelo proporcionan múltiples caminos para el flujo de corriente.
  • Voltaje: En un circuito en serie, el voltaje se divide entre los componentes. En un circuito en paralelo, el voltaje es el mismo en todos los componentes.
  • Componentes: La eliminación o interrupción de un componente en serie interrumpe todo el circuito. En paralelo, los otros caminos continúan conduciendo electricidad.

Aplicaciones prácticas

Los circuitos en serie y en paralelo se utilizan en diferentes aplicaciones dependiendo de sus características. Por ejemplo:

  • Circuitos en serie: Se utilizan a menudo en aplicaciones donde la falla de un componente causa el apagado de todo el circuito, como las luces del árbol de Navidad.
  • Circuitos en paralelo: Se utiliza en la mayoría de los sistemas de cableado eléctrico del hogar, por lo que si un aparato falla, los demás aún pueden funcionar de manera independiente.

Conclusión

Los circuitos en serie y en paralelo son diseños fundamentales que proporcionan diferentes enfoques para controlar el flujo de electricidad. Al comprender de manera integral sus propiedades, puede determinar el mejor diseño de circuito para cualquier aplicación dada. Recuerde que un circuito en serie proporciona un único camino, que afecta la corriente y divide el voltaje, mientras que un circuito en paralelo crea múltiples caminos, lo que afecta la estabilidad del voltaje y la distribución de la corriente. Estos principios son la columna vertebral de la ingeniería eléctrica moderna y ayudan a guiar el desarrollo tecnológico en innumerables campos.


Grado 10 → 5.2.4


U
username
0%
completado en Grado 10

← Anterior (5.2.3)
Resistencia y resistividad
Siguiente (5.2.5) →
Energía y potencia eléctricas

Comentarios 



Circuitos en Serie y en Paralelo

https://www.physicsflow.com/g10/5.2.4?pfal=es