Grado 11
  1. Mecánica  1.1. dinámico  1.1.1. Movimiento en una dimensión  1.1.2. Movimiento en dos y tres dimensiones  1.1.3. Desplazamiento y Distancia  1.1.4. Velocidad y rapidez  1.1.5. Aceleración y desaceleración  1.1.6. Análisis gráfico del movimiento  1.1.7. Ecuaciones del movimiento (deducciones avanzadas)  1.1.8. Caída libre y velocidad terminal  1.1.9. Movimiento de proyectiles  1.1.10. Velocidad relativa en una y dos dimensiones  1.1.11. Movimiento de un coche en un plano inclinado  1.2. Dinámica  1.2.1. Leyes del movimiento de Newton y sus aplicaciones  1.2.2. Inercia y la primera ley de Newton  1.2.3. Fuerza y tipos de fuerza  1.2.4. Fricción estática y cinética  1.2.5. Movimiento circular y aceleración centrípeta  1.2.6. Movimiento circular no uniforme  1.2.7. Peralte de carreteras y curvas  1.2.8. Momento e Impulso  1.2.9. Conservación del momento en una y dos dimensiones  1.2.10. Aplicaciones de la Tercera Ley de Newton  1.3. Trabajo, Energía y Potencia  1.3.1. Trabajo realizado por una fuerza constante y variable  1.3.2. Teorema trabajo-energía  1.3.3. Energía cinética y potencial  1.3.4. Energía potencial gravitacional y elástica  1.3.5. Conservación de la energía mecánica  1.3.6. Energía y potencia instantánea  1.3.7. Eficiencia de las máquinas  1.3.8. Trabajo realizado por fuerzas conservativas y no conservativas  1.4. Movimiento rotacional  1.4.1. Torsión y aceleración angular  1.4.2. Equilibrio rotacional  1.4.3. Momento de inercia y sus aplicaciones  1.4.4. Momento angular y su conservación  1.4.5. Energía cinética del movimiento de rodadura y rotación  1.4.6. Teorema del Eje Paralelo y Perpendicular  1.4.7. Dinámica del movimiento rotacional
  2. Fuerza gravitacional  2.1. Gravitación universal  2.1.1. La ley de gravitación universal de Newton  2.1.2. Campo gravitacional y potencial  2.1.3. Cambio en la aceleración debido a la gravedad  2.1.4. Leyes del movimiento planetario de Kepler  2.1.5. Mecánica orbital y satélites  2.1.6. Velocidad de escape y velocidad orbital  2.1.7. Ingravidez y caída libre  2.1.8. Energía potencial gravitacional y energía en órbitas  2.1.9. Agujeros negros y lente gravitacional
  3. Propiedades de la materia  3.1. Mecánica de fluidos  3.1.1. Densidad y presión en líquidos  3.1.2. La teoría de Pascal y sus aplicaciones  3.1.3. Principio de Arquímedes y Flotabilidad  3.1.4. Ecuación de Bernoulli y sus aplicaciones  3.1.5. Ecuación de continuidad y el efecto Venturi  3.1.6. Tensión superficial y capilaridad  3.1.7. Viscosidad y la Ley de Poiseuille  3.1.8. Número de Reynolds y turbulencia  3.2. Elasticidad y deformación  3.2.1. La ley de Hooke y la relación tensión-deformación  3.2.2. Módulo de elasticidad y aplicaciones  3.2.3. Deformación y límite elástico de los sólidos
  4. Física térmica  4.1. Calor y temperatura  4.1.1. Propiedades termométricas y escala de temperatura  4.1.2. Expansión térmica de sólidos, líquidos y gases  4.1.3. Sistema de transferencia de calor  4.1.4. Capacidad calorífica específica y calorimetría  4.1.5. Calor latente y cambio de fase  4.2. Teoría cinética de los gases  4.2.1. Modelo molecular de los gases  4.2.2. Explicación cinética de la temperatura  4.2.3. Ecuación de Gas Ideal y Desviaciones  4.2.4. Camino libre medio y distribución de Maxwell–Boltzmann  4.3. Leyes de la Termodinámica  4.3.1. Zeroth Law y Equilibrio Térmico  4.3.2. Primera Ley y Energía Interna  4.3.3. La Segunda Ley y la Entropía  4.3.4. Ciclo de Carnot y motores térmicos  4.3.5. Refrigeradores y bombas de calor
  5. Ondas y oscilaciones  5.1. Movimiento Armónico Simple  5.1.1. Ecuaciones del MHS  5.1.2. Energía en MAS  5.1.3. Oscilaciones amortiguadas y forzadas  5.1.4. Resonancia y aplicaciones  5.1.5. Péndulo y sistema masa-resorte  5.2. Movimiento ondulatorio  5.2.1. Tipos de ondas mecánicas  5.2.2. Movimiento ondulatorio y transporte de energía  5.2.3. Principio de Superposición y Ondas Estacionarias  5.2.4. Reflexión, Refracción y Difracción  5.2.5. Efecto Doppler en sonido y luz  5.2.6. Pulsaciones e interferencia
  6. Electricidad y Magnetismo  6.1. Electrostática  6.1.1. Carga eléctrica y conservación  6.1.2. La ley de Coulomb y sus aplicaciones  6.1.3. Campo eléctrico y flujo eléctrico  6.1.4. Potencial eléctrico y energía potencial  6.1.5. Capacitancia y energía almacenada en un condensador  6.2. Electricidad Corriente  6.2.1. La ley de Ohm y la resistencia eléctrica  6.2.2. Resistividad y dependencia de la temperatura  6.2.3. Leyes de Kirchhoff y análisis de circuitos  6.2.4. Potencia eléctrica y eficiencia  6.2.5. Combinación de resistencias  6.3. Magnetismo y electromagnetismo  6.3.1. Campos magnéticos y sus fuentes  6.3.2. Fuerza magnética sobre cargas en movimiento  6.3.3. Inducción electromagnética  6.3.4. Leyes de Faraday y Lenz  6.3.5. Inductancia y Transformador  6.3.6. Corriente alterna y sus aplicaciones
  7. Óptica  7.1. Reflexión y Refracción  7.1.1. leyes de reflexión y refracción  7.1.2. Espejos y lentes  7.1.3. Reflexión interna total y fibra óptica  7.2. Óptica de ondas  7.2.1. Interferencia y Difracción  7.2.2. Experimento de la doble rendija de Young  7.2.3. Polarización de la luz
  8. Física Moderna  8.1.1. Efecto fotoeléctrico y la teoría de Einstein  8.1.2. Dualidad onda-partícula  8.1.3. El principio de incertidumbre de Heisenberg  8.1.4. Efecto Compton  8.2. Física Atómica y Nuclear  8.2.1. Modelo atómico y niveles de energía  8.2.2. Desintegración radiactiva y vida media  8.2.3. Fisión y Fusión Nuclear
  9. Electrónica y Comunicación  9.1. Semiconductores  9.1.1. uniones pn y diodo  9.1.2. Transistores y compuertas lógicas  9.1.3. Circuitos Integrados y Aplicaciones  9.2. Sistemas de comunicación  9.2.1. Conceptos básicos de la comunicación analógica y digital  9.2.2. Comunicación Inalámbrica y Óptica  9.2.3. Modulación y Demodulación

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Combinación de resistencias


En el estudio de la electricidad, especialmente cuando tratamos con circuitos, a menudo encontramos el concepto de combinar resistencias en varias configuraciones para lograr las características eléctricas deseadas. Comprender cómo se comportan las resistencias cuando se combinan es esencial para diseñar y analizar circuitos eléctricos. En esta explicación, examinaremos más a fondo las diversas formas de combinar resistencias y cómo estas combinaciones afectan la resistencia total del circuito.

Introducción a la resistencia

La resistencia es una propiedad inherente de los materiales que se opone al flujo de corriente eléctrica. Se mide en ohmios (Ω). La resistencia de un material depende de su composición, longitud, área transversal y temperatura. Cuando tratamos con resistencias en circuitos, usamos la ley de Ohm como un principio fundamental. La ley de Ohm se representa como:

        V=IR

Donde V es el voltaje a través de la resistencia, I es la corriente que fluye a través de ella, y R es la resistencia.

Tipos de combinaciones de resistencias

Las resistencias pueden conectarse en un circuito de dos formas básicas: combinación en serie y combinación en paralelo. Comprender estas combinaciones nos permitirá determinar eficazmente la resistencia total de un circuito.

Combinación en serie

En una combinación en serie, las resistencias se conectan de extremo a extremo. La corriente que fluye a través de cada resistencia es la misma, pero el voltaje a través de cada resistencia puede variar. La resistencia total o equivalente de resistencias conectadas en serie es simplemente la suma de sus resistencias individuales.

        R_total = R_1 + R_2 + R_3 + ... + R_n

Considere el siguiente ejemplo de un circuito en serie simple con tres resistencias:

R1 R2 R3

Si R_1 = 2Ω, R_2 = 3Ω, y R_3 = 5Ω, entonces la resistencia total R_total será:

        R_total = 2Ω + 3Ω + 5Ω = 10Ω

La ventaja de la conexión en serie es que la resistencia total se puede calcular y analizar fácilmente, pero la desventaja es que si una resistencia falla (se abre el circuito), todo el circuito deja de funcionar.

Combinación en paralelo

En la combinación en paralelo, las resistencias se conectan de tal manera que cada resistencia está conectada a los mismos dos puntos y comparte el mismo voltaje entre ellas. La resistencia total o equivalente de resistencias en paralelo es menor que la resistencia de la resistencia individual más pequeña en la combinación.

        1/R_total = 1/R_1 + 1/R_2 + 1/R_3 + ... + 1/R_n

Considere este ejemplo de tres resistencias conectadas en paralelo:

R1 R2 R3

Si R_1 = 2Ω, R_2 = 3Ω, y R_3 = 6Ω, entonces encontramos la resistencia total:

        1/R_total = 1/2 + 1/3 + 1/6 
                  = 3/6 + 2/6 + 1/6 
                  = 6/6 
                  = 1Ω

Por lo tanto, R_total = 1Ω. En conexiones en paralelo, la resistencia total disminuye a medida que se añaden más resistencias. A diferencia de un circuito en serie, si una resistencia falla (se abre), la corriente aún puede fluir a través de otras rutas.

Aplicaciones y ejemplos prácticos

Los ingenieros eléctricos a menudo utilizan combinaciones de resistencias para diseñar circuitos con los niveles de resistencia requeridos. El equilibrio de resistencias en serie y paralelo permite flexibilidad en el diseño de circuitos. Para ver esto en términos prácticos:

Ejemplo 1: Ajuste de la resistencia total

Supongamos que tiene resistencias de 3Ω, 6Ω y 9Ω. Necesita obtener un circuito con una resistencia total de 4Ω. Una forma es usar una combinación de resistencias en serie y en paralelo:

  1. Coloque la resistencia de 6Ω en paralelo con la resistencia de 9Ω:
    2.             1/R_parallel = 1/6 + 1/9 = 3/18 + 2/18 = 5/18
            R_parallel = 18/5 = 3.6Ω
  2. Conecte esta combinación en serie con una resistencia de 3Ω:
    3.             R_total(series) = 3.6Ω + 3Ω = 6.6Ω
    Esta configuración logra una aproximación cercana, pero diferentes resistencias pueden lograr diferentes niveles.

Ejemplo 2: Uso de resistencias variables

Las resistencias variables, como los potenciómetros, permiten ajustes finos de la resistencia. En un entorno de laboratorio, son especialmente útiles cuando necesita calibrar un circuito. Experimentar con diferentes longitudes usando el mando variable ajusta la resistencia en tiempo real.

Conclusión

Entender las combinaciones de resistencias en serie y en paralelo es crucial para diseñar circuitos efectivos para una variedad de aplicaciones. Dominar estos conceptos abre la puerta a descubrimientos más avanzados en ingeniería eléctrica. Combinar resistencias de manera efectiva requiere un equilibrio entre el conocimiento teórico y la aplicación práctica, siempre teniendo en cuenta el propósito del circuito y las limitaciones que contiene.


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