Grado 9
  1. Mechanics  1.1. Movimiento  1.1.1. Tipos de movimiento  1.1.2. Distancia y desplazamiento  1.1.3. Velocidad y Rapidez  1.1.4. Aceleración  1.1.5. Representación gráfica del movimiento  1.1.6. Ecuaciones de movimiento  1.1.7. Movimiento uniforme y no uniforme  1.1.8. Caída libre y aceleración debido a la gravedad  1.1.9. Velocidad relativa  1.1.10. Movimiento circular  1.2. Leyes de la fuerza y el movimiento  1.2.1. El concepto de fuerza  1.2.2. La primera ley del movimiento de Newton  1.2.3. Segunda ley del movimiento de Newton  1.2.4. Tercera ley del movimiento de Newton  1.2.5. Inercia y tipos de inercia  1.2.6. Movimiento  1.2.7. Conservación del momento  1.2.8. Aplicación de las leyes de Newton en la vida diaria  1.2.9. Tipos de Fuerzas (Contacto y No Contacto)  1.2.10. Fricción y sus efectos  1.3. Fuerza gravitacional  1.3.1. La ley de la gravitación universal de Newton  1.3.2. Importancia de la Fuerza Gravitacional  1.3.3. Aceleración debido a la gravedad  1.3.4. Caída libre e ingravidez  1.3.5. Masa y peso  1.3.6. Variación de g con altura y profundidad  1.3.7. Leyes del movimiento planetario de Kepler  1.3.8. Satélites y sus órbitas  1.4. Trabajo, Energía y Potencia  1.4.1. Concepto de trabajo  1.4.2. Acciones positivas y negativas  1.4.3. Trabajo realizado por fuerza constante y variable  1.4.4. Energía y sus formas  1.4.5. Energía cinética y energía potencial  1.4.6. La ley de conservación de la energía  1.4.8. Unidad comercial de energía  1.4.9. Teorema trabajo-energía  1.5. Máquinas simples  1.5.1. Tipos de máquinas simples  1.5.2. Ventaja mecánica  1.5.3. Eficiencia de la máquina  1.5.4. Palancas y sus tipos  1.5.5. Poleas y planos inclinados  1.5.6. Engranajes y sus usos
  2. Propiedades de la materia  2.1. Estados de la materia  2.1.1. Sólidos, líquidos y gases  2.1.2. Propiedades de los diferentes estados de la materia  2.1.3. Cambio en el estado de la materia  2.1.4. Plasma y condensado de Bose-Einstein  2.2. Densidad y presión  2.2.1. Concepto de densidad y densidad relativa  2.2.2. Presión en sólidos, líquidos y gases  2.2.3. La ley de Pascal y sus aplicaciones  2.2.4. Presión atmosférica y sus variaciones  2.2.5. Tensión superficial y capilaridad  2.3. Flotabilidad y el principio de Arquímedes  2.3.1. Fuerza de flotación  2.3.2. Principio de Arquímedes  2.3.3. Aplicaciones del Principio de Arquímedes  2.3.4. objetos que flotan y se hunden  2.3.5. Teoría de la Flotación y el Principio de Arquímedes
  3. Calor y Termodinámica  3.1. Temperatura y calor  3.1.1. Concepto de calor y temperatura  3.1.2. Medición de temperatura  3.1.3. Escalas de temperatura  3.2. Transferencia de calor  3.2.1. Conducción del calor  3.2.2. Convección del calor  3.2.3. Radiación de calor  3.2.4. Aplicaciones de la transferencia de calor  3.2.5. Conductividad térmica  3.3. Thermal expansion  3.3.1. Expansión de sólidos, líquidos y gases  3.3.2. Expansión anómala del agua  3.3.3. Aplicaciones de la expansión térmica  3.4. Capacidad calorífica específica y calor latente  3.4.1. Concepto de capacidad calorífica específica  3.4.2. Medición y aplicaciones del calor específico  3.4.3. Calor latente de fusión y vaporización  3.4.4. Motores de calor y eficiencia
  4. Ondas y sonido  4.1. Ondas y sus tipos  4.1.1. Ondas mecánicas y electromagnéticas  4.1.2. Ondas Longitudinales y Transversales  4.1.3. Propiedades de las ondas  4.1.4. Longitud de onda, frecuencia y velocidad de la onda  4.1.5. Superposición de ondas  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Naturaleza y transmisión del sonido  4.2.2. Velocidad del sonido en diferentes medios  4.2.3. Reflexión del sonido y eco  4.2.4. Sonar y ultrasonido  4.2.5. Resonancia y pulsación  4.3. Características del sonido  4.3.1. Intensidad, volumen y calidad del sonido  4.3.2. Efecto Doppler en el sonido
  5. Iluminación y Óptica  5.1. Reflexión de la luz  5.1.1. Leyes de la reflexión  5.1.2. Reflexión desde un espejo plano  5.1.3. Reflexión en un espejo esférico  5.1.4. Formación de imágenes por espejos cóncavos y convexos  5.1.5. Aplicaciones de la Reflexión  5.2. Refracción de la luz  5.2.1. Leyes de la refracción  5.2.2. Índice de refracción  5.2.3. Refracción a través de una lámina de vidrio  5.2.4. Refracción en el agua y el aire  5.2.5. Lentes y sus tipos  5.2.6. Formación de imágenes por lentes convexas y cóncavas  5.2.7. Reflexión interna total y sus aplicaciones  5.3. Dispersión y dispersión de la luz  5.3.1. Espectro de la luz blanca  5.3.2. Prismas y Dispersión  5.3.3. Efecto Tyndall y cielo azul
  6. Electricidad y Magnetismo  6.1. Carga eléctrica y electricidad estática  6.1.1. El concepto de carga eléctrica  6.1.2. Carga por fricción, contacto e inducción  6.1.3. Electroscopio y su funcionamiento  6.2. Electricidad Corriente  6.2.1. El concepto de corriente eléctrica  6.2.2. Ohm's Law and Resistance  6.2.3. Factores que afectan la resistencia  6.2.4. Circuitos en Serie y Paralelo  6.2.5. Heating effect of electric current  6.2.6. Potencia y energía eléctricas  6.3. Magnetismo  6.3.1. Imanes naturales y artificiales  6.3.2. Propiedades de los imanes  6.3.3. Magnetismo de la Tierra  6.3.4. Campo magnético y líneas de campo  6.3.5. Electroimanes y sus aplicaciones
  7. Física Moderna  7.1. estructura del átomo  7.1.1. Estructura Atómica y Partículas Subatómicas  7.1.2. Electrones, Protones y Neutrones  7.1.3. Modelo de Rutherford y Bohr  7.2. Radiactividad  7.2.1. Tipos de emisiones radiactivas  7.2.2. Vida media y desintegración radiactiva  7.2.3. Usos y Peligros de la Radiactividad
  8. Ciencia espacial y astronomía  8.1. El universo y sus componentes  8.1.1. Estrellas y galaxias  8.1.2. Planetas y Sistema Solar  8.2. Satélites  8.2.1. Satélites naturales y artificiales  8.2.2. Uso de satélites

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Circuitos en Serie y Paralelo


La electricidad es una parte fundamental de nuestra vida diaria. Alimenta nuestros hogares, nuestros dispositivos electrónicos e incluso algunos de nuestros automóviles. Es importante entender los conceptos básicos de la electricidad y sus circuitos. En esta lección, exploraremos los conceptos de circuitos en serie y paralelo, que son importantes en los campos de la ingeniería eléctrica y la física.

¿Qué es un circuito eléctrico?

Un circuito eléctrico es un camino cerrado a través del cual fluye la corriente eléctrica. Por lo general, incluye una fuente de energía como una batería, conductores como cables y varios componentes eléctricos como resistencias, interruptores y lámparas.

Circuito en Serie

En un circuito en serie, los componentes están conectados uno tras otro de tal manera que la misma corriente fluye a través de cada componente.

Características del circuito en serie

  • La resistencia total del circuito es la suma de las resistencias individuales:
    R total = R 1 + R 2 + R 3 + ...
  • La misma corriente fluye a través de cada componente.
  • El voltaje total en un circuito es la suma de los voltajes a través de cada componente:
    V total = V 1 + V 2 + V 3 + ...
     Batería
      ,
      ,    
     [R1]---[R2]---[R3]  
      ,    
    ,

Considere tres resistencias conectadas en serie como se muestra arriba. La resistencia total es la suma de las tres resistencias.

Ejemplo de un circuito en serie

Supongamos que tiene tres resistencias con resistencias de 2 ohmios, 3 ohmios y 5 ohmios conectadas en serie a una batería de 12 voltios. Para calcular la resistencia total y la corriente, considere:

R total = 2 + 3 + 5 = 10 ohmios

Ahora, usando la ley de Ohm (V = IR), encontramos la corriente:

I = V / R = 12 voltios / 10 ohmios = 1,2 A

Aplicación

Los circuitos en serie se utilizan a menudo en aplicaciones donde el funcionamiento del circuito no depende de ningún componente individual. Por ejemplo, en algunas luces navideñas antiguas, si una bombilla se apaga, toda la cadena se apaga, porque estaban conectadas en serie.

Circuito paralelo

En un circuito paralelo, los componentes están conectados en dos puntos idénticos, creando múltiples caminos para la corriente eléctrica.

Características del circuito paralelo

  • El voltaje a través de cada componente es el mismo.
  • La corriente total que fluye en el circuito es la suma de las corrientes que pasan por cada camino:
    I total = I 1 + I 2 + I 3 + ...
  • La resistencia total en el circuito es menor que la menor resistencia individual. Se puede calcular como:
    1/R total = 1/R 1 + 1/R 2 + 1/R 3 + ...
     Batería
      ,
      ,
     [R1] [R2]
      ,
     ----[R3]----

En el circuito paralelo anterior, el voltaje a través de cada resistencia es el mismo. La corriente total se divide en ramas paralelas.

Ejemplo de un circuito paralelo

Imagine que tiene tres resistencias de 6 ohmios, 2 ohmios y 3 ohmios conectadas en paralelo a través de una batería de 9 voltios. La resistencia total se puede calcular como:

1/R total = 1/6 + 1/2 + 1/3

Simplificando esto, obtienes:

1/R total = 1/6 + 3/6 + 2/6 = 6/6

Por lo tanto, R total = 1 ohmio

Corriente total suministrada por la batería: I = V / R = 9 voltios / 1 ohmio = 9 A

Aplicación

Los circuitos en paralelo se usan comúnmente en sistemas de cableado doméstico. Cada dispositivo en el hogar, como una bombilla o un tomacorriente, funciona de manera independiente. Si uno deja de funcionar, los demás continúan funcionando.

Comparación de circuitos en serie y paralelo

Características Circuito en Serie Circuito Paralelo
Resistencia Aditiva Suma recíproca
Corriente Igual a través de todos los componentes División entre caminos
Voltaje Se descompone en componentes Igual en todos los componentes
Fallo Si uno falla, se interrumpe el circuito Otros componentes continúan funcionando

Resumir Fórmulas

Fórmula del circuito en serie

  • Resistencia total: R total = R 1 + R 2 + R 3 + ...
  • Corriente: I = V / R total

Fórmula del circuito paralelo

  • Resistencia total: 1/R total = 1/R 1 + 1/R 2 + 1/R 3 + ...
  • Corriente: I = V / R total

Conclusión

Comprender la diferencia entre los circuitos en serie y en paralelo permite a los estudiantes y a los aficionados diseñar circuitos que satisfagan sus necesidades específicas. Los circuitos en serie son útiles para aplicaciones simples donde se requiere un suministro de corriente igual, mientras que los circuitos en paralelo proporcionan estabilidad y flexibilidad para sistemas complejos.

Prueba tu comprensión

Considere este escenario: tiene un circuito que consta de una resistencia de 10 ohmios y una resistencia de 20 ohmios conectadas en serie, alimentadas por una batería de 30 voltios. Calcule la resistencia total, el voltaje total y la corriente total.

Luego, imagine que estas dos resistencias están conectadas en paralelo a la misma batería de 30 voltios. ¿Cómo cambia el cálculo? Al resolver estos problemas, puede fortalecer su comprensión de los circuitos en serie y paralelo.


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Circuitos en Serie y Paralelo

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