Curso: CIRCUITOS ELÉCTRICOS: SERIE, PARALELO Y MIXTOS

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MODULO 1.- CONCEPTO DE CIRCUITO ELECTRICO, LEY DE OHM Y SIMBOLOGIA BASICA.
- ¿Qué es un circuito eléctrico?
  Un circuito eléctrico es un conjunto de componentes electrónicos que están conectados. Las fuentes, las resistencias y otros dispositivos conforman un circuito eléctrico.
  Un circuito es un recorrido por el que viajan los electrones en un cable, formando un bucle cerrado de una red eléctrica.
- LA LEY DE OHM
  ¡Heeey qué tal , Una imagen vale más que mil palabras, y la que tienen abajo nos resume en general la famosa ley del ohm, esta famosa e importante ley nos da a entender el concepto y relación de la la electricidad a través de cualquier material conductor. En ese entonces, el gran físico Ohm, halló que para diversos materiales principalmente los metales, la relación entre la tensión y la corriente se mantenía constante, a ese valor constante se le representaría como resistencia R del conductor.
- Para una diversidad de conductores, en especial los metales, el valor de la resistencia permanece constante y no depende de cualquier tensión aplicada al conductor.
  Peeeeero hay un detalle!!!, no todos los conductores trabajan bajo la ley del ohm, ya que existen algunos conductores a los que le denominan no óhmicos que su valor de resistencia varía conforme se aplica dicha tensión.
  La gráfica o diagrama es algo sencillo de construir, puesto que la resistencia o el valor de R permanece constante y cuando esto ocurre nos da a entender que es directamente proporcional, es decir una recta que atraviesa el origen, tal como se muestra en la imagen.
  
  Gracias a le ley del Ohm muchos aparatos electrodomésticos son fabricados con excelente diseño electrónico para manejar la tensión que suministran éstos mismos.
  Pasemos a resolver algunos ejercicios de la ley del Ohm, no sin antes recordar que nuestra Ley, la podemos definir con la siguiente fórmula:
  I=V/R
  dónde:
  i = Corriente (Amper)
  R = Resistencia (Ohm)
  V = Voltaje o Tensión (Volts)
- Símbolos Eléctricos y Electrónicos Básicos
  Principales símbolos eléctricos y electrónicos que representan funciones, componentes, dispositivos y circuitos en diagramas y esquemas eléctricos y electrónicos, todos ellos pertenecen a los estándares más comunes y ampliamente utilizados en todo el mundo.
  Estos símbolos eléctricos básicos se representan con su símbolo genérico. Para representaciones específicas, puede acceder a su familia en el enlace relacionado en "símbolo +" adjunto al nombre del dispositivo.
  Símbologia Básica Eléctrica y Electrónica
  SímboloDescripciónSímboloDescripción
  Símbolos de Componentes Pasivos
  Resistencia eléctrica / Resistor
  Sistema IEC
  + símbolos Resistencia eléctrica / Resistor
  Sistema NEMA
  + símbolosBobina eléctrica / Inductor
  + símbolos Condensador eléctrico / Capacitor
  + símbolosInterruptor
  + símbolos Conmutador
  + símbolosPulsador
  + símbolos Conector macho
  Sistema IEC
  + símbolosFusible
  + símbolos Conector hembra
  Sistema IEC
  + símbolosLínea eléctrica
  + símbolos Conector macho
  Sistema NEMA
  + símbolosTierra
  + símbolos Conector hembra
  Sistema NEMA
  + símbolos
  Símbolos de Componentes Activos
  Diodo
  + símbolos Diac
  + símbolosTiristor
  + símbolos Triac
  + símbolosCircuito integrado / CI / Chip
  + símbolos Amplificador
  + símbolosGenerador eléctrico
  + símbolos Pila eléctrica
  + símbolosTransistor
  + símbolos Válvula electrónica
  Ejemplo: Diodo
  + símbolos
  Símbolos de Componentes Activos (Electronica Digital)
  Puerta lógica AND
  Sistema ANSI
  + símbolos Puerta lógica OR
  Sistema ANSI
  + símbolosPuerta NAND
  Sistema ANSI
  + símbolos Puerta NOR
  Sistema ANSI
  + símbolosInversor lógico
  + símbolos Display de LED de 7 segmentos
  + símbolosPuerta AND
  Sistema británico
  + símbolos Puerta OR
  Sistema británico
  + símbolosPuerta AND
  Sistema NEMA
  + símbolos Puerta OR
  Sistema NEMA
  + símbolos
  Símbolos de Instrumentación Eléctrica
  Amperímetro
  + símbolos Voltimetro
  + símbolosOhmetro
  + símbolos Frecuencímetro
  + símbolosVatímetro
  + símbolos Reloj eléctrico
  + símbolosContador eléctrico / Integrador
  Se sustituye el asterisco por la letra o símbolo de la magnitud a contar
  + símbolos Instrumento registrador
  Se sustituye el asterisco por la letra o símbolo de la magnitud a contar
  + símbolos
  Otros Símbolos Eléctricos y Electrónicos
  Antena
  + símbolos Altavoz
  + símbolosMicrófono
  + símbolos Bombilla / Lámpara
  + símbolosCorriente continua, CC
  Corriente directa, CD
  + símbolos Corriente alterna, CA
  + símbolosPolaridad positiva
  + símbolos Polaridad negativa
  + símbolosCristal piezoeléctrico
  + símbolos Relé (Bobina e interruptor)
  + símbolosTransformador eléctrico
  + símbolos Motor eléctrico
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MODULO 2: CIRCUITOS ELECTRICOS EN SERIE
- Circuito en serie
  
  Los circuitos en serie son empleados para realizar un solo recorrido para la corriente eléctrica desde y hacia la fuente. Por lo tanto, si hay algún error o fallo dentro de la cadena de transmisión, se producirá una interrupción completa en todo el flujo eléctrico del circuito. Se caracteriza por tener siempre la misma corriente y la resistencia aumenta a medida que se agrega un nuevo dispositivo.
- En pocas palabras, todos los componentes de un circuito en serie son conectados de extremo a extremo. Es usado para construir lámparas, congeladores, refrigeradores y otros aparatos. Es importante conocer sus elementos para así comprender su funcionamiento, como así también, el objetivo de resaltar los aspectos más relevantes de un circuito en serie.
  Características
  
  Los circuitos en serie poseen diversas características que los hacen únicos y diferenciables de los demás. Entre las principales es posible encontrar:
  La cantidad de corriente es la misma que pasa en todos los componentes.
  Posee una sola ruta para el flujo eléctrico.
  La cantidad de voltaje utilizado por cada carga dependerá de la resistencia de la carga. El mayor valor de voltaje requerirá el mayor valor de resistencia.
  Una interrupción en uno de los componentes del circuito y se detendrá todo su funcionamiento.
  Los alambres que vinculan a los elementos del circuito no brindan resistencia a la corriente.
  A mayor resistencia, menor intensidad.
  No importa la posición del interruptor.
  La resistencia total es igual a la suma de las resistencias individuales.
  La tensión total es igual a la suma de las tensiones en cada uno de los dispositivos conectados en serie.
  Los elementos no son independientes. Los componentes deben funcionar todos de manera simultánea, o no funcionará ninguno.
  Componentes
  Los componentes de un circuito en serie son elementos que forman parte de su funcionamiento. Entre ellos, es necesario resaltar los siguientes:
  Fuente eléctrica: es el punto de partida en el que se produce la energía que es transmitida al conductor.
  Conductores: son materiales metálicos (generalmente cobre) que va desde la fuente eléctrica hasta la resistencia y viceversa. Estos componentes son los que permiten el flujo eléctrico.
  Resistencias: son todos los dispositivos conectados al circuito, los cuales reciben la corriente y transforman la energía de acuerdo al receptor conectado, bien sea bombillos (energía lumínica) o motores (energía cinética).
- Ejemplos de usos
  
  Los circuitos en serie son aplicados a distintos ámbitos tanto industriales como domésticos. Por lo tanto, es muy sencillo encontrar ejemplos de aquellos equipos y artefactos que utilizan un circuito en serie para su funcionamiento:
  Luces de navidad.
  Calentadores de agua.
  Lámparas de escritorio.
  Congeladores y refrigeradores.
  Componentes electrónicos.
  Bomba de agua de pozo.
  Maquinarias de riesgo.
- Fórmulas
  Para entender el funcionamiento de este tipo de circuitos, es necesario conocer su voltaje, resistencia, inductancia, intensidad y demás factores. En vista de ello, es importante conocer cada una de las fórmulas para calcular los diferentes componentes de un circuito en serie.
  Voltaje
  El voltaje en un circuito en serie es igual a la suma de las caídas de voltaje individuales. Por lo tanto, su fórmula es la siguiente:
  Vf = V1 + V2 + V3… + Vn, donde “n” es la cantidad de voltajes individuales que estén conectados al circuito.
  Intensidad de corriente
  La corriente en un circuito en serie es igual en todos sus puntos. Las cargas circulan juntas a través de los cables del circuito eléctrico, avanzando al mismo ritmo en todos sus componentes. De igual forma, la velocidad a la que fluye la carga eléctrica es igual en todas partes. Matemáticamente, la fórmula se describe de la siguiente manera:
  It = I1 = I2 = I3… In.
  Resistencia total
  La resistencia total en un circuito en serie es igual a la suma de las resistencias individuales. Para calcular el amperaje, es necesario calcular la resistencia total del circuito. Esto se realiza con la suma de todos y cada uno de los valores individuales de las resistencias eléctricas en serie. Su fórmula es:
  R1 + R2 + R3 = RT.
  Capacitancia
  Se puede encontrar la capacitancia total de un circuito en serie al sumar los recíprocos o inversas de las capacitancias individuales y calcular la inversa del resultado. En vista de ello, la capacitancia total será menor que la capacitancia de cualquier elemento en el circuito. La fórmula a emplear es la siguiente:
  1/Ct = 1/C1 + 1/C2 +1/C3… + 1/Cn.
  Inductancia
  Cuando los inductores están conectados en serie, la inductancia total es la suma de las inductancias de los inductores individuales.
  Ley de Ohm
  Georg Ohm fue quien descubrió que el flujo de corriente a través de un conductor está directamente relacionado con la resistencia y la tensión. Esto significa que, al multiplicar la corriente y la resistencia en un circuito, se puede encontrar la tensión. Algunas fórmulas para calcular esto son las siguientes:
  V = I x R.
  R =V / I.
  I =V / R.
  “V” significa voltaje, “I” es la corriente o intensidad de la corriente y “R” es resistencia. Al obtener cada componente, solo se deben sustituir los valores de la fórmula para encontrar el cálculo requerido.
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SEMANA 3: CIRCUITOS EN PARALELO
- Circuito en paralelo
  
  Los circuitos en paralelo son conocidos también como divisores de corriente. Estos circuitos son aquellos que se caracterizan por tener cada receptor conectado a una fuente de alimentación de forma independiente para que así, todos los bombillos tengan la misma tensión y voltaje. Lo mejor de este circuito es que, si se funde un elemento, no afectará al resto de componentes.
  Esto se debe a que, mientras más dispositivos eléctricos se hallen en una red eléctrica, menor resistencia tendrá. Por ello, este tipo de circuitos son utilizados para crear redes eléctricas en las casas. De esta manera, si falla una de las estaciones de la red, las otras conexiones no se alterarían en absoluto. Por esta razón, es importante conocer los aspectos más importantes del circuito en paralelo.
- Características
  
  Los circuitos paralelos poseen determinadas características que permiten su diferencia entre los demás circuitos. Entre estas, algunas de las más principales son las siguientes:
  El voltaje es igual en todos los componentes del circuito.
  Los terminales de entrada y salida de todos los componentes son conectados en paralelo.
  Los caminos seguidos por la corriente eléctrica son denominados “Ramas”.
  La Resistencia Total (RT) siempre será menor que las resistencias individuales.
  La corriente total es la misma enviada a cada componente.
  Son fáciles de modificar y reparar.
  La pila se gasta más que en el circuito serie.
  La electricidad no fluye mediante un solo camino, por ello, un resistor puede dejar de funcionar y los demás bombillos no se verán afectados.
  Facilita el encendido o apagado independiente de cada componente, sin tener que perjudicar al resto del sistema.
  Si se agregan más componentes, esto no afectará a la corriente.
- Ejemplos de usos
  
  Son diversos los campos en los que se pueden aplicar los circuitos paralelos. De hecho, está incluido en los artefactos que se utilizan en la vida cotidiana. Por lo tanto, es importante conocer algunas áreas y equipos en los que es necesario el uso de un circuito en paralelo:
  Red eléctrica doméstica. Una sola fuente de energía suministra a todas las demás y en caso de que una se quema, las demás seguirán funcionando perfectamente (al menos que haya un cortocircuito).
  La fuente de alimentación de CC en la industria automotriz requiere de estos circuitos.
  Los hardwares de las computadoras y portátiles están diseñados con circuitos paralelos.
  Las luces de un carro también utilizan circuitos paralelos. En caso de que usen circuitos en serie, si una de las luces falla, la otra también se apagará, por lo tanto, se perderá el factor de seguridad.
  Compuerta lógica OR.
  Dispositivos y aparatos eléctricos. Se usan este tipo de circuitos para aprovechar más de una fuente de alimentación.
  Las luces de Navidad. Antes tenían un circuito en serie, pero al agregarle un circuito en paralelo, se han hecho más confiables y duraderas.
  Redes de energía eléctrica en grandes urbanizaciones.
- Fórmulas
  Para saber el funcionamiento del voltaje, la intensidad, resistencia y demás factores de un circuito, es necesario la aplicación de fórmulas físicas para así alcanzar una comprensión total. En vista de ello, las fórmulas para determinar los diferentes componentes de un circuito en paralelo son las que se detallan a continuación:
  Voltaje
  Antes que nada, es importante resaltar que el voltaje es igual en todos los componentes del circuito. Por lo tanto, si en un circuito el voltaje en R1 es 15V, todos los demás voltajes del circuito tendrán el mismo valor. Esta igualdad de voltajes es representada a través de la siguiente ecuación:
  VTotal = VR1 = VR2 = VR3 = 15V.
  Intensidad de corriente
  Para los circuitos paralelos existe una regla la cual se resumen en que la intensidad total, será la suma de las intensidades individuales. Por lo tanto, será mayores cuantos más receptores tenga el circuito. Su fórmula es la siguiente:
  IT = I1 + I2 + I3... = ΣIn. Donde IT es la intensidad total e In son las intensidades de rama.
  Resistencia total
  Las resistencias individuales en un circuito en paralelo disminuyen (en vez de sumar) para hacer el total. En el circuito en serie, la resistencia total coincide con la suma de las resistencias individuales, pero en el caso de los circuitos paralelos, la resistencia equivalente o total es menor que la menor de las resistencias del circuito.
  RT = 1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/ R3… +1/ Rn.
  Capacitancia
  La capacitancia equivalente del grupo de condensadores que están conectados en paralelo será igual a la suma de capacidades de sus condensadores individuales. Por lo tanto, su fórmula se resume en lo siguiente:
  Ceq = C1 + C2... ΣCn.
  Inductancia
  Este cálculo es similar a la resistencia total de varias resistencias en paralelo. Por lo tanto, el cálculo del inductor se determinará que es igual a la inversa de la suma de las inversas de los inductores que hay en el circuito. Su fórmula quedaría de esta manera:
  1/LT = 1/L1 + 1/L2 + 1/L3… 1/Ln. Donde “n” es el número de inductores que se conectan en paralelo.
  Ley de Ohm
  Para aplicar la Ley de Ohm es primordial que los valores de resistencia, voltaje y corriente estén en el mismo contexto para que los cálculos trabajen adecuadamente. La fórmula de Ley de Ohm se representa de la siguiente manera:
  R = ET / IT. Donde “ET” es el voltaje total e “IT” es la intensidad total de la corriente.
- EJEMPLO
  Una resistencia de 6Ω, 3Ω y 4Ω se conecta en paralelo y una corriente total de 40 A se distribuye entre las tres, ¿cuál es la diferencia de potencial aplicada al circuito?
  Solución:
  Recolectando nuestros datos, obtenemos
  R1 = 6Ω
  R2 = 3Ω
  R3 = 4Ω
  IT = 40A
  RT = ?
  VT = ?
  Para poder calcular la diferencia de potencial de cada componente, debemos al menos conocer al resistencia total.
  $\displaystyle \frac{1}{{{R}_{T}}}=\frac{1}{6\Omega }+\frac{1}{3\Omega }+\frac{1}{4\Omega }=\frac{2+4+3}{12\Omega }=\frac{9}{12\Omega }=\frac{3}{4}\Omega$
  Es decir:
  $\displaystyle \frac{{{R}_{T}}}{1}=\frac{4}{3}\Omega$
  $\displaystyle {{R}_{T}}=\frac{4}{3}\Omega$
  Que sería nuestra resistencia equivalente del circuito, ahora para poder obtener la diferencia de potencial, aplicamos la ley del ohm
  $\displaystyle {{V}_{T}}=\left( 40A \right)\left( \frac{4}{3}\Omega \right)=53.33V$
  Resultado:
  Por lo que la diferencia de potencial aplicada al circuito es de 53.33 V
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SEMANA 4: CIRCUITOS MIXTOS

CIRCUITO MIXTO

circuito mixto

¿Qué es un Circuito Mixto?

Si los elementos de un circuito están conectados en serie y otros en paralelo, sería un circuito eléctrico mixto. En otras palabras, esta es una combinación de circuitos en serie y en paralelo.

circuito mixto definicion — Ejemplo de Circuito Mixto

El circuito que se muestra arriba es un ejemplo del uso de una conexión en mixto dentro de un circuito.

Diferencias entre circuito paralelo y serie

Diferencias
	Circuito serie	Circuito paralelo
Resistencia	Aumenta al incorporar receptores	Disminuye al incorporar receptores
Caída de tensión	Cada receptor tiene la suya, que aumenta con su resistencia. La suma de todas las caídas es igual a la tensión de la fuente.	Es la misma para cada uno de los receptores, e igual a la de la fuente.
Intensidad	Es la misma en todos los receptores e igual a la general en el circuito. Cuantos más receptores, menor será la corriente que circule.	Cada receptor es atravesado por una corriente independiente, menor cuanto mayor resistencia. La intensidad total es la suma de las intensidades individuales. Será, pues, mayor cuanto más receptores tenga el circuito.
Cálculos

¿Cuáles son las Características de un Circuito Mixto?
Las características del Circuito Mixto son las siguientes:
Se caracteriza por estar compuesta por la combinación de circuitos en serie y paralelo.
El voltaje varia dependiendo de la caida de tensión entre cada nodo.
La intensidad de la corriente varía dependiendo de la conexión.
Existen dos formulas para calcular la resistencia total del circuito mixto.
¿Cómo Resolver un Circuito Mixto?
El siguiente ejemplo es el caso más fácil para calcular un circuito mixto: los resistores colocadas en paralelo tienen la misma resistencia. El objetivo del análisis es determinar la corriente y el voltaje en cada resistor.
Calculando la Resistencia Total de un Circuito Mixto
Como ya sabemos, el primer paso es simplificar el circuito reemplazando las dos resistencias paralelas con una sola resistencia que tenga una resistencia equivalente. Dos resistencias de 8 Ω en serie son equivalentes a una sola resistencia de 4 Ω. Por lo tanto, las dos resistencias de ramificación (R₂ y R₃) se pueden reemplazar por una sola resistencia equivalente a 4 Ω. Esta resistencia de 4 Ω está en serie con R₁ y R₄. Por lo tanto, la resistencia total es:
R_Tot = R₁ + 4 Ω + R₄ = 5 Ω + 4 Ω + 6 Ω
R_Tot = 15 Ω
Cómo Calcular la Corriente Total de un Circuito Mixto
Ahora se puede usar la ecuación de la Ley de Ohm (ΔV = I • R) para determinar la corriente total en el circuito. Al hacerlo, deberá usarse la resistencia total y el voltaje total (o voltaje de la batería).
I_Tot = ΔV_Tot / R_Tot = (60 V) / (15 Ω)
I_Tot = 4 Amp
El cálculo de corriente de 4 amperios representa la corriente en la ubicación de la batería. Sin embargo, las resistencias R1 y R4 están en serie y la corriente en resistencias conectadas en serie es igual en todas partes. Así,
I_Tot = I₁ = I₄ = 4 Amp
Para ramas paralelas, la suma de la corriente en cada rama individual es igual a la corriente fuera de las ramas. Por lo tanto, I₂ + I₃ debe ser igual a 4 Amp. Hay un número infinito de valores posibles de I₂ e I₃ que satisfacen esta ecuación. Como los valores de resistencia son iguales, los valores actuales en estas dos resistencias también son iguales. Por lo tanto, la corriente en las resistencias 2 y 3 es igual a 2 Amp.
I₂ = I₃ = 2 Amp
Calculando el Voltaje utilizando la Ley de Ohm
Ahora que se conoce la corriente en cada ubicación de resistencia individual, se puede usar la ecuación de la ley de Ohm (ΔV = I • R) para determinar la caída de voltaje en cada resistencia. Estos cálculos se muestran a continuación.
ΔV₁ = I₁ • R₁ = (4 Amp) • (5 Ω)
V₁ = 20 V
ΔV₂ = I₂ • R₂ = (2 Amp) • (8 Ω)
V₂ = 16 V
ΔV₃ = I₃ • R₃ = (2 Amp) • (8 Ω)
V₃ = 16 V
ΔV₄ = I₄ • R₄ = (4 Amp) • (6 Ω)
V₄ = 24 V
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Intensidad de corriente

Resistencia total

Capacitancia

Inductancia

CIRCUITO MIXTO

¿Qué es un Circuito Mixto?

Diferencias entre circuito paralelo y serie

¿Cuáles son las Características de un Circuito Mixto?

¿Cómo Resolver un Circuito Mixto?

Calculando la Resistencia Total de un Circuito Mixto

Cómo Calcular la Corriente Total de un Circuito Mixto

Calculando el Voltaje utilizando la Ley de Ohm