conexion electrica en serie y paralelo

Conocimientos esenciales sobre conexiones eléctricas en serie y paralelo cortocircuitos y otras consideraciones

Existen diversas formas de conectar los elementos de un circuito eléctrico o electrónico. Entre ellas, se destacan dos sencillas: el circuito en serie y el circuito en paralelo, los cuales se presentan con frecuencia. En un circuito en serie, los componentes se interconectan a lo largo de una única ruta, de manera que la misma corriente eléctrica atraviesa todos ellos.[1]​[2]​ Por su parte, en un circuito en paralelo, los componentes se conectan a lo largo de múltiples rutas, lo que permite que todos ellos estén sometidos al mismo voltaje.[3]​

Circuito en paralelo

En un circuito eléctrico, la corriente se divide entre los componentes conectados en paralelo, lo que significa que cada componente recibe una parte de la corriente total. Por ejemplo, en una pila conectada a bombillas en paralelo, a cada bombilla le llega una corriente menor que la que sale de la pila.

Para evitar interrupciones en el funcionamiento en caso de fallo de un componente, en una instalación eléctrica común como una casa, los componentes están conectados en paralelo. Esto permite que, si un elemento deja de funcionar, los demás puedan seguir operando sin problemas.

Un ejemplo claro de esto son las bombillas de una casa conectadas en paralelo. Si se retira una de ellas, las demás seguirán encendiéndose sin problema, ya que la corriente sigue fluyendo por el resto de bombillas.

Circuitos en serie

El circuito en serie es aquel donde los componentes se conectan en una sola línea. Es común encontrarlo en dispositivos eléctricos que funcionan con baterías, como la linterna. El cableado traza una ruta continua desde el polo positivo de la batería, pasando por la bombilla y el interruptor, hasta llegar al polo negativo.

En esta configuración, todos los elementos son esenciales para el funcionamiento del circuito. Si se elimina alguno de ellos o falla, la corriente se interrumpe. Imaginemos que nuestra casa tuviera la misma disposición de luces. Solo podríamos encender todas al mismo tiempo con un interruptor principal y tendríamos que reemplazar cada bombilla que se fundiera para tener luz.

Circuito en paralelo

Se puede afirmar que todos los elementos de conexión en la entrada están en consonancia, al igual que los terminales de salida. Al crear ramificaciones en el circuito principal, es posible conectar varios dispositivos en paralelo para que, en caso de que uno falle, la electricidad siga fluyendo hacia los demás componentes.

La razón detrás de la elección del circuito eléctrico en una residencia en paralelo

Diferentes configuraciones para dispositivos electrónicos en el hogar

En el artículo previo se han analizado las características principales de dos opciones para conectar los dispositivos electrónicos en casa. Sin embargo, es evidente que no es factible tener todos los aparatos conectados mediante una conexión en serie.

Al elegir una conexión en paralelo, podemos contar con varios enchufes para conectar distintos elementos, algo que no sería posible con una conexión en serie. Además, esta opción permite tener todos los aparatos conectados a la red sin la necesidad de encenderlos simultáneamente.

Es importante tener en cuenta que los aparatos eléctricos requieren un voltaje específico para funcionar adecuadamente, generalmente 220V o 240V. En una conexión en serie, cada elemento provoca una disminución en la tensión, mientras que en una conexión en paralelo...

Circuitos de serieeditar

Los circuitos en serie se conocen también como circuitos acoplados por corriente o circuitos acoplados en cadena. En este tipo de circuitos, la corriente fluye a través de todos los componentes en la misma dirección y con la misma intensidad. Esto se debe a que todos los receptores utilizan el mismo generador eléctrico, lo que los hace diferentes de otros tipos de conexiones.

La principal característica de un circuito en serie es que solo hay una ruta a través de la cual fluye la corriente eléctrica. Si en cualquier punto de este circuito se abre o se interrumpe la conexión, todo el circuito dejará de funcionar. Por ejemplo, si una de las bombillas de una cadena de luces de Navidad se apaga o se retira, toda la cadena se apagará hasta que se reemplace la bombilla defectuosa.

La conductancia eléctrica es la medida de la facilidad con la que la corriente fluye a través de un material. Es la cantidad recíproca de la resistencia, es decir, a mayor conductancia, menor resistencia. En un circuito en serie compuesto por resistencias puras, se puede calcular la conductancia total utilizando la siguiente expresión matemática:

Circuitos paraleloseditar

En un circuito eléctrico en paralelo, la diferencia de potencial es la misma en todos los componentes conectados. Además, estas diferencias de potencial tienen igual magnitud y polaridades idénticas. Esta característica permite que se aplique la misma tensión a todos los componentes del circuito. Por otro lado, según la ley de corrientes de Kirchhoff, la corriente total es igual a la suma de las corrientes que circulan por cada componente individual.Para obtener la resistencia total de un circuito en paralelo, es necesario sumar los recíprocos de las resistencias de cada componente y luego tomar el recíproco del resultado. En general, la resistencia total siempre será menor que la resistencia más pequeña.Otra forma de expresar la conductancia total de un circuito paralelo es mediante la suma de los recíprocos de las resistencias, ya que la conductancia es inversamente proporcional a la resistencia. Por lo tanto, la conductancia total será igual al recíproco de la suma de los recíprocos de las resistencias individuales.

Aplicacioneseditar

Circuitos en serie y su aplicación en la electrónica de consumo

Una de las aplicaciones más extendidas del circuito en serie en la electrónica de consumo es en las baterías. Estas, a menudo, se componen de varias celdas conectadas en serie para obtener un voltaje de operación adecuado. Por ejemplo, dos celdas de zinc desechables en serie pueden proporcionar 3 voltios, suficientes para alimentar una linterna o un control remoto. Por otro lado, en un paquete de baterías para una herramienta eléctrica de mano, se pueden encontrar hasta una docena de celdas de iones de litio conectadas en serie para obtener 48 voltios de energía.

Aplicaciones antiguas y actuales del circuito en serie

En el pasado, los circuitos en serie también se utilizaban para la iluminación en trenes eléctricos de unidades múltiples. Por ejemplo, si la tensión de alimentación era de 600 voltios, se utilizaban ocho bombillas de 70 voltios en serie, junto con una resistencia adicional que reducía los 40 voltios restantes. Sin embargo, con el paso del tiempo, estos circuitos en serie fueron reemplazados por generadores de motores y posteriormente por dispositivos de estado sólido.

Resistores en serie en la disposición de los vasos sanguíneos

Además, la disposición en serie de los vasos sanguíneos en un órgano también puede ser comparada con la estructura de un circuito en serie. Cada órgano es suministrado por una arteria grande, seguida de arterias más pequeñas, arteriolas, capilares y venas, dispuestos en serie. En este caso, la resistencia total es la suma de las resistencias individuales, como se puede expresar matemáticamente: Rtotal = Rarteria + Rarteriolas + Rcapilares. La mayor parte de la resistencia en esta serie es aportada por las arteriolas.

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Cortocircuito

En el mundo de la electricidad, un fenómeno conocido como "cortocircuito" puede ocurrir cuando dos terminales de un componente se unen mediante un cable. Este tipo de situación tiene consecuencias importantes, ya que impide el funcionamiento adecuado del componente en cuestión.

Imagina por un momento que una pila o generador está en cortocircuito. En esta situación, toda la corriente que genera pasará por el cable que lo conecta, lo que puede provocar que tanto el generador como el cable se quemen. ¿Por qué sucede esto?

Vamos a verlo con un ejemplo. En la siguiente figura podemos observar un cortocircuito en la primera bombilla. Esto significa que el cable se convertirá en el único camino para la corriente eléctrica, haciendo que la bombilla superior L1 deje de funcionar. Por otro lado, la bombilla inferior L2 se iluminará mucho más de lo normal, ya que ahora toda la corriente pasa por ella.

Para entender mejor cómo funciona un cortocircuito, veamos la siguiente imagen que muestra el camino de la electricidad. En ella, podemos notar que el cable es considerado como el camino preferido de menor resistencia para la corriente eléctrica. Por lo tanto, cuando existe un cortocircuito, toda la corriente que antes pasaba a través de la bombilla L1 ahora fluye por el cortocircuito.

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