CURSO: CIRCUITOS ELÉCTRICOS 

PRESENTACIÓN

En esta unidad, se estudiará el circuito serie resistivo y la Ley de Kirchhoff de voltaje que regula este tipo de circuito con  ejemplos ilustrativos. Para el aprendizaje se tendrá la información teórica con algunos videos de soporte de Youtube, la simulación de circuitos usando el software Solve Elec que es muy sencillo libre y gratuito (open course) como laboratorio virtual y el laboratorio práctico para el desarrollo de los circuitos en protoboard. Terminada la unidad, el estudiante debe realizar la evaluación correspondiente.

UNIDAD 2: RESISTENCIAS EN SERIE (Ver video)

Las resistencias se conectan en serie cuando el terminal de salida de una resistencia se conecta con el terminal de entrada de la siguiente y así sucesivamente, como se indica en la siguiente figura.


 

LEY DE KIRCHHOFF DE VOLTAJE

" En un circuito serie las caídas de voltaje se suman y es igual al voltaje total entre sus terminales ". La corriente que pasa por cada una de las resistencias es la misma. En el circuito serie, se tiene una fuente de voltaje E conectada a tres resistencias en serie, por tanto según esta ley:

E = V1 + V2 + V3   

Con la Ley de Ohm: V1 = R1*I,  V2 = R2*I,  V3 = R3*I,  reemplazando, 

E = R1*I + R2*I + R3*I,  factorizando la corriente,

E = I *( R1 + R2 + R3)       (1)

Si Rt es la resistencia total del circuito, entonces,

E = I* Rt , 

comparando con al ecuación (1), se puede concluir que:

Req = R1 +R2 + R3

En general  Req = R1 +R2 + R3 + ....... + Rn

'La resistencia equivalente de un circuito serie es igual a la suma de sus resistencias "


EJEMPLOS

1)    Hallar la corriente y la caída de voltaje en cada resistencia del circuito. Las resistencias están en ohmios.



          


Resistencia equivalente del circuito serie:

Req = R1 + R2 + R3 
Req = 50 + 100 + 250 = 400Ω

Por Ley de Ohm,  I = E / R,  V = R* I

I = E/R = 100 V / 400 ohm = 0.25 A.
V1 = R1 * I =   50 ohm * 0.25 A = 12.5 V
V2 = R2 * I = 100 ohm * 0,25 A = 25 V
V3 = R3* I = 250 ohm * 0,25  A = 62,5 V

Primera Ley de Kirchhoff:

          E = V1 +V2 + V3 = 12.5 + 25 + 62.5 = 100 V


2)    Hallar la resistencia total de 100 resistencias de 25Ω conectadas en serie.

        Req = nR = 100 * 25Ω = 2500Ω = 2.5 KΩ

DISEÑO:

Una resistencia  de 3.3K y otra de valor desconocido están conectadas en serie a una fuente de 12V. Si se quiere que en la resistencia desconocida caiga un voltaje de 4V, hallar su valor y su potencia.


        

  V2=R2*I     I=E / (R1+R2),   entonces,    V2 = (R2*E) / (R1+R2),  reemplazando valores,

 
  4 = (R2*12) / (3.3K+R2),  lo que está dividiendo pasa a multiplicar,

  4*3.3K +4*R2 = 12*R2,  o sea,  13.2K + 4R2 = 12R2,  simplificando

 13.2K = 8R2,   por tanto,   R2 = 13.2K / 8 = 1.65K

 Este valor no es comercial, se escoge el valor de 1.8K

 El valor de voltaje en R2 se debe recalcular, empezando por la corriente:

 I = E / (R1+R2) = 12V/ (3.3K+1.8K) = 12V / 5.1K = 2.35 mA

 V2 = R2 * I = 1.8K * 2.35 mA = 4.23V

 Potencia = P = V2 * I = 4.23V * 2.35 mA = 9.94 mW,  osea que una de 1/4W = 250 mW está sobrada.

 Respuesta:  La resistencia es de 1.8K a 1/4W

Puede pasar ahora a realizar la simulación de esta unidad.