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28.1 Circuitos simples; resistores en serie 549 Circuitos simples; resistores en serie Un circuito eléctrico consiste en cierto número de ramas unidas entre sí, de modo que al menos una de ellas cierre la trayectoria que se proporciona a la corriente. El circuito más sencillo consta de una sola fuente de fem unida a una sola resistencia externa, como se muestra en la figura 28.1. Si “S representa la fem y R indica la resistencia total, la ley de Ohm queda como % = IR (28.1) donde I es la corriente que circula por el circuito. Toda la energía que se gana mediante una carga que pasa a través de la fuente de fem se pierde debido al flujo a través de la resistencia. Figura 28.1 Un circuito eléctrico simple. Considere la adición de ciertos elementos al circuito. Se dice que dos o más elementos están en serie si tienen un solo punto en común que no está conectado a un tercer elemento. La corriente puede fluir únicamente por una sola trayectoria por los elementos en serie. Los resistores R y Rn de la figura 28.2a están en serie porque el punto A es común a ambas. Los resistores de la figura 28.2b, sin embargo, no están en serie, ya que el punto B es común a tres ramales de corriente. Al entrar en tal unión, la corriente eléctrica puede seguir dos trayectorias distintas. Suponga que tres resistores (Rv R, y R}) están conectadas en serie y encerrados en una caja, la cual se indica con la parte sombreada en la figura 28.3. La resistencia efectiva R de los tres resistores se determina a partir de la fem (V) y de la corriente (/), registrados en los instrumentos de medición. Con base en la ley de Ohm y R = ~ (28.2) -A/W —>r 3 >—W A .« 2 (b) Figura 28.2 (a) Resistores conectados en serie, (b) Resistores no conectados en serie.
550 Capítulo 28 Circuitos de corriente continua Figura 28.3 Método del voltímetro-amperímetro para medir la resistencia efectiva de varios resistores conectados en serie. ¿Cuál es la relación de R respecto a los tres resistencias internas? La corriente que circula por cada resistor debe ser idéntica, puesto que existe una sola trayectoria. En consecuencia, / = / I = / 2 = / 3 (28.3) Aprovechando este hecho y considerando que la ley de Ohm se aplica por igual a cualquier parte del circuito, escribimos V — IR v3 = i r 3 (28.4) El voltaje externo (V) representa la suma de las energías perdidas por unidad de carga al pasar por cada resistencia. Por consiguiente, V = V1 + V2 + v3 Por último, si sustituimos a partir de la ecuación (28.4) y dividimos entre la corriente se obtiene IR = IR, + IR„ + IR, R r , + r 2 + r 3 En serie (28.5) Para resumir lo que se ha aprendido acerca de los resistores conectados en serie tenemos que: 1. La corriente es igual en cualquier parte de un circuito en serie. 2. La fem a través de cierto número de resistencias en serie es igual a la suma de los voltajes correspondientes a cada una de ellas. 3. La resistencia efectiva de cierto número de resistores en serie es equivalente a la suma de las resistencias individuales. Las resistencias y R, de la figura 28.2a son de 2 y de 4 íl. Si la fuente de fem mantiene una diferencia de potencial constante de 12 V, ¿qué corriente se suministra al circuito externo? ¿Cuál es la caída de potencial a través de cada resistor? Pía n: Las resistores están conectados en serie, de forma que cada uno porta la misma comente, determinada por el voltaje suministrado y la suma de ambas resistencias. Con la aplicación de la ley de Ohm a cada resistor se obtiene la caída en cada elemento. Solución: Para resistores en serie la resistencia equivalente es R = R, + R = 2 í l + 4 íl; R = 6 íl e 1 2 ’ e La comente / que pasa por todo el circuito y por cada resistor es: V 12 V / = — = — — o / = 2 A R , 6 íl
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Física, conceptos y aplicaciones S
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Publisher: Javier Neyra Bravo Direc
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PARTE I Meca nica Introducción Cen
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Máquinas simples Las máquinas sim
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esumen y repaso Resumen En la indus
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