3.- CONEXIONES SERIE, PARALELO Y MIXTO

Lo más común es que conectemos más de un elemento en un circuito. Por ello, es importante que estudiemos dos conexiones básicas que son la conexión en serie y la conexión en paralelo. Para ello, utilizaremos el teorema de conservación de la energía. Según dicho teorema la energía proporcionada por la pila debe repartirse entre los elementos activos en dónde se producen las correspondientes transformaciones. Sin embargo, siempre existe un efecto de degradación de la energía que transforma dicha energía en calor. Dicho efecto se denomina efecto Joule, y algunos elementos como las estufas y las bombillas lo utilizan para producir calor. Pero en lineas generales es un efecto energeticamente negativo, ya que el calor es una forma de energía más degradada y por lo tanto con menos exergía que la electricidad. Si despreciamos los efectos exergeticos y las pérdidas por efecto Joule, podremos hacer un estudio de las conexiones en serie y paralelo

Conexión en serie.
Se caracteriza porque todos los elementos se unen mediante un mismo cable, por lo tanto por todos ellos circula la misma intensidad de corriente.

Balance de energía

E (pila) = Suma ( Energías de los elementos)
IV t = I1 V1 t + I2 V2 t

El tiempo y la intensidad son iguales, reusltando

V = V1 +V2

Si aplicamos la ley de OHM

I R = I1 R1 + I2 R2

Volvemos a considerar que las intensidades son iguales y resulta

R = R1 + R2

Conexión en paralelo

En este caso  todos los elementos se unen a un mismo punto del circuito. La intensidad a la entrada de dicho punto, denominado nudo, se reparte entre las diferentes ramas.  Pero aplicando el principio de conservación de la carga

I t = I1 +I2

Ahora aplicando la ley de Ohm

V/ R = V1/ R1 + V2/ R2

La tansión en dichos puntos es la misma, resultando finalmente

1/R = 1/R1 + 1/R2

Con estas dos conexiones básicas, es posible resolver cualquier tipo de circuito. Para ello basta con conocer, los nudos, las ramas y las mallas. Para resolver circuitos complejos se utilizan las denominadas leyes de Kirchhoff

1.- La  intensidad que entra en un nudo debe ser igual a la suma de las intensidades que salen
2.- En una malla debe cumplirse la ley de Ohm.


En la práctica, se comienza por identificar las mallas (que son circuitos conductores cerrados). En cada malla se asigna una intensidad y un sentido. Después se aplica la ley de OHM.

EJERCICIOS 

1.- Se tienen dos resistencias de 5 K ,  10 K   y una pila de 9 V. Calcule los valores de resistencia equivalente, tensión y voltaje total y en cada resistencia en los casos siguientes

a) Si se conectan en serie
b) Si se conectan en paralelo.

Utilice la hoja de cálculo y cocodrile clip para resolver ambos casos.

HOJA DE CALCULO 
Ejercicios