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Colegio Las Camelias Departamento de Ciencias Subsector: Física Docente: Prof. Pablo I. Retamal Hidalgo

APUNTE DE FÍSICA Circuitos eléctricos Es tan común la aplicación del circuito eléctrico en nuestros días, que tal vez no le damos la importancia que tiene. El automóvil, la televisión, la radio, el teléfono, la aspiradora y los computadores, entre muchos y otros son aparatos que requieren para su funcionamiento, de circuitos eléctricos simples, combinados y complejos. Un circuito eléctrico es el camino que recorre una corriente eléctrica. Este recorrido se inicia en una de las terminales de una pila, pasa a través de un conductor eléctrico (cable de cobre), llega a una resistencia (por ejemplo una ampolleta), que consume parte de la energía eléctrica; continúa después por el conductor, llega a un interruptor y regresa a la otra terminal de la pila. Los elementos básicos de un circuito eléctrico son: Un generador de corriente eléctrica, en este caso una pila, que es un generador de fem o diferencia de potencial eléctrico; los conductores (cables o alambre), que llevan a corriente a una resistencia foco y posteriormente al interruptor, que es un dispositivo de control. La corriente eléctrica es el movimiento de cargas eléctricas (electrones) a través de un conductor; es decir, que la corriente eléctrica es un flujo de electrones. Cuando existe un dispositivo que de una u otra manera interrumpa la conducción de la corriente eléctrica esta no podrá viajar por el conductor, este aparato es el interruptor y permite o impide el paso de la corriente eléctrica a través de un circuito dependiendo si se encuentra cerrado o abierto. Existen otros dispositivos llamados fusibles, que pueden ser de diferentes tipos y capacidades, que son dispositivos de protección tanto para el usuario como para un circuito eléctrico. Sabemos que la energía eléctrica se puede transformar en energía calorífica. Hagamos una analogía, cuando haces ejercicio, tu cuerpo está en movimiento y empiezas a sudar, como consecuencia de que está sobrecalentado. Algo similar sucede con los conductores cuando circula por ellos una corriente eléctrica (movimiento de electrones) y el circuito se sobrecalienta. Esto puede ser producto de un corto circuito, que es registrado por el fusible y ocasiona que se queme o funda el listón que está dentro de el, abriendo el circuito, es decir impidiendo el paso de corriente para protegerte a ti y a la instalación. Los circuitos eléctricos pueden estar conectados en serie, en paralelo y de manera mixta, que es una combinación de estos dos últimos. Circuito con resistores en serie: Cuando dos o más resistencias están conectadas extremos con extremos como se muestra en la siguiente figura, se dice que se encuentran dispuestas en serie. Las resistencias pueden ser dispositivos sencillos como una ampolleta o un calefactor. Cuando las resistencias R1 y R2 se conectan de esta forma a una fuente de fem (fuerza electromotriz), la corriente es la misma en las dos resistencias puesto que cualquier carga que fluye a través de R1 debe hacerlo por R2. Para solucionar circuitos que presentan muchas resistencias, suele utilizarse una resistencia equivalente, que es aquella que puede sustituir a un número determinado de resistencias en un circuito original. La resistencia equivalente de una combinación de resistores en serie, es la suma algebraica de las resistencias individuales, siempre es mayor que cualquier resistencia individual y se encuentre definida por:

Un ejemplo clásico de resistencias conectadas en serie son las luces del árbol de navidad, en este tipo de circuito cada luz representa un resistor y si uno falla, el circuito ya no estará completo, es decir, presentara características de un circuito abierto. Prof. Pablo I. Retamal Hidalgo - Departamento de Ciencias – Colegio Polivalente Las Camelias

Circuito con resistores en paralelo La figura 2 muestra dos resistencias conectadas en paralelo, en ellas la diferencia de potencial a través de los resistores es la misma, porque cada uno se conecta directamente a través de los terminales de una batería. Las corrientes por lo general no son iguales, cuando las cargas llegan al punto a (llamado unión o nodo) la corriente se divide en dos partes I1 que fluye a través de R1; e I2 que fluye a través de R2

Reglas de Kirchhoff y circuitos complejos 1. La suma de las corrientes que entran a cualquier unión debe ser igual a la suma de las corrientes que salen de dicha unión. (A esta regla se suele llamar regla del nodo) 2. La suma de las diferencias de potencial a través de todos los elementos alrededor de cualquier lazo de circuito cerrado debe ser cero. (Esta regla usualmente se llama regla de la malla.)

ACTIVIDADES

1. Dado el siguiente circuito:

a. Encuentre la resistencia equivalente entre los puntos a y b. b. Calcule la corriente en cada resistor si se aplica una diferencia de potencial de 34 V entre los puntos a y b. 2. Considere la combinación de resistores que se muestra en la siguiente figura. a. Encuentre la resistencia equivalente entre los puntos a y b.

Prof. Pablo I. Retamal Hidalgo - Departamento de Ciencias – Colegio Polivalente Las Camelias