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CIRCUITOS ELÉCTRICOS SERIE, PARALELO Y MIXTO Índice

1. Introducción 2. Circuito serie 2.1. Elementos de un circuito en serie 2.2. Asociación en serie de resistencias 2.3. Asociación en serie de generadores 2.4. Asociación en serie de bobinas 2.5. Asociación en serie de condensadores 3. Circuito paralelo 3.1. Características 3.2. Uso 4. Circuito mixto 4.1. Caracteristicas 4.2. ¿Cómo funciona? 4.3. ¿Cómo hacerlo? 4.4. Asociaciones en estrella y en triángulo 5. Conclusión

1. Introducción Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos conductores conectados de manera que constituyen un recorrido cerrado a través del que circula (o puede circular) una corriente eléctrica. Los elementos más comunes de que consta un circuito eléctrico son: •

Generador (pila, batería, etc.), que suministra energía eléctrica al circuito.

•

Receptor (motor, bombilla, resistencia, etc.), que aprovecha la energía

eléctrica suministrada por el generador, transformándola en otros tipos de energía (mecánica, luminosa, calorífica, etc.). •

Interruptor, que abre o cierra el circuito, para que la transformación de

energía se realice cuando se solicita. •

Conductores, generalmente hilos metálicos, que unen el generador y el

receptor. Estos conductores poseen una determinada resistencia, que se simboliza concentrada en una zona del circuito, considerándose el resto del conductor como ideal; es decir, sin resistencia. De esta forma, los dos extremos de un hilo conductor ideal tienen el mismo potencial. La corriente (considerada en sentido convencional como el movimiento de cargas positivas) sale del generador por el polo positivo y regresa a él por el negativo, conservándose constante su intensidad a lo largo de todo el circuito (de acuerdo con el principio de conservación de la carga eléctrica). En este tema estudiaremos como se comportan los circuitos eléctricos al combinar diferentes generadores y también los receptores más simples, resistencias, bobinas y condensadores. Los componentes eléctricos se pueden conectar de formas muy distintas, entre las que destacamos la asociación en serie, en paralelo y en forma mixta. Otras formas de asociación que se encuentran principalmente en circuitos trifásicos son las conexiones en estrella y en triángulo. 2. Circuito serie

Se considera que 2 o más componentes están asociados en serie cuando se conectan uno a continuación de otro, de manera que por todos ellos circula la misma

intensidad. Se llama circuito en serie a un tipo de circuito eléctrico provisto de un único camino para la corriente, que debe alcanzar a todos los bornes o terminales conectados en la red de manera sucesiva, es decir uno detrás de otro, conectando sus puntos de salida con el de entrada del siguiente.

Si lo explicamos con una metáfora hidráulica, tendremos dos o más depósitos de agua dispuestos de manera tal que la tubería de salida de uno es la de entrada del siguiente, y así sucesivamente.

Los circuitos en serie suministran a los terminales la misma cantidad de corriente en la misma idéntica intensidad, y provee al circuito de una resistencia equivalente igual a la suma de las resistencias de cada terminal conectado, pero siempre más alta que la mayor de ellas; esto significa que a medida que añadimos terminales, la resistencia incrementa (en vez de disminuir, como en los circuitos en paralelo).

Los circuitos en serie son útiles porque permiten la suma del voltaje, sobre todo en lo referido a generadores; esto es, permiten acumular la potencia de la red. Por eso ciertos aparatos emplean un número determinado de baterías para alimentarse: porque sólo así pueden alcanzar el voltaje requerido. Caso contrario requeriríamos una sola pila más potente y costosa.

2.1. Elementos de un circuito en serie

Los elementos que componen un circuito en serie no son en esencia distintos de los de un circuito de otro tipo. La diferencia sustancial es cómo están dispuestos. De ese modo, tenemos que un circuito en paralelo se compone de: 

Una fuente eléctrica. En donde se origina la energía que se transmite por el conductor.



Un conductor. Usualmente elaborado de un material metálico (cobre, etc.) que va desde la fuente hasta los terminales y de vuelta, permitiendo el flujo electrónico que es la electricidad.



Terminales o receptores. Que son cada uno de los dispositivos conectados a la red eléctrica, los cuales reciben la corriente y la transforman en otro tipo de energía: lumínica si son bombillas, cinética si son motores, etc.

2.2. Asociación en serie de resistencias

Cuando se conectan varias resistencias en serie, se denomina resistencia equivalente aquella resistencia única que consume la misma energía que las asociadas y puede, por tanto, sustituirlas, sin que por ello se produzca modificación energética alguna en el circuito. Es la que resulta al conectar las resistencias una a continuación de otra, de manera que a través de todas ellas circule la misma intensidad, cumpliéndose que la diferencia de potencial entre los extremos de la resistencia equivalente es igual a la suma de las diferencias de potencial entre los extremos de las resistencias asociadas. 2.3. Asociación en serie de generadores

Es la que resulta de unir entre sí y sucesivamente los polos de signo contrario de los diferentes generadores, la fuerza electromotriz total es igual a la suma de las fuerzas electromotrices de cada uno de los generadores y la resistencia interna total es también igual a la suma de las resistencias internas de todos ellos.

2.4. Asociación en serie de bobinas

La asociación de bobinas sigue las mismas reglas que la de resistencias, de manera que la inductancia equivalente es la suma de las inductancias de cada bobina: Leq = L1+ L2+ L3+… 2.5. Asociación en serie de condensadores

En una conexión serie de condensadores por todos ellos hay igual desplazamiento y acumulación de cargas, Q1 = Q2 = Q3 = ... = Qn, mientras que la tensiones

parciales del circuito se reparten inversamente para cada capacidad ya que en un condensador se cumple:

V

Q C

Las implicaciones de la asociación serie de condensadores son las siguientes: •

La carga Q es única en todos ellos e igual a la total.

•

La tensión total es la suma de las tensiones parciales.

•

La capacidad equivalente siempre es más pequeña que la capacidad parcial

más pequeña.

3. Circuito en paralelo

Circuito en paralelo. Se habla de conexión en paralelo de un circuito recorrido por una corriente eléctrica, cuando varios conductores o elementos se hallan unidos paralelamente, mejor dicho, con sus extremos comunes. En un circuito en paralelo cada receptor conectado a la fuente de alimentación lo está de forma independiente al resto; cada uno tiene su propia línea, aunque haya parte de esa línea que sea común a todos. Este tipo de circuito también recibe el nombre de divisor de corriente.

3.1. Características Un circuito en paralelo es un circuito que tiene dos o más caminos independientes desde la fuente de tensión, pasando a través de elementos del circuito hasta regresar nuevamente a la fuente. En este tipo de circuito dos o más elementos están conectados entre el mismo par de nodos, por lo que tendrán la misma tensión. Si se conectan más elementos en paralelo, estos seguirán recibiendo la misma tensión, pero obligarán a la fuente a generar más corriente. Esta es la gran ventaja de los circuitos en paralelo con respecto a los circuitos en serie; si se funde o se retira un elemento, el circuito seguirá operando para el funcionamiento de los demás elementos.

La tensión es la misma en todos los puntos del circuito. A cada uno de los caminos que puede seguir la corriente eléctrica se le denomina "rama". La suma de las intensidades de rama es la intensidad total del circuito (IT = I1 + I2 + ... = ΣIi). Donde IT es la intensidad total e Ii son las intensidades de rama. La resistencia equivalente es menor que la menor de las resistencias del circuito.

3.2. uso

La conexión en paralelo se emplea cuando es preciso conservar la independencia absoluta entre la alimentación y cada uno de los elementos. En efecto, en los extremos de cada uno de ellos existe la misma diferencia de potencial y la interrupción de un conductor no perjudica la circulación por los demás. En cambio, en una conexión en serie la interrupción de un utilizador deja sin alimentación a todo el circuito.

4. Circuito mixto

Un circuito eléctrico mixto es aquel que resulta de la combinación de dos configuraciones básicas: circuitos en serie y circuitos en paralelo. Se trata de los montajes más comunes en la vida cotidiana, ya que las redes eléctricas convencionales resultan de la mezcla de circuitos secuenciales y paralelos entre sí.

Para calcular los valores equivalentes de cada componente (resistencias, condensadores, inductores, etc), se recomienda simplificar el análisis reduciendo el circuito a su expresión más simple. Es factible calcular las caídas de tensión y el flujo de corriente a través de cada uno de los receptores.

De esta forma se logra simplificar los componentes conectados en serie y en paralelo, hasta obtener un circuito equivalente simple. Los circuitos eléctricos mixtos

son sumamente útiles al momento de reducir la caída de tensión sobre algún componente en particular. Para ello se realizan arreglos en serie y en paralelo para inducir el efecto deseado.

4.1. Características

Dada la infinidad de combinaciones posibles entre circuitos en serie y en paralelo, los circuitos eléctricos mixtos son ideales para establecer enlaces y conmutaciones diversas a lo largo de toda la conexión. Las características más representativas de los circuitos eléctricos mixtos son las siguientes:

Los terminales de los elementos se conectan según el diseño y la función deseada Los circuitos mixtos no se limitan a un único estilo de conexión, ya que son diseñados para cumplir con un objetivo determinado, según la interacción de los receptores del circuito.

Por ejemplo: la caída de tensión puede hacer que en un circuito mixto de bombillos algunos de estos brillen con más intensidad que otros, debido al juego de las resistencias en serie y en paralelo.

4.2. ¿Cómo funciona?

Generalmente los circuitos mixtos tienen al alimentador conectado en serie con un interruptor que energiza a todo el sistema por igual.

Luego de este alimentador, suelen presentarse varios circuitos secundarios cuya

configuración varía según la disposición de los receptores: secuencias y paralelismos sin un patrón específico.

Incluso es factible apreciar conmutaciones; es decir, cambios de conexión alternados entre un circuito secundario u otro, dependiendo del diseño del sistema.

En el caso de las conexiones que se encuentren en serie, al desconectar una parte de este lazo o malla todo el circuito adyacente quedará desincorporado del montaje automáticamente.

En cambio, si se trata de circuitos secundarios en paralelo, en caso de que uno de los componentes se funda y se genere un punto abierto, el otro ramal seguirá funcionando de manera independiente.

4.3. ¿Cómo hacerlo? Hacer un montaje de un circuito eléctrico mixto puede ser muy sencillo. El efecto se logra incorporando dos resistencias en paralelo dentro de un lazo en serie.

Circuito eléctrico mixto La conexión es fácil y práctica. A continuación, te enseñamos cómo hacer un circuito eléctrico mixto en siete fáciles pasos:

1- Fija una base de madera para que esta sea la plataforma sobre la cual conectes todos los componentes del circuito.

2- Ubica la fuente de tensión. Para ello emplea una pila de 9 voltios y fíjala a la base de madera con cinta adhesiva aislante.

3- Instala el interruptor del circuito al lado del terminal positivo de la batería.

4- Atornilla tres porta bombillos sobre la base del circuito, y coloca los bombillos

donde corresponde. Dos estarán en paralelo frente a la batería y el último quedará en serie con la pila, justo para ser conectado en el terminal negativo de esta.

5- Fija el tamaño de los cables según las distancias existentes entre cada componente y según el diseño original de la instalación.

6- Conecta la fuente de tensión y todos los receptores del circuito entre sí.

7- Finalmente, activa el interruptor para certificar el funcionamiento del circuito.

5. Conclusión

La conexión en serie simplifica el cableado de los circuitos, pero presenta el inconveniente de que si falla uno de los componentes queda el circuito abierto, impidiendo el funcionamiento de todos los demás; es por lo que esta asociación no se utiliza prácticamente en instalaciones eléctricas. La conexión en paralelo es la más adecuada para ese tipo de sistemas ya que la red de distribución entrega una tensión constante y al ser la tensión de trabajo siempre la misma se estandariza la fabricación de los componentes de la instalación. En otros campos de aplicación de la tecnología eléctrica como las máquinas eléctricas o los automatismos se utilizan principalmente asociaciones mixtas, destacando las asociaciones estrella y triángulo en las máquinas eléctricas de corriente alterna.

Fuentes:

https://www.lifeder.com/circuito-electrico-mixto/

https://concepto.de/circuito-en-serie/

https://www.ecured.cu/Circuito_en_paralelo

https://maaz.ihmc.us/rid=1KCHQR5J7-1RSXRC4-VR7/Asociacion.pdf

https://www.electricasas.com/electricidad/circuitos/circuito-serie-paralelo-y-mixto/