En esta nuevo post aprenderemos los aspectos más importantes de los circuitos eléctricos en serie, ya te he hablado de este tema en la clase anterior y ahora profundizaré un poco más en esta configuración y haremos un ejemplo para que te quede súper claro como funcionan los circuitos en serie.

¿Qué es un circuito eléctrico en serie?

En una clase anterior expuse que un circuito eléctrico es un conjunto de dispositivo o elementos que están están conectados entre sí, bajo este concepto ahora te voy a dar una definición de circuito eléctrico en serie lo cual estoy seguro te resultará muy fácil entender.

Un circuito eléctrico son varios elementos conectados entre sí, donde, la corriente que circula en el circuito es de igual magnitud en cada uno de los elementos que forman parte del circuito.

A simple vista es muy fácil identificar este tipo de circuito, ya que encontrarás cada elemento conectado a la salida del otro.

¿Cómo funciona un circuito en serie?

El funcionamiento de esta topología de circuitos es una de las más simples y cumple con las siguientes características:

• La primera características es que la corriente que entra al circuito es la misma que circula en cada elemento o componente.
• Podemos obtener la resistencia equivalente total de un circuito en serie con tan solo realizar una suma de todos los elementos resistivos conectados.
• En relación al punto anterior la resistencia equivalente siempre será de mayor valor que el valor del resistor más grande conectado en el circuito.
• De forma similar el voltaje total es la suma de cada caída de tensión en cada receptor o elemento.
• Otro aspecto que pareciera se bastante lógico es que si un elemento es desconectado, el circuito se considera como abierto y la corriente dejará de circular en todos los elementos.

Partes de un circuito en serie

En esta sección solo haré mención a las partes más importantes de esta topología ya que heredan las propiedades de todo circuito eléctrico en general, por ejemplo:

• En esta configuración se cuenta con una fuente que proporciona la energía al circuito
• Conductores, materiales comúnmente de cobre o aluminio que va desde la fuente de alimentación pasa por cada elemento y permite la circulación de corriente eléctrica.
• Receptores o elementos, son aquellos componentes conectados en el circuito, que pueden ser, resistencia, capacitores, etc.

Resistencia equivalente en un circuito en serie

Para obtener la resistencia equivalente total en un circuito en serie podemos utilizar la siguiente formula general:

R_ET = R₁ + R₂ + • • • + R_n-1 + R_n

Fórmula general de la resistencia equivalente en un circuito en serie

Como puedes observar es muy simple obtener el resistor equivalente y, ahora que lo sabes, pongamos en práctica lo que has aprendido.

Ejercicio: solución de un circuito en serie

A continuación tenemos el mas simple de los circuitos en serie y lo usaremos como ejemplo para practicar un poco, así que te invito a observar el siguiente ejemplo de una conexión de resistores en serie.

Datos del ejercicio

Vamos a establecer algunos valores a cada uno de los elementos conocidos del circuito anterior para que practiquemos, por lo tanto, supongamos:

• VF es igual a 12 Volts
• R1 = 1 kΩ
• R2 = 2 kΩ

Ahora, con los datos anteriores debemos encontrar lo siguiente:

• ¿Cuánto vale el resistor equivalente del circuito en serie?
• Calcular el valor de V_R1 y V_R2
• Obtener la corriente total del circuito

¿Qué te parece? Es muy simple verdad, vamos a resolverlo paso a paso

¿Cuánto vale el resistor equivalente del circuito en serie?

Esto es muy simple si aplicamos la fórmula general anterior tenemos lo siguiente:

R_ET = R₁ + R₂ = 1k + 2k = 3 kΩ

Como vemos el resistor equivalente es mayor al resistor mayor conectado al circuito original.

¿Cuanto vale la corriente total en el circuito en serie?

Antes de obtener los voltajes en cada resistor vamos a calcular la corriente total Ix ya que así sera mas fácil obtener cada voltaje, para esto utilizaremos la ley de Ohm

I_X = V_F / R_ET = 12 V / 3000 Ω = 0.004 A

Bien ya tenemos Ix = 4 mA y aplicando las características de un circuito en serie, sabemos que la corriente es la misma en cada resistor y si ahora aplicamos ley de Ohm en cada resistor podemos obtener el voltaje V_R1 y V_R2 

Obtener voltaje en R₁ y R₂

En ambos caso podemos aplicar

V = R * I 

Por lo tanto

V_R1 = 1000 Ω * 0.004 = 4 V

V_R2 = 2000 Ω * 0.004 = 8 V

Excelente ahora

V_F = V_R1 + V_R2 = 4 + 8 = 12 V

Con lo que comprobamos que todos nuestros cálculos con correctos ya que la suma de los voltajes en cada receptor es igual a la entregada por la fuente.

Ahora que ya has practicado un poco solo me resta decirte las ventajas y desventajas de un circuito en serie.

Ventajas de la conexión en serie

• El análisis de estos circuitos es muy sencillo.
• En la mayoría de los casos podemos hacerlos prácticamente a mano.
• Es muy fácil aplicar la leyes fundamentales de la electrónica.

Desventajas de la conexión en serie

La desventaja radica principalmente en la característica de que si un elemento es removido del circuito la corriente dejará de circular, por lo tanto, una mala conexión o falso contacto, hará que la corriente deje de fluir.

Excelente, como puedes ver, resolver un circuito en serie es muy fácil, te invito a practicar cambiando los datos e intentar resolver el nuevo circuito, sin más nos vemos en el siguiente post.