Análisis de circuitos resistivos en serie

Cuando se conectan en serie, los resistores forman una “hilera” en la cual existe sólo una trayectoria para la corriente.

El diagrama de la figura 1(a) muestra dos resistores conectados en serie entre el punto A y el punto B. La parte (b) muestra tres resistores en serie y la parte (c) cuatro. Desde luego, puede haber cualquier número de resistores en un circuito en serie.

Potencia Eléctrica

En un circuito eléctrico la generación de calor, que ocurre cuando la energía eléctrica se transforma en energía calorífica, con frecuencia es un subproducto indeseable generado por el paso de la corriente a través de la resistencia presente en el circuito. En algunos casos, sin embargo, la generación de calor es el propósito primordial de un circuito como, por ejemplo, en un calentador resistivo eléctrico. En todo caso, en circuitos eléctricos y electrónicos a menudo hay que tratar con potencia.

La potencia eléctrica es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el vatio (watt).

Ley de Ohm

La ley de Ohm describe matemáticamente la relación entre voltaje, corriente y resistencia en un circuito. La ley de Ohm se expresa en tres formas equivalentes según qué cantidad se requiera determinar. Como se verá, la corriente y el voltaje son linealmente proporcionales. Sin embargo, la corriente y la resistencia son inversamente proporcionales.

Ohm determinó experimentalmente que si el voltaje a través de un resistor se incrementa, la corriente a través del resistor también lo hará; y, asimismo, si el voltaje disminuye, la corriente hará lo mismo. Por ejemplo, si el voltaje se duplica, la corriente se duplicará. Si el voltaje se reduce a la mitad, la corriente lo hará también. Esta relación se ilustra en la figura 1, con indicaciones de medidor relativas de voltaje y corriente.

Resistencia eléctrica: generalidades y unidades

Cuando en un material existe corriente, los electrones libres se mueven en éste y de vez en cuando chocan con átomos. Estas colisiones provocan que los electrones pierdan algo de su energía, con lo cual se restringe su movimiento. Entre más colisiones haya, más se restringe el flujo de electrones. Esta restricción varía y está determinada por el tipo de material. La propiedad de un material de restringir u oponerse al flujo de electrones se llama resistencia, R.

Corriente eléctrica: ¿qué es?, unidades y tipos.

El voltaje proporciona energía a los electrones, lo que les permite moverse por un circuito. Este movimiento de electrones es la corriente, la cual produce trabajo en un circuito eléctrico.

Como se ha aprendido, en todos los materiales conductores y semiconductores están disponibles electrones libres. Estos electrones se mueven al azar en todas direcciones, de un átomo a otro, dentro de la estructura del material, tal como indica la figura 1.

Voltaje (tensión o diferencia de potencial)

El voltaje, tensión o diferencia de potencial es la presión que ejerce una fuente de suministro de energía eléctrica o fuerza electromotriz (FEM) sobre las cargas eléctricas o electrones en un circuito eléctrico cerrado, para que se establezca el flujo de una corriente eléctrica.

A mayor diferencia de potencial o presión que ejerza una fuente de FEM sobre las cargas eléctricas o electrones contenidos en un conductor, mayor será el voltaje o tensión existente en el circuito al que corresponda ese conductor.

En otras palabras, el voltaje, tensión o diferencia de potencial es el impulso que necesita una carga eléctrica para que pueda fluir por el conductor de un circuito eléctrico cerrado. Este movimiento de las cargas eléctricas por el circuito se establece a partir del polo negativo de la fuente de FEM hasta el polo positivo de la propia fuente. Se puede medir con un voltímetro.Su unidad de medida es el voltio.

Puente de Wheaststone: tipo nulo y de delflexión

El puente de Wheatstone es un instrumento de gran precisión que puede operar en corriente continua o alterna. Estos se utilizan con bastante frecuencia como elemento de conversión de  variables en los sistemas de medición. Producen una salida en la forma de un nivel de voltaje que cambia cuando se modifica el valor de la cantidad física que se mide. Proporcionando un método exacto de medición de valores de resistencia, inductancia y capacitancia, y son capaces de detectar cambios pequeños en estas cantidades en las proximidades del valor nominal que se va a medir.

Para determinar el valor de una resistencia eléctrica bastaría con colocar entre sus extremos una diferencia de potencial (V) y medir la intensidad que pasa por ella (I), pues de acuerdo con la ley de Ohm, R=V/I. Sin embargo, a menudo la resistencia de un conductor no se mantiene constante –variando, por ejemplo, con la temperatura y su medida precisa no es tan fácil. Evidentemente, la sensibilidad del puente de Wheatstone depende de los elementos que lo componen, pero es fácil que permita apreciar valores de resistencias con décimas de ohmio.