Un Circuito Eléctrico en Serie se caracteriza por tener solo una única ruta para el flujo de corriente. Solo hay una forma en que la corriente puede fluir, no hay rutas alternativas y eso hace que este sea un circuito en serie.
¿Qué es un Circuito Eléctrico en Serie?
Una definición de circuito en serie es aquel circuito que posee más de una resistencia, pero solo un camino a través del cual fluye la electricidad (electrones). Desde un extremo del circuito, los electrones se mueven a lo largo de un camino sin ramificaciones, a través de las resistencias, hasta el otro extremo del circuito. Todos los componentes de un circuito en serie están conectados de extremo a extremo.
Ya que solo hay una ruta para el flujo de corriente, cada componente tiene la misma corriente que fluye a través de él, como lo hace en todo el circuito. Ese es un aspecto importante del circuito en serie.
En el siguiente ejemplo, las resistencias son las bombillas. En una conexión en serie, los componentes están dispuestos en una línea, uno tras otro.
Echa un vistazo al siguiente diagrama de circuito en serie:
El dibujo esquemático es una mejor manera de dibujar un circuito en serie.
Cada vez que hay daño (rotura) en cualquiera de las resistencias, el circuito completo no funcionará. Por ejemplo, si una bombilla se apaga, todas las demás se apagarán porque se corta el paso de la electricidad en la bombilla rota.
Características de un Circuito en Serie
Resumiremos las tres principales características de los circuitos eléctricos en serie que debes entender:
- Corriente: La cantidad de corriente es la misma que atraviesa en todos los componente de un circuito en serie.
- Resistencia: La resistencia total de cualquier circuito en serie es igual a la suma de las resistencias individuales.
- Tensión: La tensión total en un circuito en serie es igual a la suma de las tensiones en cada uno de los receptores conectados en serie.
Otras Características:
- Un circuito en serie tiene una sola ruta para el flujo eléctrico (corriente).
- Como la corriente es constante en todo momento del circuito, la cantidad de voltaje utilizado por cada carga depende de la resistencia de la carga. El mayor valor de resistencia utiliza el mayor voltaje.
- Una interrupción en cualquier parte del circuito (como una bombilla quemada) detendrá el funcionamiento de todo el circuito.
Elementos de un circuito en serie
Los elementos que componen un circuito eléctrico en serie son los siguientes:
- Una fuente eléctrica, en donde se origina la energía que se transmite por el conductor.
- resistencias, 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.
- y conductores ideales, usualmente elaborado de un material metálico (cobre, etc.) que va desde la fuente hasta las resistencias y viceversa, permitiendo el flujo electrónico que es la electricidad.
Formulas que se utilizan en el circuito en serie
Las formulas mas utilizadas en los circuitos en serie son las siguientes:
Calculando la Resistencia Total de un circuito en serie
La resistencia total de un circuito en serie es igual a la suma de las resistencias individuales.
En un circuito en serie, deberá calcular la resistencia total del circuito para calcular el amperaje. Esto se hace sumando los valores individuales de cada resistencia eléctrica en serie.
En este ejemplo tenemos tres resistencias. Para calcular la resistencia total usamos la fórmula:
R1 + R2 + R3 = RT
2 + 2 + 3 = 7 Ω
Resistencia Total es 7 Ω
Calculando la Corriente del circuito usando la Ley de Ohm
Ahora, podemos aprender a calcular la Intensidad de Corriente de un circuito en serie.
Recuerde que la Ley de Ohm es I = V / R. Ahora modificaremos esto ligeramente y le diremos que I = V / R Total.
Sigamos con nuestra figura de ejemplo:
RT = R1 + R2 + R3
RT = 7 ohmios
I = V / RT
I = 12V / 7 Ohmios
I = 1.7 Amp
Si ya tuviéramos el amperaje y quisiéramos conocer el voltaje, también podemos usar la Ley de Ohm.
V = I x R total
V = 1.7 A x 7 Ohms
V = 12 V
Calculando el voltaje en un circuito en serie utilizando la ley de Ohm
Digamos que una batería está suministrando 12 voltios a un circuito de tres resistencias; Cada uno tiene un valor de 2, 2 y 3 ohmios. De acuerdo con las reglas anteriores, determinamos la resistencia total:
RT = R1 + R2 + R3 = 2 + 2 + 3 = 7 Ohms
A continuación calculamos el amperaje en el circuito:
I = V / RT = 12V / 7 Ohms = 1.7 Amp
Ahora que sabemos el amperaje para el circuito (recuerde que el amperaje no cambia en un circuito en serie) podemos calcular la caída de tensión en cada resistencia utilizando la Ley de Ohm (V = I x R).
VR1 = (1.7 A) (2 Ω) = 3.4 V
VR2 = (1.7 A) (2 Ω) = 3.4 V
VR3 = (1.7 A) (3 Ω) = 5.1 V
El voltaje aplicado a un circuito en serie es igual a la suma de las caídas de voltaje individuales.
V total = V1 + V2 + V3 …
En nuestro ejemplo anterior, esto significa que:
3.4 V + 3.4 V + 5.1 V = 11.9 V = 12 V
Ventajas de un circuito en serie
¿Colocas luces de Navidad en los árboles en casa durante la Navidad? Si las luces están en un circuito en serie, una bombilla quemada mantendrá todas las luces apagadas. Esa es una desventaja de los circuitos en series. Sin embargo, una ventaja es que siempre se sabrá si hay una interrupción en un circuito en serie.
Ejemplos de Circuitos en Serie
Veamos algunos ejemplos con imágenes de circuitos eléctricos en serie en la vida cotidiana:
Calentadores de agua
Los calentadores de agua utilizan un circuito en serie. La energía entra por el termostato, que es un interruptor de control de temperatura. Cuando el agua alcanza la temperatura correcta, el termostato cortará la corriente al elemento de calefacción, dejando la corriente sin otros caminos a seguir.
Lamparas
Las lámparas también funcionan en un circuito en serie. La energía fluye desde el tomacorriente al interruptor, a través de la bombilla y de vuelta al tomacorriente. Cuando se enciende el interruptor, la corriente fluirá hacia la bombilla. La corriente solo puede seguir un camino.
Congeladores y refrigeradores
Tanto los congeladores como los refrigeradores utilizan conexiones en serie. Los elementos en este circuito son el compresor y el interruptor de control de temperatura. Si la temperatura dentro del congelador o refrigerador se calienta demasiado, el interruptor de control de temperatura encenderá el compresor hasta que la temperatura baje. Una vez que se alcanza la temperatura correcta, el interruptor volverá a apagar el compresor.
Luces de navidad
Otro ejemplo son las luces de navidad, donde el alimentador viene dado por el tomacorriente (fuente de poder), seguido por los conductores y pasando a través de las bombillas.
Esquema y Diagrama de un Circuito Eléctrico en Serie
Un Diagrama o Esquema Eléctrico es una representación gráfica de un circuito eléctrico. Donde se muestra los diferentes componentes del circuito de manera simple. Por ejemplo en la siguiente imagen se puede observar un diagrama de el circuito eléctrico en serie.
Si hay muchas bombillas en un circuito con una batería (celda), es muy probable que la luz sea más tenue porque muchas resistencias están actuando con el mismo voltaje de energía de la batería.
¿Cómo Hacer un Circuito Eléctrico en Serie?
En el siguiente vídeo veremos como funciona un circuito en serie: