Bloque 4

Circuitos en serie

En un circuito en serie todos los receptores están en el mismo camino. La corriente pasa por uno y después por el siguiente, sin caminos alternativos.

Misma intensidad

La intensidad I es la misma en todos los elementos del circuito.

Itotal = I1 = I2 = I3

Resistencias se suman

Rtotal = R1 + R2 + R3... Al añadir receptores, aumenta la oposición total.

Reparto de voltaje

Los electrones ceden energía en cada resistencia: Vn = I x Rn. Si una R es mayor, ahí se deja más energía.

Vtotal = V1 + V2 + V3

Simulador de serie con resistencias independientes

Ajusta V y cada resistencia (R1, R2, R3). Modelamos que los electrones salen con energía (voltaje) y la van gastando en cada obstáculo resistivo.

Pila R1 R1=6Ω R2 R2=9Ω R3 R3=12Ω V1=4.0V V2=6.0V V3=8.0V En serie: la misma I recorre todo y la energia se reparte en cada resistencia

Si subes una resistencia, el electrón pierde más energía ahí: aumenta su caída de voltaje (Vn = I x Rn).

¿Qué es la caída de voltaje y por qué importa?

Puedes pensarlo así: los electrones salen con una energía inicial (el voltaje de la pila) y la van cediendo al cruzar cada resistencia. Esa energía cedida en cada tramo es la caída de voltaje.

En serie, los electrones gastan toda su energía en el recorrido. Si una resistencia es mayor, necesitan gastar más energía ahí para superarla, por eso la caída en ese elemento también es mayor.

Demostracion guiada: de 3 resistencias a su equivalente

Antes del ejercicio guiado, mira este proceso: partimos de un circuito en serie con R1 = 2 Ω, R2 = 3 Ω, R3 = 4 Ω y una pila de 9 V. Lo transformamos en un circuito equivalente con una sola resistencia y calculamos la intensidad total.

9 V R1 = 2 Ω R2 = 3 Ω R3 = 4 Ω + + Req = 9 Ω V1 = 2 V V2 = 3 V V3 = 4 V I1 = 1 A I2 = 1 A I3 = 1 A Itotal Paso 1: circuito original en serie Req = R1 + R2 + R3 = 2 + 3 + 4 = 9 Ω 9 V = Itotal · 9 Ω Itotal = 9 / 9 = 1 A

Paso 1 de 5

Ejercicio 1 · Ejemplo guiado

Datos: Vtotal = 24 V, R1 = 6 Ω, R2 = 10 Ω, R3 = 8 Ω. Completa la tabla con R, I y V para cada resistencia y para el circuito total.

  • 1) Suma resistencias para hallar Rtotal.
  • 2) Calcula I total con I = Vtotal / Rtotal.
  • 3) Rellena V1, V2 y V3 usando Vn = I x Rn.

Idea clave: en serie, I es la misma en todos los puntos. Primero sumas resistencias (Rtotal), luego calculas I y después cada caída con Vn = I x Rn.

24 V R1 = 6 Ω R2 = 10 Ω R3 = 8 Ω Circuito en serie con tres resistencias
Elemento R (Ω) I (A) V (V)
R1
R2
R3
Total

Idea clave del método: como la intensidad es igual en todo circuito en serie, tratamos primero el circuito como una sola resistencia equivalente. Así calculamos una única I y luego vemos cómo esa energía se reparte en cada resistencia.

Paso 1 · Resistencia equivalente

6Ω + 10Ω + 8Ω Rtotal = 24Ω

En serie se suman resistencias: Rtotal = 6 + 10 + 8 = 24 Ω.

Paso 2 · Intensidad común

I = V / Rtotal I = 24 / 24 I = 1 A

La misma intensidad recorre todas las resistencias: I = 1 A.

Paso 3 · Caídas de voltaje

V1 = I x R1 = 1 x 6 = 6V V2 = I x R2 = 1 x 10 = 10V V3 = I x R3 = 1 x 8 = 8V 6 + 10 + 8 = 24V

Calcula cada caída con Vn = I x Rn y comprueba que la suma vuelve a 24 V.

Ejercicio 2 · Dos resistencias

Datos: Vtotal = 12 V, R1 = 4 Ω, R2 = 2 Ω. Completa la tabla siguiendo estos pasos: calcula primero Rtotal, luego I total y por último la caída de voltaje en cada resistencia.

  • Comprueba que I en R1 y R2 sea la misma.
  • Verifica al final que V1 + V2 = Vtotal.
12 V R1 = 4 Ω R2 = 2 Ω
ElementoR (Ω)I (A)V (V)
R1
R2
Total

Ejercicio 3 · Te dan la intensidad

En este ejercicio no conoces el voltaje de la pila. Datos: I total = 0,5 A, R1 = 12 Ω, R2 = 8 Ω, R3 = 20 Ω. Debes calcular Vtotal y completar toda la tabla.

  • 1) Calcula Rtotal sumando resistencias.
  • 2) Como ya conoces I, calcula Vtotal con V = I x Rtotal.
  • 3) Calcula V1, V2 y V3 con Vn = I x Rn.
? V R1 = 12 Ω R2 = 8 Ω R3 = 20 Ω Dato de partida: I = 0,5 A
ElementoR (Ω)I (A)V (V)
R1
R2
R3
Total

Ejercicio 4 · Diseño inverso (resistencia desconocida)

Diseña el circuito para que funcione con I total = 1 A. Datos: Vtotal = 18 V, R1 = 4 Ω, R2 = 5 Ω, R3 = ? Ω. Calcula primero la resistencia que falta y después completa la tabla.

  • 1) Calcula Rtotal objetivo con Rtotal = Vtotal / I.
  • 2) Halla R3 usando R3 = Rtotal - R1 - R2.
  • 3) Completa I y las caídas de voltaje en cada elemento.
18 V R1 = 4 Ω R2 = 5 Ω R3 = ? Ω Objetivo: I total = 1 A
ElementoR (Ω)I (A)V (V)
R1
R2
R3
Total

Idea clave

En un circuito en serie hay un único camino. Por eso, la corriente es común para todos los receptores.

Comprueba

  • Si aumentas mucho R2, ¿qué pasa con I total?
  • ¿Cuál de las bombillas tiene mayor caída de voltaje?
  • ¿Cuándo se abre el circuito?
Anterior Siguiente