Cómo encontrar las caidas de voltaje en circuitos serie paralelo

Escrito por margaret woodlawn | Traducido por nilda diaz
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Cómo encontrar las caidas de voltaje en circuitos serie paralelo
Las leyes de Kirchoff permiten calcular la caída de tensión a través de las resistencias como estas en un circuito, ya sea en serie o en paralelo. (Comstock/Comstock/Getty Images)

Cuando un circuito contiene elementos en serie, la búsqueda de la cantidad de caída de voltaje a través de cada elemento puede parecer ser una tarea complicada. Todos los circuitos obedecen a dos leyes básicas. La ley de Kirchoff de Voltaje establece que la suma de las caídas de voltaje alrededor de cualquier bucle cerrado en el circuito debe ser cero. La ley de Kirchoff de la corriente establece que la corriente total que entra en cualquier nodo del circuito debe ser igual a la corriente total de salida del mismo nodo. Usando estas dos leyes, puedes encontrar la caída de tensión en cualquier elemento de un circuito.

Nivel de dificultad:
Moderadamente difícil

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Necesitarás

  • Esquema del circuito
  • Lápices de colores
  • Lápiz
  • Papel
  • Computadora (opcional)

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Instrucciones

  1. 1

    Ten en cuenta los valores que conoces en el diagrama del circuito. Por ejemplo, si conoces los valores de las resistencias en el diagrama, escribe el valor de cada resistencia al lado. Si sabes la cantidad de corriente que fluye a través de un elemento, dibuja una flecha al lado de ese elemento en la dirección del flujo de corriente y anota la corriente.

  2. 2

    En el diagrama de circuito, usa un lápiz de color para trazar un bucle cerrado. Comienza en un punto y da la vuelta hacia la izquierda o hacia la derecha hasta que regrese al mismo punto. Si hay más de un bucle, utiliza un lápiz de color diferente para el seguimiento de cada uno.

  3. 3

    Marca los nodos donde dos o más cables conectan con puntos (con un lápiz regular).

  4. 4

    Dibuja flechas que representen las corrientes que entran y salen a cada nodo. Denota las magnitudes desconocidas de corriente como i1, i2, i3 y así sucesivamente.

  5. 5

    Escribe la caída de voltaje a través de cada elemento simbólicamente, en términos de corriente a través de dicho elemento (si conoces la magnitud de la corriente o no) y la resistencia, capacitancia o inductancia de dicho elemento. Si no sabes la resistencia, capacitancia o inductancia de un elemento, se denotan con R1, C1 o L1 (R2, C2, L2 y así sucesivamente, dependiendo del número de incógnitas que tiene).

  6. 6

    Comienza en un punto del primer bucle. Muévete por el circuito y anota la representación simbólica de la caída de voltaje a través de cada elemento en ese bucle hasta llegar de nuevo al punto de partida. Escribe una ecuación que establezca que la suma de todos aquellos voltajes caen a cero. Si vas a través de una batería u otra fuente de potencial, recuerda expresar un aumento del voltaje como una caída de tensión negativa.

    Repite este proceso para todos los bucles del circuito. Vas a terminar con una ecuación para cada bucle. Si el circuito tiene dos bucles, tendrá dos ecuaciones, tres bucles tendrán tres ecuaciones y así sucesivamente.

  7. 7

    Para cada nodo de circuito, escribe una ecuación con las corrientes que entran en ese nodo en un lado, y las corrientes que salen de ese nodo en el otro lado. Tendrás una ecuación para cada nodo.

  8. 8

    Resuelve el sistema de ecuaciones resultante para las cantidades desconocidas. Esto se puede hacer a mano, si hay un número relativamente pequeño de ecuaciones e incógnitas, de lo contrario, puede ser más fácil si e utiliza una computadora.

  9. 9

    Una vez que tengas los valores de todas las cantidades desconocidas, ponlas de nuevo en las expresiones que escribiste para la caída de voltaje a través de cada elemento, y calcula las caídas de tensión. Ahora tienes un cuadro completo de las caídas de tensión en el circuito.

Consejos y advertencias

  • En circuitos complejos, es posible que desees hacer varias copias del diagrama del circuito y trazar un lazo diferente en cada copia, para que puedas realizar un seguimiento de los bucles.
  • Algunas de tus ecuaciones no pueden ser independientes. Para comprobarlo observa si dos o más de tus ecuaciones se suman a otra de tus ecuaciones. De ser así, esas ecuaciones no son independientes.
  • Puede ser fácil pasar por alto los bucles o nodos de un circuito. Si terminas con un menor número de ecuaciones independientes que incógnitas, es probable que hayas pasado por alto algo, puedes volver a intentarlo.

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