Ideas clave
El análisis de circuitos calcula la corriente y la tensión en cada parte de un circuito. La ley de Ohm las relaciona en una resistencia, y dos reglas sobre conexiones en serie y en paralelo hacen el resto.
- La ley de Ohm es V = IR. La potencia es P = IV = I²R = V² ÷ R, en vatios.
- En serie la misma corriente pasa por todos los elementos y las tensiones se suman. Las resistencias se suman: R = R₁ + R₂.
- En paralelo todas las ramas tienen la misma tensión y las corrientes se suman. Se suman las conductancias, así que 1 ÷ R = 1 ÷ R₁ + 1 ÷ R₂ y el total siempre es menor que la rama menor.
- Una resistencia y un condensador se cargan con constante de tiempo τ = RC; tras un τ, un condensador que se carga alcanza el 63 % de su tensión final.
Ecuaciones clave
V = IRP = IV = I²R = V² ÷ RR_series = R₁ + R₂ + …1 ÷ R_parallel = 1 ÷ R₁ + 1 ÷ R₂ + …τ = RCV_out = V_in × R₂ ÷ (R₁ + R₂)
Ejemplo resuelto
Una batería de 12 V alimenta resistencias de 6 Ω y 12 Ω en paralelo, en serie con 2 Ω. El par en paralelo es 1 ÷ (1/6 + 1/12) = 4 Ω, así que el total es 6 Ω e I = 12 ÷ 6 = 2,0 A. La parte en paralelo tiene 2,0 × 4 = 8 V, de modo que las corrientes de rama son 8 ÷ 6 = 1,33 A y 8 ÷ 12 = 0,67 A, que suman 2,0 A. La potencia es 12 × 2,0 = 24 W.
Errores comunes
- Sumar resistencias en paralelo como si estuvieran en serie.
- Olvidar que la corriente es la misma en todo un lazo en serie y que la tensión es la misma en ramas en paralelo.
- Confundir la potencia, en vatios, con la energía, en julios o kilovatios-hora.
Práctica
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