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Circuitos Serie - Contenido educativo

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Subido el 10 de enero de 2021 por Carolina F.

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fundamentos para resolver ejercicios

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Buenos días, el objetivo de este vídeo es que podamos aprovechar mejor el tiempo 00:00:00
que ahora con la nevada y sin tener clase pues vamos un poquito mal, ¿de acuerdo? 00:00:06
Si recordáis antes de navidades estuvimos viendo los circuitos en paralelo 00:00:14
entonces vamos a ir directamente a los circuitos en serie 00:00:18
cuando resolvamos problemas ya tendremos tiempo de repasar un poco 00:00:22
cómo se hacían los circuitos en paralelo. Entonces recordad que estamos viendo repaso 00:00:28
de electricidad concretamente de circuitos, los elementos, las magnitudes, las unidades 00:00:36
y ya habíamos visto los circuitos paralelos, habíamos hecho ejercicios con lo cual ahora 00:00:41
nos vamos a dedicar a hacer circuitos en serie, vamos a resolver problemas de circuitos en serie. 00:00:47
Bien, ¿qué es un circuito en serie? 00:00:54
Lo primero, bueno pues un circuito en serie es aquel en el que los elementos se conectan 00:00:57
De forma que si esto es una resistencia, donde termina una resistencia conecto la siguiente 00:01:04
Donde termina una resistencia conecto la siguiente 00:01:12
Es decir, conecto el final de cada elemento con el principio del siguiente 00:01:15
aquí por ejemplo tengo tres resistencias conectadas en serie 00:01:21
bueno pues vamos a darle energía, vamos a conectarlas a una pila o batería 00:01:25
y ya tengo mi circuito en serie 00:01:30
fijaos, lo primero que tenemos que notar es que solamente hay un camino 00:01:33
solamente hay un cable que va conectando receptores uno detrás de otro 00:01:41
y por tanto los electrones, la corriente eléctrica que salga del polo positivo de la pila 00:01:48
está obligada a atravesar todos los elementos para poder recorrer el circuito 00:01:55
y llegar al polo negativo de la pila. 00:02:02
Entonces están conectados uno detrás de otro. 00:02:05
Si recordáis tenemos un sitio web que nos ayuda a entender mejor 00:02:08
cómo se conectan elementos, lo habíamos utilizado para los circuitos en paralelo, 00:02:14
pues vamos a utilizarlo ahora para los circuitos en serie. 00:02:20
Fijaos, esta es una resistencia, pues donde termina esa resistencia voy a conectar otra, 00:02:23
donde termina esta resistencia voy a conectar otra, 00:02:29
los valores ya se los cambiaré en el momento que lo necesitemos para hacer algún ejercicio. 00:02:33
Y vamos a cerrar el circuito de esta manera. 00:02:40
Bueno, pues fijaos, si os dais cuenta, esta pila es de 9 voltios, esta resistencia es de 10 ohmios, esta de 10 ohmios y esta de 10 ohmios. 00:02:52
¿De acuerdo? Entonces, la circulación de electrones, los veis que se están moviendo siempre a la misma velocidad, siempre en el mismo sentido 00:03:08
Y todos los electrones atraviesan todos los elementos del circuito 00:03:17
¿De acuerdo? No hay ramificaciones, no hay caminos secundarios que luego se junden 00:03:22
Sino que solamente hay un camino 00:03:28
Por lo tanto, si medimos la intensidad de corriente, esa intensidad de corriente va a ser siempre la misma 00:03:30
La cantidad de electrones por segundo que atraviesan esta resistencia es la misma que atraviesa esta y es la misma que atraviesa esta y es la misma que sale de la pila o que retorna a la pila. 00:03:37
Con lo cual ahí vamos a tener ya la primera característica de nuestro circuito. Solo un camino, por tanto, importantísimo, la intensidad de corriente, los amperios, van a ser siempre los mismos. 00:03:51
Una vez que conozca el valor de la intensidad de corriente, ya sé que esa intensidad total, la que sale de la pila, va a ser igual a esta que atraviesa esta resistencia, a la que atraviesa esta resistencia y a la que atraviesa esta resistencia. 00:04:09
Primera característica importante. 00:04:24
Sin embargo, en el caso de los circuitos en serie, sucede una cosa y es que el voltaje, 00:04:26
la energía que suministra la pila, necesita repartirse entre todos los elementos del circuito. 00:04:35
Es decir, si la pila suministra 9 voltios, por ejemplo, pues tendré que emplear una 00:04:44
parte en poder atravesar este obstáculo, otra parte en poder atravesar este obstáculo 00:04:50
otra parte en poder atravesar este obstáculo. Entonces el voltaje de la pila se reparte 00:04:55
entre los distintos elementos del circuito. Eso lo podemos expresar mejor diciendo que 00:05:04
el voltaje de la pila es igual al voltaje necesario para atravesar la primera resistencia, 00:05:10
llamamos a esta resistencia R1, pues V1 será la energía, esos voltios que gastaremos en 00:05:19
atravesar esta resistencia, más el voltaje que necesitamos para atravesar la segunda 00:05:26
resistencia, más el voltaje que cae, que vamos a emplear en la tercera resistencia. 00:05:33
Es decir, el voltaje total, el voltaje de la pila, lo tengo que emplear en poder recorrer el circuito entero, en poder atravesar esta, más esta, más esta. 00:05:43
Voy a ir consumiendo energía por el camino, pero tengo que reservar energía para atravesar todos los elementos del circuito. 00:05:58
Otra cosa que nos tenemos que dar cuenta es que circular por este camino a medida que vamos añadiendo resistencias es como ir añadiendo obstáculos, problemas para el paso de la corriente eléctrica. 00:06:07
Entonces las resistencias en los circuitos en serie se suman. 00:06:20
La resistencia total de este circuito es igual a la suma de las resistencias individuales. 00:06:25
la resistencia total será la suma de R1 más R2 más R3 00:06:33
y por último, aunque no va a intervenir en los problemas 00:06:38
también tenemos que recordar que si se estropea un elemento del circuito 00:06:44
si se funde, si se quema una resistencia, si se funde una bombilla 00:06:50
si se estropea un elemento, la corriente ya no puede pasar por ninguno 00:06:55
Es como si se estropea esta resistencia, pues se me estropea el camino, se abre el camino por aquí y ya no hay circulación. 00:07:04
Si se estropea un elemento, el resto deja de funcionar. 00:07:12
Estas son las características de los circuitos en serie. 00:07:18
Bien, normalmente todos los problemas a los que os vais a tener que enfrentar van a ser de este tipo, 00:07:28
de tener receptores, resistencias, bombillas, algún motor de distinto valor 00:07:35
no nos van a salir problemas en lo que se pone en serie son las pilas, las baterías 00:07:42
pero tenemos que saber que si tuviésemos generadores en serie 00:07:50
si los conectamos con la polaridad apropiada, es decir positivo con negativo 00:07:57
el final de uno con el principio del siguiente 00:08:03
¿vale? el polo positivo, esta es una pila 00:08:06
pues el polo positivo está aquí, el negativo aquí 00:08:10
y este le conectamos con el positivo de la siguiente pila 00:08:13
y el polo negativo de esta con el positivo de la siguiente pila 00:08:16
bueno, pues aquí tendríamos tres pilas conectadas en serie 00:08:21
y sus voltajes se suman 00:08:24
¿vale? lo hemos indicado aquí 00:08:26
sus voltajes se suman 00:08:28
por ejemplo, una pila de petaca 00:08:30
una pila de esas grandotas, en realidad está constituida por tres pilas de 1,5 voltios conectadas en serie. 00:08:32
Entonces, el conjunto, el valor suministrado por una pila de petaca es de 4,5 voltios. 00:08:45
Entonces, esta regla se cumple también para los generadores, aunque ya os digo que los problemas van a estar relacionados con receptores. 00:08:52
Van a ser los receptores los que se ponen en serie. 00:09:02
Bien, vamos a hacer nuestro primer problema. 00:09:05
Sabiendo todos estos datos, vamos a enfrentarnos a nuestro primer circuito. 00:09:10
Vamos a dibujar nuestras resistencias y nuestra pila. 00:09:16
Y vamos a hacer los cálculos numéricos. 00:09:25
Vamos a hacer el procedimiento y os lo aprendéis porque todos los vamos a hacer igual. 00:09:28
prácticamente todos se van a hacer de la misma manera entonces para este primer ejercicio nuestra 00:09:35
resistencia R1 va a tener un valor de 3 ohmios nuestra resistencia R2 va a tener un valor de 00:09:41
10 ohmios y nuestra resistencia R3 un valor de 5 ohmios y la pila va a ser de 9 voltios 00:09:49
¿De acuerdo? Bueno, pues un ejercicio así diría, resuelve este circuito en serie 00:10:00
¿Qué significa resolver un circuito? Pues que tenemos que llegar a saber todas las magnitudes de todos los elementos 00:10:10
Es decir, tenemos que saber resistencia, intensidad y voltaje y potencia también en este curso de este elemento 00:10:17
De este, de este y de la pila, de todos los elementos del circuito 00:10:25
Bueno, pues ¿cómo se hace eso? En el caso de los circuitos en serie, lo primero que hacemos es fijarnos en esto de aquí, emplear este dato que sabemos, que es que las resistencias se suman, con lo cual vamos a sumar todas las resistencias de este circuito para calcular la resistencia total. 00:10:31
Es decir, sumamos R1, R2 y R3, que serán 3 más 10 más 5, y esto me da una resistencia de 18 ohmios. 00:10:53
¿Qué significa esto? 00:11:06
Esto significa que circular, si somos la corriente eléctrica, circular por este circuito en el que tengo que atravesar un obstáculo de 3, 00:11:08
luego un obstáculo de 10 y luego un obstáculo de 5, pues equivale, yo lo suelo representar así de esta manera, 00:11:16
equivale a un circuito en el que teniendo la misma energía, teniendo una pila de 9 voltios, 00:11:25
lo que tengo que atravesar es una sola resistencia, pero de 18 ohmios. 00:11:34
¿De acuerdo? Entonces estos dos circuitos son equivalentes. 00:11:40
Bueno, ¿qué hacemos a continuación? Pues recordar que por la ley de Ohm, sabiendo dos de las magnitudes, puedo calcular la tercera 00:11:43
Y como ya tengo un circuito simple, este de aquí, en el que sé el voltaje y la resistencia, pues puedo calcular la intensidad 00:11:57
Con lo cual, el segundo paso es calcular la intensidad, que será V partido por R, no lo hagáis al revés, pensando que es más cómodo dividir 18 entre 9, es 9 entre 18, y esto da 0,5 amperios. 00:12:07
Bueno, y ahora viene la parte esencial 00:12:25
Me tengo que dar cuenta de que voy a utilizar esta característica de los circuitos en serie 00:12:31
Que solo hay un camino, por tanto solo hay una intensidad 00:12:37
Y ya la conozco, 0,5 amperios 00:12:42
Es decir, si 0,5 amperios son los que salen de la pila 00:12:45
Como solo hay un camino, pues 0,5 amperios pasarán por aquí 00:12:50
0,5 por aquí, 0,5 por aquí 00:12:54
la intensidad es siempre la misma 00:12:57
con lo cual ya la conozco 00:12:59
la intensidad que pasa por R1 00:13:01
la que pasa por R2 y la que pasa por R3 00:13:03
y ahora solo me queda calcular los voltajes 00:13:05
vamos a hacer la tabla 00:13:09
que nos va a ayudar a rellenar los datos 00:13:13
veréis que nos va a simplificar mucho las cosas 00:13:16
viendo que sabemos ya, que nos falta por saber 00:13:21
y eso nos va a dar la pista de cómo podemos seguir 00:13:24
aquí vamos a expresar para cada uno de los elementos 00:13:27
el valor de la resistencia 00:13:32
el valor del voltaje en voltios 00:13:34
el valor de la intensidad de corriente en amperios 00:13:38
y este año hemos dicho que también la potencia 00:13:43
en vatios 00:13:47
¿y cuáles son los elementos que tenemos? 00:13:49
Tenemos tres resistencias y después el generador. 00:13:52
La resistencia R1, la resistencia R2, la resistencia R3 y la pila. 00:13:58
La pila no tiene resistencia. 00:14:05
Podríamos poner aquí la resistencia total, pero bueno, lo podemos evitar. 00:14:09
Bien, la resistencia R1 sabemos que vale 3. 00:14:15
Esto nos lo decía el problema, la resistencia R2 es 10 y la resistencia R3 es 5, la pila no tiene resistencia. 00:14:19
El voltaje sabemos porque nos dice el problema el voltaje de la pila. 00:14:28
Y la intensidad, acabamos de calcular la intensidad total, diríamos la que sale del generador, pero es que sabemos que es la misma por todos los elementos del circuito. 00:14:33
Es la ventaja de resolver circuitos en serie, que una vez que conocemos la intensidad es la misma por todas partes. 00:14:46
Y si nos damos cuenta, pues de los elementos que intervienen en la ley de Ohm, voltaje, intensidad y resistencia, ya sabemos dos para cada uno de los componentes. 00:14:55
Voy a cambiar de color para que veamos que ya estamos terminando el problema, que esta es la última parte. 00:15:07
y vamos a calcular el voltaje para cada uno de los elementos. 00:15:15
Entonces, el voltaje en la resistencia R1, es decir, los voltios que me voy a gastar aquí, 00:15:20
de los 9 de que dispongo, los que voy a emplear en atravesar esta resistencia. 00:15:27
Pues por la ley de Ohm multiplicamos I por R. 00:15:32
Entonces, 3 por 0,5 me da 0,75. 00:15:36
Ahora, los voltios que voy a gastar en la segunda resistencia 00:15:40
Pues 10 por 0,5 00:15:47
5 voltios 00:15:49
Perdón, este de aquí no da 0,75, da 1,5 00:15:51
Un segundito 00:15:58
3 por 0,5 son 1,5 00:15:59
Bien, y por último los voltios aquí 00:16:05
Que son 5 por 0,5 00:16:12
2,5 00:16:15
es el voltaje que gasto en atravesar la tercera de las resistencias 00:16:17
y ya está, ya solo me queda calcular la potencia 00:16:23
pero sabemos que la potencia es simplemente multiplicar V por I 00:16:28
una vez que sabemos que tenemos el resto de la tabla rellena 00:16:32
¿cómo sabemos que hemos hecho el ejercicio bien? 00:16:35
pues tenemos que comprobar, fijaos si separamos 00:16:39
los receptores del circuito del generador 00:16:43
tenemos que comprobar que la suma de los voltios que gasto 00:16:48
1,5 más 5 más 2,5 me da 9 00:16:53
y si lo sumáis pues efectivamente los voltios de la pila 00:16:56
se reparten de esta manera entre las tres resistencias 00:17:02
bien, como hemos dicho vamos a calcular las potencias 00:17:06
que en este caso es V por I para cada uno de los elementos 00:17:09
1,5 por 0,5 es 0,75 00:17:14
5 por 0,5 son 2,5 00:17:17
y 2,5 por 0,5 son 1,25 00:17:22
y si calculamos la potencia de la pila 00:17:26
9 por 0,5 son 4,5 vatios 00:17:32
Recordad que, y esto se cumple para cualquier tipo de circuito, serie, paralelo o los mixtos 00:17:35
Que la potencia del generador es igual a la suma de las potencias de los receptores 00:17:43
Es decir, la potencia generada tiene que ser igual a la potencia consumida 00:17:51
Que es la suma de estos tres 00:17:56
Entonces si suma 6, 0, 75, 2,5 y 1,25 me tiene que dar 4,5 vatios 00:17:58
La potencia de la pila se emplea en la potencia que consumen cada uno de los tres elementos. 00:18:05
Bueno, pues ya está resuelto este circuito. 00:18:13
Lo que vamos a hacer ahora es que voy a terminar el vídeo proponiendo un problema y después en una segunda parte lo resolveremos. 00:18:17
A ver si sois capaces de seguir todos estos pasos, este razonamiento, para resolver vosotros solitos un ejercicio que os propongo ahora mismo. 00:18:28
Lo voy a pegar aquí, lo voy a pegar aquí mismo, pero va a ser un ejercicio a resolver. 00:18:40
Resolvamos este ejercicio, vaya círculo que he hecho. 00:19:02
de forma que sigáis todos los pasos 00:19:08
y ahora en una segunda parte lo intentamos resolver 00:19:12
hasta ahora 00:19:17
Idioma/s:
es
Autor/es:
Carolina Fernández Martínez
Subido por:
Carolina F.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial - Sin obra derivada
Visualizaciones:
100
Fecha:
10 de enero de 2021 - 22:12
Visibilidad:
Público
Centro:
IES ALPEDRETE
Duración:
19′ 20″
Relación de aspecto:
1.37:1
Resolución:
1298x948 píxeles
Tamaño:
365.90 MBytes

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