Ultima edición el 21 septiembre, 2023
Las resistencias son componentes electrónicos muy comunes que se utilizan para limitar el flujo de corriente eléctrica en un circuito. Existen dos formas comunes de conectar resistencias en un circuito: en serie y en paralelo.
Cuando se conectan resistencias en serie, se colocan una tras otra en el circuito, de manera que la corriente eléctrica debe pasar a través de cada una de ellas antes de llegar a su destino final. Como resultado, la resistencia total del circuito es la suma de las resistencias individuales de cada una de las resistencias en serie.
Por otro lado, cuando se conectan resistencias en paralelo, se colocan una al lado de la otra, de manera que la corriente eléctrica se divide entre ellas. Como resultado, la resistencia total del circuito es menor que la resistencia individual de cada una de las resistencias en paralelo.
En este artículo, exploraremos más a fondo las diferencias entre las resistencias en serie y en paralelo, así como sus aplicaciones y cómo calcular la resistencia total de un circuito con estas configuraciones.
Indice de contenidos
Principios básicos
Principios básicos
Las resistencias son componentes electrónicos utilizados para limitar la corriente eléctrica en un circuito. Se clasifican en dos tipos: resistencias en serie y resistencias en paralelo. A continuación, se explicará detalladamente los principios básicos de cada tipo.
Resistencias en serie
Las resistencias en serie se colocan una después de la otra en un circuito, de tal forma que la corriente eléctrica pasa por cada una de ellas. Los principios básicos de las resistencias en serie son:
- Cada resistencia tiene el mismo valor de corriente eléctrica que fluye a través de ellas.
- La resistencia total del circuito es igual a la suma de las resistencias individuales.
- La corriente eléctrica total del circuito es igual a la corriente eléctrica que fluye a través de cada resistencia.
- La caída de voltaje total del circuito es igual a la suma de las caídas de voltaje individuales.
Por ejemplo, si tenemos tres resistencias de 10 ohmios en serie y se aplica una corriente eléctrica de 2 amperios, cada resistencia tendrá una corriente eléctrica de 2 amperios y la resistencia total del circuito será de 30 ohmios.
Resistencias en paralelo
Las resistencias en paralelo se colocan una al lado de la otra en un circuito, de tal forma que la corriente eléctrica se divide entre ellas. Los principios básicos de las resistencias en paralelo son:
- Cada resistencia tiene el mismo valor de voltaje eléctrico a través de ellas.
- La resistencia total del circuito es igual a la suma de los inversos de las resistencias individuales.
- La corriente eléctrica total del circuito es igual a la suma de las corrientes eléctricas que fluyen a través de cada resistencia.
- La caída de voltaje total del circuito es igual al voltaje eléctrico aplicado al circuito.
Por ejemplo, si tenemos tres resistencias de 10 ohmios en paralelo y se aplica un voltaje eléctrico de 12 voltios, cada resistencia tendrá un voltaje eléctrico de 12 voltios y la resistencia total del circuito será de 3.33 ohmios.
Es importante tener en cuenta estos principios al diseñar o analizar un circuito.
Aplicaciones
Aplicaciones de las resistencias en serie y en paralelo
Las resistencias eléctricas son componentes fundamentales en la mayoría de los circuitos electrónicos. Su función es limitar la corriente eléctrica que fluye a través del circuito y, de esta manera, proteger los componentes más sensibles. Es por ello que las resistencias se utilizan en una gran variedad de aplicaciones, tales como:
Resistencias en serie
- Control de la corriente eléctrica en un circuito.
- Reducción del voltaje aplicado a un componente o dispositivo.
- División de voltaje en un circuito.
- Protección de componentes sensibles al exceso de corriente eléctrica.
- Control de la potencia en un circuito.
- Control de la frecuencia en un circuito.
Un ejemplo de aplicación de las resistencias en serie es en la iluminación LED. Las luces LED funcionan con una corriente eléctrica específica, y si se les aplica una corriente mayor, pueden quemarse. Para evitar esto, se utilizan resistencias en serie que limitan la corriente eléctrica y protegen los diodos de la sobrecarga.
Resistencias en paralelo
- Reducción del valor total de la resistencia en un circuito.
- Protección de componentes sensibles al exceso de voltaje eléctrico.
- División de corriente eléctrica en un circuito.
- Control de la potencia en un circuito.
- Equilibrado de la carga en un circuito.
Un ejemplo de aplicación de las resistencias en paralelo es en los altavoces de un sistema de sonido. Los altavoces tienen una impedancia específica, y si se conectan en serie, la impedancia total del circuito aumenta. Para evitar esto, se conectan los altavoces en paralelo, reduciendo la impedancia total del circuito y mejorando la calidad del sonido.
Su correcta utilización permite controlar la corriente eléctrica y el voltaje en un circuito, proteger los componentes más sensibles y mejorar su funcionamiento.
Ventajas y desventajas
Resistencias en Serie
Ventajas:
- El valor total de la resistencia se puede calcular sumando los valores individuales de cada resistencia.
- Es posible utilizar resistencias de valores diferentes para obtener un valor total específico.
- Se pueden combinar para obtener valores de resistencia más altos que los que están disponibles comercialmente.
Desventajas:
- La resistencia total aumenta a medida que se agrega más resistencias en serie, lo que puede limitar la corriente en el circuito.
- Si una resistencia en serie falla o se abre, todo el circuito se verá afectado y dejará de funcionar.
Ejemplo: si se tienen tres resistencias de 10 ohmios en serie, la resistencia total es de 30 ohmios.
Resistencias en Paralelo
Ventajas:
- La resistencia total se puede calcular utilizando la fórmula de la ley de Ohm para dos resistencias en paralelo.
- La corriente puede fluir a través de una resistencia en paralelo incluso si otra resistencia en paralelo falla.
- Se pueden utilizar varias resistencias en paralelo para obtener un valor total de resistencia bajo.
Desventajas:
- Es posible que las resistencias en paralelo no estén disponibles en los valores deseados para obtener una resistencia total específica.
- Si una resistencia en paralelo falla o se cortocircuita, puede haber una sobrecarga en el circuito.
Ejemplo: si se tienen tres resistencias de 10 ohmios en paralelo, la resistencia total es de 3.33 ohmios.
La elección de qué tipo de conexión de resistencia utilizar depende del diseño del circuito y de las especificaciones necesarias.
Efecto de la temperatura
Cuando se habla de resistencias, es importante tener en cuenta el efecto que la temperatura puede tener en su funcionamiento. La temperatura puede afectar tanto a las resistencias en serie como a las resistencias en paralelo, y es importante conocer cómo puede afectar para poder diseñar y utilizar circuitos de manera efectiva.
Resistencias en serie
En las resistencias en serie, el efecto de la temperatura puede ser significativo. Cuando la temperatura aumenta, la resistencia de cada resistor en la serie también aumenta. Esto se debe a que la resistencia de un material aumenta cuando la temperatura del mismo también lo hace. Por lo tanto, si la temperatura aumenta, la resistencia de cada resistor también aumenta, lo que puede tener un efecto negativo en el funcionamiento del circuito.
Por ejemplo, si tenemos dos resistencias en serie de 100 ohmios cada una, la resistencia total del circuito sería de 200 ohmios. Sin embargo, si la temperatura aumenta, la resistencia de cada resistor también aumentará. Si la resistencia de cada resistor aumenta a 110 ohmios, la resistencia total del circuito aumentará a 220 ohmios. Esto puede afectar el funcionamiento del circuito y la precisión de las mediciones.
Resistencias en paralelo
En las resistencias en paralelo, el efecto de la temperatura puede ser diferente al de las resistencias en serie. En este caso, cuando la temperatura aumenta, la resistencia de cada resistor en la paralelo disminuye. Esto se debe a que cuando la temperatura aumenta, la conductividad de un material también aumenta. Por lo tanto, si la temperatura aumenta, la resistencia de cada resistor en paralelo disminuirá, lo que puede tener un efecto positivo en el funcionamiento del circuito.
Por ejemplo, si tenemos dos resistencias en paralelo de 100 ohmios cada una, la resistencia total del circuito sería de 50 ohmios. Sin embargo, si la temperatura aumenta, la resistencia de cada resistor también disminuirá. Si la resistencia de cada resistor disminuye a 90 ohmios, la resistencia total del circuito disminuirá a 45 ohmios. Esto puede tener un efecto positivo en el funcionamiento del circuito y mejorar la precisión de las mediciones.
En las resistencias en serie, la resistencia total del circuito aumenta cuando la temperatura aumenta, mientras que en las resistencias en paralelo, la resistencia total del circuito disminuye cuando la temperatura aumenta. Por lo tanto, es importante considerar este efecto al elegir resistencias y diseñar circuitos para garantizar un funcionamiento óptimo.
Efecto de los materiales
Cuando hablamos de resistencias en serie y en paralelo, es importante entender el efecto que los materiales tienen en su funcionamiento y rendimiento. Aquí te explicamos detalladamente cuál es su impacto:
Materiales conductores y no conductores
Los materiales conductores permiten el flujo de electricidad a través de ellos, mientras que los no conductores lo impiden. En el caso de las resistencias, generalmente se utilizan materiales conductores para que puedan cumplir su función de oponerse al flujo de corriente eléctrica. Los materiales más comunes para las resistencias son:
- Cobre: Es el material más utilizado en la fabricación de resistencias debido a su alta conductividad y asequibilidad.
- Níquel: Se utiliza en resistencias de alta temperatura debido a su capacidad de soportar altas temperaturas sin degradarse.
- Carbono: Es común en resistencias de bajo costo y baja potencia debido a su alta resistividad.
Resistividad
La resistividad es una medida de la capacidad de un material para resistir el flujo de corriente eléctrica. Los materiales con alta resistividad tienen una mayor capacidad para oponerse al flujo de corriente eléctrica. La resistividad se mide en ohmios por metro (Ω/m).
Resistencias en serie
En una resistencia en serie, las resistencias están conectadas una tras otra. Como resultado, la corriente eléctrica debe pasar a través de cada resistencia antes de llegar al circuito. El efecto de los materiales en una resistencia en serie es que:
- La resistencia total aumenta: La resistencia total de una resistencia en serie se calcula sumando las resistencias individuales. Por lo tanto, si las resistencias individuales tienen una resistividad alta, la resistencia total será aún mayor.
- La corriente eléctrica es constante: La corriente eléctrica que fluye a través de cada resistencia en serie es la misma, independientemente del material utilizado.
Resistencias en paralelo
En una resistencia en paralelo, las resistencias están conectadas en paralelo. Como resultado, la corriente eléctrica se divide entre las resistencias. El efecto de los materiales en una resistencia en paralelo es que:
- La resistencia total disminuye: La resistencia total de una resistencia en paralelo se calcula utilizando la fórmula 1/Rt = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3… Por lo tanto, si las resistencias individuales tienen una baja resistividad, la resistencia total será menor.
- La corriente eléctrica se divide: La corriente eléctrica se divide entre las resistencias en paralelo. La cantidad de corriente que fluye a través de cada resistencia depende de su resistividad.
Es importante seleccionar los materiales adecuados para garantizar un rendimiento óptimo en cada circuito.
Cálculo de potencia
El cálculo de potencia en circuitos eléctricos es una tarea crucial para garantizar el correcto funcionamiento de los componentes. En el caso de las resistencias, es importante conocer la potencia que pueden disipar para evitar su destrucción o mal funcionamiento.
Resistencias en serie
Cuando se conectan resistencias en serie, la corriente que circula por todas ellas es la misma, pero la tensión se divide entre ellas. Para calcular la potencia total disipada por las resistencias en serie, se debe seguir el siguiente procedimiento:
- Calcular la resistencia total del circuito sumando todas las resistencias en serie.
- Calcular la corriente total del circuito dividiendo la tensión total entre la resistencia total.
- Calcular la potencia disipada por cada resistencia multiplicando la corriente total por la resistencia de cada una.
- Sumar todas las potencias disipadas por las resistencias para obtener la potencia total del circuito.
Por ejemplo, si se tienen tres resistencias en serie de 10 ohmios, 20 ohmios y 30 ohmios, y se alimentan con una tensión total de 12 voltios:
- La resistencia total del circuito es 10 + 20 + 30 = 60 ohmios.
- La corriente total del circuito es 12 / 60 = 0.2 amperios.
- La potencia disipada por la primera resistencia es 0.2 x 10 = 2 vatios.
- La potencia disipada por la segunda resistencia es 0.2 x 20 = 4 vatios.
- La potencia disipada por la tercera resistencia es 0.2 x 30 = 6 vatios.
- La potencia total del circuito es 2 + 4 + 6 = 12 vatios.
Resistencias en paralelo
En el caso de las resistencias en paralelo, la tensión es la misma en todas ellas, pero la corriente se divide entre ellas. Para calcular la potencia total disipada por las resistencias en paralelo, se debe seguir el siguiente procedimiento:
- Calcular la conductancia total del circuito sumando las conductancias de todas las resistencias en paralelo.
- Calcular la corriente total del circuito multiplicando la tensión total por la conductancia total.
- Calcular la potencia disipada por cada resistencia multiplicando la corriente que pasa por ella por la tensión.
- Sumar todas las potencias disipadas por las resistencias para obtener la potencia total del circuito.
Por ejemplo, si se tienen tres resistencias en paralelo de 10 ohmios, 20 ohmios y 30 ohmios, y se alimentan con una tensión total de 12 voltios:
- La conductancia total del circuito es 1/10 + 1/20 + 1/30 = 0.1667 siemens.
- La corriente total del circuito es 12 x 0.1667 = 2 amperios.
- La corriente que pasa por la primera resistencia es 2 x (1/10) = 0.2 amperios.
- La corriente que pasa por la segunda resistencia es 2 x (1/20) = 0.1 amperios.
- La corriente que pasa por la tercera resistencia es 2 x (1/30) = 0.067 amperios.
- La potencia disipada por la primera resistencia es 0.2 x 12 = 2.4 vatios.
- La potencia disipada por la segunda resistencia es 0.1 x 12 = 1.2 vatios.
- La potencia disipada por la tercera resistencia es 0.067 x 12 = 0.8 vatios.
- La potencia total del circuito es 2.4 + 1.2 + 0.8 = 4.4 vatios.
Siguiendo los procedimientos adecuados, es posible calcular la potencia total disipada por las resistencias y así asegurarse de que están dentro de sus límites de tolerancia.
Cálculo de voltaje
En el mundo de la electrónica, es común trabajar con circuitos eléctricos que contienen resistencias en serie y en paralelo. Para poder entender cómo funcionan estos circuitos, es necesario conocer cómo calcular el voltaje que se encuentra en cada una de estas resistencias.
Resistencias en Serie
En una resistencia en serie, las resistencias se encuentran conectadas una detrás de otra, de modo que la corriente eléctrica que fluye por una resistencia también fluye por la siguiente. Para calcular el voltaje en cada una de estas resistencias, se utiliza la siguiente fórmula:
V = I * R
Donde:
- V es el voltaje que se encuentra en la resistencia.
- I es la corriente eléctrica que fluye por la resistencia.
- R es el valor de la resistencia en ohmios.
Por ejemplo, si tenemos una resistencia en serie de 3 ohmios y otra de 6 ohmios, y la corriente eléctrica que fluye por el circuito es de 2 amperios, podemos calcular el voltaje en cada resistencia de la siguiente manera:
- Para la resistencia de 3 ohmios: V = 2 * 3 = 6 voltios.
- Para la resistencia de 6 ohmios: V = 2 * 6 = 12 voltios.
Es importante tener en cuenta que la suma de los voltajes en cada resistencia en serie es igual al voltaje total del circuito.
Resistencias en Paralelo
En una resistencia en paralelo, las resistencias se encuentran conectadas en paralelo entre sí, de modo que la corriente eléctrica se divide entre ellas. Para calcular el voltaje en cada una de estas resistencias, se utiliza la siguiente fórmula:
V = E / R
Donde:
- V es el voltaje que se encuentra en la resistencia.
- E es el voltaje total del circuito.
- R es el valor de la resistencia en ohmios.
Por ejemplo, si tenemos una resistencia en paralelo de 4 ohmios y otra de 8 ohmios, y el voltaje total del circuito es de 24 voltios, podemos calcular el voltaje en cada resistencia de la siguiente manera:
- Para la resistencia de 4 ohmios: V = 24 / 4 = 6 voltios.
- Para la resistencia de 8 ohmios: V = 24 / 8 = 3 voltios.
Es importante tener en cuenta que la suma de las corrientes eléctricas en cada resistencia en paralelo es igual a la corriente total del circuito.
Conclusión
El cálculo de voltaje en resistencias en serie y en paralelo es esencial para poder entender cómo funcionan los circuitos eléctricos. Con las fórmulas adecuadas, podemos calcular el voltaje en cada una de las resistencias y entender cómo se divide la corriente eléctrica en los circuitos.
Cálculo de voltaje
En el mundo de la electrónica, es común trabajar con circuitos eléctricos que contienen resistencias en serie y en paralelo. Para poder entender cómo funcionan estos circuitos, es necesario conocer cómo calcular el voltaje que se encuentra en cada una de estas resistencias.
Resistencias en Serie
En una resistencia en serie, las resistencias se encuentran conectadas una detrás de otra, de modo que la corriente eléctrica que fluye por una resistencia también fluye por la siguiente. Para calcular el voltaje en cada una de estas resistencias, se utiliza la siguiente fórmula:
V = I * R
Donde:
- V es el voltaje que se encuentra en la resistencia.
- I es la corriente eléctrica que fluye por la resistencia.
- R es el valor de la resistencia en ohmios.
Por ejemplo, si tenemos una resistencia en serie de 3 ohmios y otra de 6 ohmios, y la corriente eléctrica que fluye por el circuito es de 2 amperios, podemos calcular el voltaje en cada resistencia de la siguiente manera:
- Para la resistencia de 3 ohmios: V = 2 * 3 = 6 voltios.
- Para la resistencia de 6 ohmios: V = 2 * 6 = 12 voltios.
Es importante tener en cuenta que la suma de los voltajes en cada resistencia en serie es igual al voltaje total del circuito.
Resistencias en Paralelo
En una resistencia en paralelo, las resistencias se encuentran conectadas en paralelo entre sí, de modo que la corriente eléctrica se divide entre ellas. Para calcular el voltaje en cada una de estas resistencias, se utiliza la siguiente fórmula:
V = E / R
Donde:
- V es el voltaje que se encuentra en la resistencia.
- E es el voltaje total del circuito.
- R es el valor de la resistencia en ohmios.
Por ejemplo, si tenemos una resistencia en paralelo de 4 ohmios y otra de 8 ohmios, y el voltaje total del circuito es de 24 voltios, podemos calcular el voltaje en cada resistencia de la siguiente manera:
- Para la resistencia de 4 ohmios: V = 24 / 4 = 6 voltios.
- Para la resistencia de 8 ohmios: V = 24 / 8 = 3 voltios.
Es importante tener en cuenta que la suma de las corrientes eléctricas en cada resistencia en paralelo es igual a la corriente total del circuito.
Conclusión
El cálculo de voltaje en resistencias en serie y en paralelo es esencial para poder entender cómo funcionan los circuitos eléctricos. Con las fórmulas adecuadas, podemos calcular el voltaje en cada una de las resistencias y entender cómo se divide la corriente eléctrica en los circuitos.
En conclusión, las resistencias en serie y en paralelo son elementos fundamentales en la construcción de circuitos eléctricos y electrónicos. Cada una tiene sus ventajas y desventajas, y es importante entender las diferencias entre ellas para poder elegir la configuración adecuada para cada situación. Ya sea que se esté construyendo un circuito simple o uno más complejo, el uso correcto de las resistencias en serie y en paralelo será clave para asegurar el correcto funcionamiento de todo el sistema.
En conclusión, las resistencias en serie se caracterizan por sumar sus valores para obtener una resistencia total mayor, mientras que las resistencias en paralelo se caracterizan por disminuir su resistencia total al dividir su valor entre el número de resistencias. Ambas configuraciones son muy útiles en la electrónica y en la creación de circuitos eléctricos para controlar el flujo de corriente y voltaje. Es importante comprender su funcionamiento y cómo afectan las características del circuito en general para poder diseñar y construir circuitos eléctricos eficientes y seguros.
