27 de octubre de 2012

28.1.- Circuitos simples; resistores en serie.



Un circuito eléctrico consiste en cierto número de ramas unidas entre sí, de modo que al menosuna de ellas cierre la trayectoria que se proporciona a la corriente. El circuito más sencillo consta de una sola fuente de fem unida a una sola resistencia externa, como se muestra en la figura 28.1. Si “S  representa la fem y R indica la resistencia total, la ley de Ohm queda como


donde I es la corriente que circula por el circuito. Toda la energía que se gana mediante una carga que pasa a través de la fuente de fem se pierde debido al flujo a través de la resistencia.



Considere la adición de ciertos elementos al circuito. Se dice que dos o más elementos están en serie si tienen un solo punto en común que no está conectado a un tercer elemento. La corriente puede fluir únicamente por una sola trayectoria por los elementos en serie. Los resistores R y Rn de la figura 28.2a están en serie porque el punto A es común a ambas. Los resistores de la figura 28.2b, sin embargo, no están en serie, ya que el punto B es común a tres ramales de corriente. Al entrar en tal unión, la corriente eléctrica puede seguir dos trayectorias distintas.
Suponga que tres resistores (Rv R, y R}) están conectadas en serie y encerrados en una caja, la cual se indica con la parte sombreada en la figura 28.3. La resistencia efectiva R de los tres resistores se determina a partir de la fem (V) y de la corriente (l), registrados en los instrumentos de medición. Con base en la ley de Ohm


¿Cuál es la relación de R respecto a las tres resistencias internas? La corriente que circula por cada resistor debe ser idéntica, puesto que existe una sola trayectoria. En consecuencia,


Aprovechando este hecho y considerando que la ley de Ohm se aplica por igual a cualquier parte del circuito, escribimos
 
El voltaje externo (V) representa la suma de las energías perdidas por unidad de carga al pasar por cada resistencia. Por consiguiente,


Por último, si sustituimos a partir de la ecuación (28.4) y dividimos entre la corriente se obtiene


Para resumir lo que se ha aprendido acerca de los resistores conectados en serie tenemos que:

1. La corriente es igual en cualquier parte de un circuito en serie.
2. La fem a través de cierto número de resistencias en serie es igual a la suma de los voltajes correspondientes a cada una de ellas.
3. La resistencia efectiva de cierto número de resistores en serie es equivalente a la suma de las resistencias individuales.




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