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Tipos de circuitos eléctricos: representación de circuitos en serie y en paralelo

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Página 73 de Libro de Ciencias Naturales – Quinto Básico | Texto del Estudiante MINEDUC – Descargar PDF · 2024
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Respuesta rápida

Circuito 1: 2 fuentes en serie + interruptor + 3 resistencias en paralelo (misma tensión, I_{T}=I_{1}+I_{2}+I_{3}). Circuito 2: 3 fuentes + 2 interruptores + 1 resistencia en un solo lazo, V_{T}=V_{1}+V_{2}+V_{3} e I constante.

📚 exercise ciencias-naturales ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 8 min lectura

Solución — Página 73

Libro de Ciencias Naturales – Quinto Básico | Texto del Estudiante MINEDUC – Descargar PDF · 2024

1
Ejercicio 1

Representa, mediante esquemas y la simbología correspondiente, los circuitos descritos.

a
Parte 1.a

Circuito 1: en paralelo con 3 resistencias, 2 fuentes de energía y 1 interruptor

  1. Identifico los componentes: 3 resistencias (R_{1}, R_{2}, R_{3}), 2 fuentes de energía o pilas (B_{1}, B_{2}) y 1 interruptor (S_{1}).
  2. Dibujo las 2 fuentes en serie (el borne negativo de una unida al positivo de la otra), de modo que formen una sola alimentación. La tensión total es V_{T} = V_{1} + V_{2}.
  3. Coloco el interruptor S_{1} en el conductor de ida, antes de la bifurcación: así, al abrirlo, se corta la corriente de todo el circuito.
  4. Conecto las 3 resistencias en paralelo: los tres terminales de un lado se unen en un nodo común A y los tres del otro lado en un nodo común B. Por eso la tensión es la misma en cada rama: V_{R1} = V_{R2} = V_{R3} = V_{T}.
  5. La corriente se reparte por las ramas: I_{T} = I_{1} + I_{2} + I_{3}, y se calcula con la ley de Ohm en cada rama, I_{i} = \dfrac{V_{T}}{R_{i}}.
  6. Cierro el circuito llevando el nodo B de vuelta al borne negativo de la fuente.
graph LR
  B1((Fuente B1)) --- B2((Fuente B2))
  B2 --> S1[Interruptor S1]
  S1 --> A((Nodo A))
  A --> R1[Resistencia R1] --> B((Nodo B))
  A --> R2[Resistencia R2] --> B
  A --> R3[Resistencia R3] --> B
  B --> B1
Respuesta

esquema del circuito 1 (fuentes en serie → interruptor → nodo A → tres ramas con R1, R2 y R3 en paralelo → nodo B → retorno a la fuente).

b
Parte 1.b

Circuito 2: en serie con 1 resistencia, 3 fuentes de energía y 2 interruptores

  1. Identifico los componentes: 1 resistencia (R_{1}), 3 fuentes de energía (B_{1}, B_{2}, B_{3}) y 2 interruptores (S_{1}, S_{2}).
  2. Dibujo las 3 fuentes en serie; sus tensiones se suman: V_{T} = V_{1} + V_{2} + V_{3}.
  3. Coloco todos los elementos uno a continuación del otro, formando un único camino cerrado: B_{1} \to B_{2} \to B_{3} \to S_{1} \to S_{2} \to R_{1} \to B_{1}.
  4. Como es un circuito en serie, la corriente es la misma en todo el recorrido y la resistencia total es la única resistencia presente: R_{T} = R_{1}.
  5. Aplico la ley de Ohm al circuito completo: I = \dfrac{V_{T}}{R_{1}} = \dfrac{V_{1} + V_{2} + V_{3}}{R_{1}}.
  6. Verifico que los dos interruptores estén cerrados: si cualquiera de ellos se abre, el camino se interrumpe y no circula corriente.
graph LR
  B1((Fuente B1)) --- B2((Fuente B2)) --- B3((Fuente B3))
  B3 --> S1[Interruptor S1] --> S2[Interruptor S2] --> R1[Resistencia R1] --> B1

Simbología utilizada

Componente Símbolo normalizado Elementos de la página
Resistencia rectángulo alargado (norma IEC) o zigzag (norma ANSI) R_{1}, R_{2}, R_{3}
Fuente de energía (pila) dos líneas paralelas, la larga es el polo positivo y la corta el negativo B_{1}, B_{2}, B_{3}
Interruptor segmento inclinado con un contacto que se abre o cierra S_{1}, S_{2}
Conductor líneas rectas que unen los componentes cables del circuito
Respuesta

esquema del circuito 2 en serie, con los tres generadores, los dos interruptores y la resistencia conectados en un solo lazo.

Contenido de la página

Tipos de circuitos eléctricos

1. Representa, mediante esquemas y la simbología correspondiente, los circuitos descritos:

Circuito 1: Circuito en paralelo con 3 resistencias, 2 fuentes de energía y 1 interruptor.

Circuito 2: Circuito en serie con 1 resistencia, 3 fuentes de energía y 2 interruptores.


Pie de página: 72 — Unidad 4 • La energía eléctrica

Ejemplos resueltos

Representar un circuito en paralelo con 3 resistencias, 2 fuentes de energía y 1 interruptor.

Las 2 fuentes se dibujan en serie (V_{T} = V_{1}+V_{2}); el interruptor se ubica antes de la bifurcación; las 3 resistencias se conectan entre los nodos A y B, de modo que V_{R1}=V_{R2}=V_{R3}=V_{T} y I_{T}=I_{1}+I_{2}+I_{3}.

Representar un circuito en serie con 1 resistencia, 3 fuentes de energía y 2 interruptores.

Todos los componentes se conectan en un único lazo: fuentes en serie (V_{T}=V_{1}+V_{2}+V_{3}), luego los dos interruptores y finalmente la resistencia, con I = \frac{V_{T}}{R_{1}} igual en todo el circuito.

Tabla

Componente Símbolo normalizado Elementos del ejercicio
Resistencia rectángulo alargado (IEC) o zigzag (ANSI) R1, R2, R3
Fuente de energía (pila) dos líneas paralelas, la larga (+) y la corta (−) B1, B2, B3
Interruptor segmento inclinado con contacto móvil S1, S2
Conductor líneas rectas continuas cables del circuito

Diagramas (2)

graph LR
  B1((Fuente B1)) --- B2((Fuente B2))
  B2 --> S1[Interruptor S1]
  S1 --> A((Nodo A))
  A --> R1[Resistencia R1] --> B((Nodo B))
  A --> R2[Resistencia R2] --> B
  A --> R3[Resistencia R3] --> B
  B --> B1
graph LR
  B1((Fuente B1)) --- B2((Fuente B2)) --- B3((Fuente B3))
  B3 --> S1[Interruptor S1] --> S2[Interruptor S2] --> R1[Resistencia R1] --> B1

Fórmulas y ecuaciones

Circuito en paralelo: V_{R1} = V_{R2} = V_{R3} = V_{T}

Circuito en serie: I constante en todo el lazo

V_{T} = V_{1} + V_{2}

V_{T} = V_{1} + V_{2} + V_{3}

I_{T} = I_{1} + I_{2} + I_{3}

I_{i} = \frac{V_{T}}{R_{i}}

I = \frac{V_{T}}{R_{1}}

Glosario (6)

Circuito en serie
Circuito en el que los componentes se conectan uno a continuación del otro formando un único camino para la corriente.
Circuito en paralelo
Circuito en el que los componentes se conectan en ramas distintas unidas a dos nodos comunes, por lo que todos reciben la misma tensión.
Resistencia
Componente que se opone al paso de la corriente eléctrica; se mide en ohm ($\Omega$).
Fuente de energía
Dispositivo, como una pila o batería, que entrega la energía necesaria para mantener la corriente en el circuito.
Interruptor
Dispositivo que abre o cierra el paso de la corriente en un circuito.
Nodo
Punto del circuito donde se unen tres o más conductores.

Preguntas para practicar

¿Por qué en un circuito en paralelo todas las resistencias reciben la misma tensión?

Porque los extremos de todas las resistencias se conectan a los mismos dos nodos, que están unidos directamente a los bornes de la fuente. Al compartir esos dos puntos, la diferencia de potencial entre sus extremos es idéntica, aunque la corriente se reparta según el valor de cada resistencia.

¿Qué ocurre si se abre uno de los dos interruptores del circuito 2?

Al estar en serie, existe un único camino para la corriente; si un interruptor se abre, el circuito queda interrumpido y deja de circular corriente por todos los elementos, por lo que la resistencia tampoco funciona.

Temas y conceptos clave

Tipos de circuitos eléctricosRepresentación de circuitosUnidad 4: La energía eléctricacircuito en paralelocircuito en serieresistenciafuente de energíainterruptorsimbología eléctrica
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Preguntas que la gente también hace

¿Cuál es la diferencia entre un circuito en serie y uno en paralelo?
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¿Cómo se dibuja una pila y un interruptor en un esquema eléctrico?
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¿Qué pasa si se abre un interruptor en un circuito en serie?
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📌 Antes de leer esto
  • • Reconocer componentes eléctricos básicos (pila, ampolleta, interruptor, cables)
  • • Saber que la corriente eléctrica necesita un camino cerrado
  • • Diferenciar conductor y aislante
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Efectos de la corriente eléctrica: calor, luz y magnetismo
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  1. Representa, mediante esquemas y la simbologia correspondiente, los circuitos descritos:

Circuito 1:Circuito en paralelo con 3 resistencias, 2 fuentes de energia y 1 interruptor.

Circuito 2:

Circuito en serie con 1 resistencia, 3 fuentes de energia y 2 interruptores.

Tipos de circuitos s eléctricos

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Unidad 4·La energia eléctrica

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