Los circuitos son caminos
Ir al aeropuerto infunde un poco de pavor en la gente, ¡y por una buena razón! Hay largas filas, múltiples controles de seguridad y pasillos interminables que parecen no tener fin. A veces te mueves por el aeropuerto sin esfuerzo, mientras que otras veces se tarda una eternidad en llegar de un punto a otro.
Una vía en un aeropuerto se parece mucho a un circuito , que es una vía por la que pueden fluir los electrones. Los circuitos son muy útiles; por ejemplo, son las vías que proporcionan electricidad a los electrodomésticos, las luces y otras cosas de su casa.
Los circuitos vienen en dos formas básicas. El primero es un circuito en serie , que conecta dispositivos en serie. Este tipo de circuito proporciona una vía única para el movimiento de electrones. El segundo tipo es un circuito paralelo , que conecta dispositivos a lo largo de vías ramificadas. Este tipo de circuito proporciona caminos separados para que fluyan los electrones. Exploraremos los circuitos en serie en detalle en otra lección. Por ahora, centrémonos en cómo funcionan los circuitos paralelos para alimentar dispositivos.
Caminos ramificados
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Los circuitos en paralelo reciben su nombre porque los dispositivos a lo largo del circuito están conectados en paralelo. Es como tener varias estaciones de detección de rayos X en la misma terminal del aeropuerto. La línea comienza inicialmente como una sola fila, pero luego se divide en varias líneas separadas a medida que pasa por la máquina de rayos X de su elección. Otros detrás de usted pueden optar por pasar por una máquina de rayos X diferente, y la cantidad de líneas que se forman depende de cuántas máquinas estén abiertas. Después de pasar por la máquina de rayos X, todos se fusionan nuevamente en la misma línea y continúan por el camino hacia su puerta.
Así como cada línea de máquina de rayos X es independiente de las demás, los dispositivos en un circuito paralelo también son independientes entre sí. Piénselo: si la siguiente línea se mueve más lentamente que la suya, no tiene ningún efecto sobre la rapidez o la lentitud con que se mueven sus líneas. Lo mismo ocurre con las ramificaciones de circuitos en paralelo. Y debido a esta independencia, mientras que la corriente total en el circuito se divide entre las ramas paralelas, la cantidad de corriente en cada rama está específicamente relacionada con la cantidad de resistencia en esa rama.
Resistencia del circuito
La resistencia proviene del dispositivo en sí y es una oposición al movimiento de los electrones a través del dispositivo. Debido a que la resistencia se opone al movimiento de la corriente, la cantidad de corriente en cada rama es inversamente proporcional a la resistencia de esa rama.
Esto tiene sentido si lo piensas bien. Quizás la fila a su lado se está moviendo más lentamente porque los oficiales de seguridad están revisando manualmente el equipaje de mano de cada individuo. Esta resistencia ralentiza el movimiento de la línea, lo que dificulta que las personas pasen por el punto de detección y se dirijan a su próximo destino. Lo mismo es cierto para las ramas en un circuito paralelo. Cuanta más resistencia en una rama individual, más oposición enfrenta la corriente a medida que avanza.
Pero lo realmente interesante es que, aunque cada rama es independiente, la resistencia general del circuito depende del número total de ramas presentes. De hecho, a medida que aumenta el número de derivaciones, disminuye la resistencia general del circuito.
Volvamos al aeropuerto para ver por qué es así. Si solo hubiera una máquina de rayos X abierta, habría una larga fila y todos tendrían que moverse a través de ella. En general, esto sería muy ineficiente y ofrecería mucha resistencia al movimiento total de personas a través de la estación de seguridad. Pero si se abre otra máquina de rayos X, la línea se puede dividir en dos y todos se moverán mucho más rápido. Agregue otra máquina de rayos X y la ‘resistencia’ disminuye aún más porque las personas tienen otro camino por el que pueden moverse.
Lo mismo es cierto para un circuito en paralelo. Agregar ramas es como abrir más estaciones de rayos X en el circuito. Cuantas más ramas haya, más vías debe atravesar la corriente, y esto disminuye la resistencia general del circuito.
Evaluación de gráficos ponderados y completos para circuitos de Hamilton
Ley de Ohm
Podemos construir nuestro propio circuito paralelo simple de dos ramas, cada una con una bombilla, conectadas a los mismos dos puntos. La batería también está conectada a estos dos puntos. Si cada rama está cerrada , lo que significa que no hay interrupciones en la ruta del circuito, la corriente fluirá desde la batería, a lo largo de cada rama, a través de cada dispositivo y luego de regreso a la batería.
De manera similar a cómo un corazón bombea sangre a través de su cuerpo, la batería produce voltaje que ‘bombea’ corriente a través del circuito. Por lo tanto, más voltaje significa más corriente. También sabemos que, como una arteria obstruida, la resistencia se opone a la corriente, por lo que más resistencia significa menos corriente.
De hecho, esta relación entre voltaje, corriente y resistencia se resume en la Ley de Ohm , que establece que la corriente es directamente proporcional al voltaje en el circuito e inversamente proporcional a la resistencia.
Debido a que cada dispositivo está conectado a los mismos dos puntos, el voltaje en cada dispositivo es el mismo. No importa cuántas ramas agregue, cada una tendrá el mismo voltaje, por lo que las bombillas no se atenuarán a medida que agregue más al circuito. También significa que, a diferencia de una cadena de luces de árbol de Navidad, que están conectadas en serie, si una bombilla del circuito paralelo se quema, las demás no se verán afectadas y permanecerán encendidas.
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Resumen de la lección
Un circuito es un camino por el que pueden fluir los electrones. Cuando los electrones se mueven a través de estas vías, es como si las personas se movieran por un aeropuerto, navegando por los numerosos pasillos y controles de seguridad de todo el edificio.
Nodos, conceptos y proposiciones (Mapa conceptual)
Los circuitos en paralelo son un tipo básico de circuito y conectan dispositivos a lo largo de vías ramificadas. En un circuito paralelo simple, cada rama está conectada a los mismos dos puntos donde también se conecta una batería. La batería suministra voltaje que, como un corazón, «bombea» corriente a través del circuito. Estas múltiples vías permiten que la corriente total se divida entre las ramas, pero también significa que el voltaje en cada rama es el mismo.
La corriente en cada rama depende de la resistencia del dispositivo. La corriente está inversamente relacionada con la resistencia porque la resistencia se opone al movimiento de los electrones a través de un dispositivo. Así como un control más minucioso de cada pasajero ralentiza la fila de personas, una mayor resistencia de un dispositivo reduce la corriente que se mueve a través de esa rama.
Al igual que las máquinas de rayos X del aeropuerto, cada rama de un circuito paralelo es independiente de las demás. Esto significa que lo que sucede en una rama no afecta a las demás. Sin embargo, la resistencia general del circuito se ve afectada por el número de ramas. Al igual que abrir más máquinas de rayos X en un aeropuerto, agregar ramas en un circuito paralelo disminuye la resistencia general del circuito en sí.
Los resultados del aprendizaje
La revisión de los conceptos de esta lección en video podría permitirle:
- Recuerda la definición de circuito
- Discutir la estructura de un circuito paralelo y explicar la forma en que la corriente se mueve a través de un circuito paralelo.
- Comprender el propósito de la resistencia.
- Resumir la ley de Ohm
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