Antes de calcular el voltaje a través de una resistencia, primero debe determinar el tipo de circuito (filamento) utilizado. Si necesita repasar los términos básicos o necesita ayuda para comprender los circuitos eléctricos, comience con la primera sección. De lo contrario, vaya directamente al tipo de circuito en el que desea trabajar.
Paso
Parte 1 de 3: Comprensión de los circuitos eléctricos
Paso 1. Aprenda sobre la corriente eléctrica
Puedes usar la siguiente analogía: imagina que viertes cereal en un tazón. Cada grano de grano es un electrón y el flujo de grano hacia el cuenco es una corriente eléctrica. Cuando hablas de electricidad, lo explicas diciendo cuántos granos de cereal fluyen por segundo. Cuando se habla de corriente eléctrica, se mide en unidades de amperio (amperios), que es una cierta cantidad de electrones (que son valores muy grandes) que fluyen cada segundo.
Paso 2. Conozca la carga eléctrica
Los electrones tienen una carga eléctrica "negativa". Es decir, los electrones atraen (o fluyen hacia) objetos cargados positivamente y repelen (o fluyen lejos de) objetos cargados negativamente. Todos los electrones tienen carga negativa, por lo que siempre empujan a otros electrones y se dispersan.
Paso 3. Comprender el voltaje
El voltaje mide la diferencia de carga eléctrica entre dos puntos. Cuanto mayor es la diferencia, más se atraen los dos puntos. A continuación, se muestra un ejemplo del uso de una batería normal:
- Dentro de la batería, las reacciones químicas que ocurren producen una reserva de electrones. Estos electrones van al polo negativo de la batería, mientras que el polo positivo permanece casi vacío. Estos se denominan terminales positivos y negativos. Cuanto más dure este proceso, mayor será la tensión entre los dos polos.
- Cuando conecta los cables entre los polos positivo y negativo, los electrones en el polo negativo ahora tienen un lugar adonde ir. Los electrones en el polo negativo fluyen hacia el polo positivo y producen una corriente eléctrica. Cuanto mayor sea el voltaje, más electrones se mueven al polo positivo cada segundo.
Paso 4. Aprenda sobre la resistencia
Un obstáculo es algo que bloquea los electrones. Cuanto mayor sea la resistencia, más difícil será que pasen los electrones. La resistencia ralentiza la corriente eléctrica porque la cantidad de electrones que pasan cada segundo disminuye.
Los resistores pueden ser cualquier cosa en un circuito eléctrico que agregue resistencia. Puede comprar “resistencias” reales, pero en los problemas, las resistencias suelen estar representadas por bombillas o cualquier cosa que tenga resistencia
Paso 5. Memorice la ley de Ohm
Existe una relación simple entre corriente, voltaje y resistencia eléctrica. Escriba o memorice la siguiente fórmula ya que la necesitará para resolver problemas relacionados con circuitos eléctricos:
- Corriente = voltaje dividido por resistencia
- La fórmula se puede escribir de la siguiente manera: I = V / R
- Piense en lo que sucede si aumenta V (voltaje) o R (resistencia) en el circuito. ¿Está de acuerdo con la discusión anterior?
Parte 2 de 3: Cálculo del voltaje a través de una resistencia (circuito en serie)
Paso 1. Comprender los circuitos en serie
Los circuitos eléctricos en serie son muy fáciles de detectar. La forma tiene la forma de un bucle de cable con todos los componentes dispuestos en una fila a lo largo del cable. Una corriente eléctrica fluye a través de todo el cable y a través de cada resistencia o elemento que encuentra.
- Corriente eléctrica siempre igual en todos los puntos del circuito.
- Al calcular el voltaje, la ubicación de la resistencia en el circuito es irrelevante. Puede tomar una resistencia y moverla por el circuito, y el voltaje en cada resistencia permanece igual.
- Usaremos un ejemplo de un circuito eléctrico con 3 resistencias en serie: R1, R2y R3. El circuito se alimenta de una batería de 12 voltios. Encontraremos el voltaje en cada resistencia.
Paso 2. Calcule la resistencia total
Sume todos los valores de resistencia en el circuito. El resultado es la resistencia total del circuito en serie.
Por ejemplo, las tres resistencias R1, R2y R3 tienen resistencias de 2 (ohmios), 3 y 5, respectivamente. Por tanto, la resistencia total es 2 + 3 + 5 = 10 ohmios.
Paso 3. Encuentre la corriente en el circuito
Utilice la ley de Ohm para encontrar el valor de la corriente en un circuito eléctrico completo. Recuerde, en un circuito en serie, la corriente es siempre la misma en todos los puntos del circuito. Habiendo obtenido el valor actual, podemos realizar todos los cálculos restantes.
La ley de Ohm establece que la corriente I = V / R. El voltaje en el circuito es de 12 voltios y la resistencia total del circuito es de 10 ohmios. Reemplaza estos números en la fórmula para obtener I = 12 / 10 = 1,2 amperios.
Paso 4. Ajuste la ley de Ohm para encontrar el valor de voltaje
Use álgebra básica para encontrar el valor del voltaje en lugar de la corriente:
- Yo = V / R
- IR = VR / R
- IR = V
- V = IR
Paso 5. Calcule el voltaje en cada resistor
Ya conocemos el valor de la resistencia y la corriente. Ahora podemos hacer todos los cálculos. Inserta los números en la fórmula y completa el cálculo. Aquí están los cálculos para las tres resistencias del ejemplo anterior:
- Voltaje en R1 = V1 = (1, 2A) (2Ω) = 2, 4 voltios.
- Voltaje en R2 = V2 = (1, 2A) (3Ω) = 3.6 voltios.
- Voltaje en R3 = V3 = (1, 2A) (5Ω) = 6 voltios.
Paso 6. Verifique sus respuestas
En un circuito en serie, la suma de todas las respuestas debe ser igual al voltaje total. Sume cada voltaje que calculó y verifique que coincida con el voltaje total del circuito. Si no es así, intente encontrar el error en sus cálculos.
- Según el ejemplo anterior, 2, 4 + 3, 6 + 6 = 12 voltios, igual al voltaje total a través del circuito eléctrico.
- Si su respuesta es un poco errónea (digamos 11, 97 en lugar de 12), es probable que haya redondeado números mientras trabajaba en fórmulas. No se preocupe, su respuesta no es incorrecta.
- Recuerde, el voltaje mide la diferencia de carga o el número de electrones. Imagina que estás contando los nuevos electrones que se ven mientras viajan a lo largo de un circuito eléctrico. Si calcula correctamente, sabrá el cambio total en electrones de principio a fin.
Parte 3 de 3: Cálculo del voltaje a través de una resistencia (circuito paralelo)
Paso 1. Conozca los circuitos en paralelo
Imagine un cable que se conecta a un polo de la batería y luego se bifurca en dos cables separados. Estos dos cables son paralelos entre sí, luego se vuelven a conectar antes de conectarlos al otro polo de la batería. Si el cable de la izquierda está conectado a una resistencia y el cable de la derecha también está conectado a otra resistencia, las dos resistencias están conectadas en "paralelo".
Puede agregar tantos cables paralelos como desee. Esta guía se puede utilizar para circuitos eléctricos que se ramifican en 100 cables que luego se vuelven a conectar
Paso 2. Conozca cómo fluye la corriente eléctrica en circuitos paralelos
La corriente eléctrica fluye a través de todos los caminos disponibles. La corriente eléctrica fluirá a través del cable de la izquierda, a través de la resistencia de la izquierda y hasta el otro extremo. Al mismo tiempo, la corriente también fluye a través del cable de la derecha, a través de la resistencia de la derecha y hasta el final. No se pasan dos veces cables o resistencias en un circuito paralelo.
Paso 3. Utilice el voltaje total para encontrar el voltaje en cada resistor
Si conoce el voltaje en todo el circuito, la respuesta es fácil de encontrar. Cada cable paralelo tiene el mismo voltaje que todo el circuito eléctrico. Digamos que un circuito eléctrico tiene dos resistencias en paralelo y una batería de 6 voltios. Las barreras no son muy relevantes hoy. Para entenderlo, recuerde el circuito en serie descrito anteriormente:
- Recuerde que la suma de los voltajes en un circuito en serie es siempre igual al voltaje total a través del circuito eléctrico.
- Imagine cada camino que toma la corriente en un circuito en serie. Lo mismo ocurre con los circuitos en paralelo: si suma todos los voltajes, el resultado es igual al voltaje total.
- Dado que la corriente a través de cada cable paralelo es solo a través de una resistencia, el voltaje a través de la resistencia debe ser igual al voltaje total.
Paso 4. Calcule la corriente total del circuito eléctrico
Si el problema no da el voltaje total en el circuito, deberá completar algunos pasos adicionales. Empiece por encontrar la corriente total a través del circuito eléctrico. En un circuito en paralelo, la corriente total es igual a la suma de las corrientes a través de cada camino paralelo.
- La fórmula es la siguiente: Itotal = Yo1 + Yo2 + Yo3…
- Si tiene problemas para entenderlo, imagine una tubería de agua que tenga dos ramales. La cantidad total de agua que fluye en una serie de tuberías es la suma del agua que fluye en cada tubería.
Paso 5. Calcule la resistencia total del circuito eléctrico
La efectividad de una resistencia se reduce en un circuito en paralelo porque solo bloquea la corriente a través de un cable. De hecho, cuantos más cables haya en un circuito, más fácil será que la corriente encuentre un camino para fluir sin problemas. Para encontrar la resistencia total, encuentre el valor de R. total en esta ecuación:
- 1 / Rtotal = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 …
- Por ejemplo, un circuito eléctrico tiene resistencias de 2 ohmios y 4 ohmios conectados en paralelo, respectivamente. 1 / Rtotal = 1/2 + 1/4 = 3/4 → 1 = (3/4) Rtotal → Rtotal = 1 / (3/4) = 4/3 = ~ 1,33 ohmios.
Paso 6. Encuentre el voltaje de su respuesta
Recuerde, una vez que encontramos el voltaje total del circuito eléctrico, ya conocemos la magnitud del voltaje a través de cada cable paralelo. Utilice la ley de Ohm para completar el cálculo. Eche un vistazo a las siguientes preguntas de ejemplo:
- El circuito eléctrico tiene una corriente de 5 amperios y una resistencia total de 1,33 ohmios.
- Según la ley de Ohm, I = V / R de modo que V = IR
- V = (5A) (1, 33Ω) = 6,65 voltios.
Consejos
- Si tiene un circuito eléctrico complicado, por ejemplo, si tiene resistencias conectadas en paralelo y serie, seleccione las dos resistencias más cercanas. Encuentre la resistencia total a través de las dos resistencias usando las reglas para resistencias en circuitos en serie y en paralelo. Ahora, puede tratarlo como una sola resistencia. Continúe este proceso hasta que tenga un circuito en el que estén dispuestas las resistencias solamente en series o paralelo.
- El voltaje a través de la resistencia a menudo se denomina "caída de voltaje".
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Comprenda los siguientes términos:
- Circuito eléctrico / filamento: la disposición de varios componentes (resistencias, condensadores e inductores), que están conectados por cables y se pueden energizar.
- Resistencia: un elemento que reduce o inhibe la corriente eléctrica.
- Corriente: el flujo de carga eléctrica en el cable. Expresado en amperios (A).
- Voltaje: la cantidad de carga eléctrica que pasa cada segundo. Expresado en unidades de voltios (V).
- Resistencia: medida de la oposición de un elemento a la corriente eléctrica. Expresado en ohmios (Ω)
