Análisis de circuitos resistivos

¿Qué es un circuito resistivo?

Un circuito resistivo es un circuito eléctrico en el que un resistor o una combinación de resistencias se utilizan para controlar la corriente eléctrica que fluye a través de un circuito. Un resistor es un componente electrónico que se utiliza para limitar la corriente eléctrica en un circuito, causando una caída de voltaje en el proceso.

Componentes de un circuito resistivo

Los componentes de un circuito resistivo son un resistor o una combinación de resistencias, una fuente de alimentación y un circuito que conecta el resistor a la fuente de alimentación. La fuente de alimentación proporciona un voltaje que impulsa la corriente eléctrica a través del circuito. El resistor limita la cantidad de corriente que fluye a través del circuito al causar una caída de voltaje. La cantidad de corriente que fluye a través del circuito depende de la resistencia del resistor y el voltaje de la fuente de alimentación.

Resistencias en serie

Las resistencias en serie se conectan una después de otra en un circuito. La corriente eléctrica fluye a través de cada resistor uno tras otro, lo que resulta en una caída de voltaje consecutiva sobre cada resistor. La suma de las caídas de voltaje en cada resistor es igual al voltaje de la fuente de alimentación. La resistencia total del circuito es igual a la suma de las resistencias individuales.

• La corriente eléctrica es la misma a través de cada resistor en serie.
• La resistencia total de un circuito en serie es igual a la suma de las resistencias individuales.

Resistencias en paralelo

Las resistencias en paralelo se conectan juntas en un circuito. La corriente eléctrica se divide entre cada resistor y se vuelve a unir después de haber pasado por cada resistor. La caída de voltaje sobre cada resistor es la misma, lo que resulta en que la resistencia total del circuito sea menor que cualquiera de las resistencias individuales.

• La corriente eléctrica se divide entre cada resistor en paralelo.
• La resistencia total de un circuito en paralelo es menor que cualquiera de las resistencias individuales.

Para analizar circuitos resistivos, se utilizan las leyes de Ohm y las reglas de Kirchhoff. La ley de Ohm establece que la corriente eléctrica que fluye a través de un resistor es directamente proporcional al voltaje aplicado y es inversamente proporcional a la resistencia del resistor. La ley de Ohm se puede expresar matemáticamente como I = V/R, donde I es la corriente en amperes, V es el voltaje en voltios y R es la resistencia en ohms.

Las reglas de Kirchhoff se aplican a cualquier circuito eléctrico y son esenciales para el análisis de circuitos resistivos. La primera regla de Kirchhoff, también conocida como la ley de nodos, establece que la suma de las corrientes que entran en cualquier nodo en un circuito es igual a la suma de las corrientes que salen del nodo. La segunda regla de Kirchhoff, también conocida como la ley de mallas, establece que la suma algebraica de los voltajes en cualquier bucle cerrado en un circuito es igual a cero.

Ejemplo de análisis de circuito resistivo

Consideremos el circuito siguiente:

Para encontrar la corriente que fluye a través del resistor R2, podemos aplicar la ley de Ohm. Sabemos que la corriente total en el circuito es de 5 amperios (I1 = I2 = 5 A). La resistencia total del circuito es 50 ohms (Rtotal = 50 ohm).

Podemos utilizar la ley de mallas de Kirchhoff para encontrar la corriente que fluye a través de R2. La suma de los voltajes sobre el circuito cerrado ABCDA es igual a cero. Podemos expresar esto como:

10V - I2 * R2 - 20V + I1 * R1 = 0

Reemplazando los valores conocidos, podemos resolver para I2:

10V - I2 * 25 ohm - 20V + 5A * 10 ohm = 0

I2 = 1A

Por lo tanto, la corriente que fluye a través del resistor R2 es de 1 amperio. Podemos calcular la caída de voltaje sobre R2 utilizando la ley de Ohm:

V2 = I2 * R2 = 1 A * 25 ohm = 25V

Por lo tanto, la caída de voltaje sobre R2 es de 25 voltios.

Conclusiones

El análisis de circuitos resistivos es una habilidad importante para cualquier persona que trabaje con circuitos eléctricos. Se utilizan leyes y reglas fundamentales de la electricidad para determinar la corriente y el voltaje en cada componente del circuito. Al comprender los conceptos básicos de las resistencias en serie y en paralelo, podemos determinar la resistencia total de un circuito y aplicar la ley de Ohm y las reglas de Kirchhoff para resolver problemas complejos de circuitos resistivos.