Circuito en serie o conexión en serie significa cuando dos o más componentes eléctricos se unen en una cadena como un arreglo dentro de un circuito. En este tipo de circuito, sólo hay una única manera de que la carga pase a través del circuito externo. La variación potencial de la carga a través de dos puntos en un circuito eléctrico se denomina voltaje. En este artículo, podemos discutir en detalle acerca de la voltaje en los circuitos en serie.
El batería de un circuito proporciona energía para que la carga pase a través de la batería y para crear un diferencia de potencial entre los extremos del circuito externo. Ahora, si asumimos una célula de 2 voltios, creará una diferencia de potencial de 2 voltios a través del circuito externo. El valor de potencial eléctrico en el terminal positivo es 2 voltios mayor que el terminal negativo. Así que, cuando la carga fluye del terminal positivo al negativo, causa una pérdida de 2 voltios en el potencial eléctrico. Esto se denomina Caída de tensión. Esto ocurre cuando la energía eléctrica de la carga se convierte en otras formas (mecánica, calor, luz, etc.) al pasar por los componentes (resistencias o carga) en el circuito.
Si consideramos un circuito con más de una resistencia conectada en serie y alimentada con una célula de 2V, la pérdida total de potencial eléctrico es de 2V. Es decir, habrá una cierta caída de voltaje en cada resistencia conectada. Pero podemos ver que la suma de la caída de voltaje de todos los componentes será de 2V, lo que equivale a la voltaje de la fuente de energía.
Matemáticamente, podemos expresarlo como
Usando La ley de Ohms las caídas de tensión individuales pueden ser calculadas como
Ahora, podemos asumir un circuito en serie compuesto de 3 resistencias y alimentado por una fuente de energía de 9V. Aquí, vamos a averiguar la diferencia de potencial en diferentes lugares durante el paso de actual a lo largo del circuito de la serie. Las ubicaciones están marcadas en color rojo en el circuito de abajo. Sabemos que la corriente pasa en la dirección del terminal positivo hacia el terminal negativo de la fuente. El signo negativo del voltaje o diferencia de potencial representa la pérdida de potencial debido a la resistencia. La diferencia de potencial eléctrico de los diferentes puntos del circuito puede representarse con la ayuda de un diagrama llamado diagrama de potencial eléctrico que se muestra a continuación.
En este ejemplo, el potencial eléctrico en A = 9V ya que es el terminal de mayor potencial. El potencial eléctrico en H = 0V ya que es el terminal negativo. Cuando la corriente pasa a través de la fuente de energía de 9V, la carga gana 9V de potencial eléctrico, que es de H a A. Mientras que la corriente pasa a través del circuito externo, la carga pierde estos 9V completamente. Aquí, esto sucede en tres pasos. Habrá una caída de voltaje cuando la corriente pase a través de la resistencias pero no se produce una caída de voltaje cuando el paso es a través del mero cable. Por lo tanto, podemos ver que entre los puntos AB, CD, EF y GH; no hay caída de voltaje. Pero entre los puntos B y C, la caída de voltaje es de 2V. Es decir, el voltaje de la fuente 9V se convierte en 7V. A continuación, entre los puntos D y E, el Caída de tensión es 4V. En este punto, el voltaje 7V se convierte en 3V. Por fin, entre los puntos F y G, la caída de voltaje es de 3V. En este punto, el voltaje de 3V se convierte en 0V. La porción del circuito entre los puntos G y H, no hay energía para la carga. Por lo tanto, desea un aumento de energía para el paso a través del circuito externo de nuevo. Esto es proporcionado por la fuente de energía cuando la carga pasa de H a A.
Los varios fuentes de tensión en serie puede ser reemplazada por una sola fuente de voltaje tomando la suma total de todas las fuentes de voltaje. Pero tenemos que considerar la polaridad como se muestra a continuación.
Fuentes de voltaje de CA en serie
En el caso de Fuentes de voltaje de CA en serielas fuentes de tensión pueden ser sumadas o combinadas para formar una sola fuente siempre que la frecuencia angular () de las fuentes conectadas sea idéntica. Si las fuentes de tensión de CA conectadas en serie son de frecuencias angulares diferentes, se pueden agregar juntas siempre que la corriente a través de las fuentes conectadas sea la misma.
Aplicación de la tensión en los circuitos en serie
- Divisor de voltaje.
- Batería de la alarma de incendios.
- Pilas en el mando a distancia, juguetes, etc.
- Iluminación en el tren, árbol de Navidad, etc.
