Ley de Ohm, circuitos serie y paralelo, potencia eléctrica - Ejercicios y resumen
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Introducción
La ley de Ohm relaciona las tres magnitudes básicas de un circuito eléctrico: tensión, intensidad y resistencia. Con ella podemos calcular qué ocurre en circuitos con varias resistencias conectadas en serie o en paralelo, y también la potencia que consumen.
Explicación
Magnitudes. La tensión o voltaje (V) se mide en voltios (V); la intensidad (I), cantidad de carga que pasa por segundo, en amperios (A); la resistencia (R), oposición al paso de la corriente, en ohmios (Ω).
Ley de Ohm: V = I · R. De ella se despejan I = V / R y R = V / I. A más tensión, más intensidad; a más resistencia, menos intensidad.
Circuito en serie. Los receptores van uno detrás de otro, en un único camino.
La intensidad es la misma en todos los receptores.
La resistencia equivalente es la suma: RT = R₁ + R₂ + …
La tensión de la pila se reparte: V = V₁ + V₂ + …
Si un receptor se funde, el circuito se abre y se apagan todos.
Circuito en paralelo. Cada receptor está en una rama distinta, conectada directamente a la pila.
La tensión es la misma en todas las ramas.
La intensidad total se reparte: I = I₁ + I₂ + …
La resistencia equivalente se calcula con 1/RT = 1/R₁ + 1/R₂ + … y siempre es menor que la menor de las resistencias. Para dos resistencias: RT = (R₁ · R₂) / (R₁ + R₂).
Si un receptor se funde, los demás siguen funcionando (así están conectados los enchufes de una casa).
Potencia eléctrica. Es la energía que consume un receptor por unidad de tiempo: P = V · I, en vatios (W). Combinándola con la ley de Ohm: P = I² · R = V² / R. La energía consumida es E = P · t; si P va en kW y t en horas, E sale en kWh, que es lo que se paga en la factura de la luz. Por ejemplo, una bombilla de 10 W encendida 100 horas consume 0,01 kW × 100 h = 1 kWh.
Ejemplo
Ejemplo 1 (serie). Dos resistencias de 4 Ω y 6 Ω en serie con una pila de 12 V.
RT = 4 + 6 = 10 Ω
I = V / RT = 12 / 10 = 1,2 A (la misma en las dos)
Dos resistencias de 10 Ω se conectan en paralelo. ¿Cuál es la resistencia equivalente?
Dos resistencias de 2 Ω y 4 Ω se conectan en serie a una pila de 12 V. ¿Qué potencia consume el circuito?
Material adicional
Ejemplos y ejercicios: Electricidad
Ejemplo resuelto Ejemplo 4: Coste eléctrico Una estufa de 1500W encendida 5 horas al día durante 30 días. Energía = 1.5 kW x 5 h x 30 días = 225 kWh Coste = 225 x 0.15 eur/kWh = 33.75 eur al mes
Ejercicios 1. Diseña un circuito con pila de 9V, interruptor y 3 LEDs en paralelo (cada LED necesita R=330 ohm en serie). Dibuja el esquema. 2. Mide con el multímetro la resistencia de 5 componentes y anota los valores. 3. Un calentador eléctrico tiene R=20 ohm y se conecta a 230V. Calcula P. ¿Qué fusible necesita (10A, 16A o 25A)? 4. Calcula el coste mensual de: TV 100W (4h/día) + ordenador 300W (3h/día) + luz 10W (8h/día) a 0.15 eur/kWh. 5. ¿Por qué las luces de Navidad antiguas (serie) se apagaban todas si se fundía una? ¿Y las modernas (paralelo)?
✏️ Actividad de repaso
Repasa los conceptos principales de esta lección. Intenta explicar con tus propias palabras lo que has aprendido sobre Ley de Ohm, circuitos serie y paralelo, potencia eléctrica - Ejercicios y resumen.
Lee de nuevo las secciones que no hayas entendido bien.
Escribe un resumen de 3-5 líneas con las ideas principales.
Si hay ejercicios, intenta resolverlos sin mirar las soluciones.
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