¿Por qué a veces se usan resistencias eléctricas en serie y en paralelo en los circuitos electrónicos?

En la electrónica, las resistencias eléctricas son un componente fundamental. Los circuitos electrónicos que comparten una misma fuente de alimentación necesitan diferentes niveles de voltaje y corriente. Las resistencias eléctricas permiten ajustar estos niveles y, en algunos casos, reducir la cantidad de energía que se disipa en la forma de calor. A menudo, las resistencias se colocan en serie o en paralelo con otras resistencias para alcanzar estos objetivos. En este artículo, discutiremos por qué esto es así.

Resistencias en Serie

Las resistencias en serie se colocan una después de otra. La corriente eléctrica fluye desde la primera resistencia hasta la última resistencia en la cadena. Las resistencias en serie tienen la propiedad de que su resistencia efectiva suma la resistencia de cada una de las resistencias individuales. En otras palabras, la capacitancia total de la cadena es igual a la suma de todas las resistencias individuales.

¿Por qué se usarían las resistencias en serie? Supongamos que tenemos una fuente de alimentación de 5 V y queremos reducir este voltaje a 2.5 V para alimentar un diodo LED. Si la caída de voltaje directo del LED es de 2 V, entonces necesitamos una resistencia que consuma los restantes 0.5 V y limite la cantidad de corriente que fluye a través del LED. Podríamos usar una resistencia de 100 ohmios y calcular la cantidad de corriente necesaria mediante la Ley de Ohm:

V = IR
0.5 V = I x 100 ohmios
I = 0.005 amperios o 5 milivatios

Entonces podríamos utilizar una resistencia en serie para conseguir el voltaje adecuado para el LED. Es importante tener en cuenta que la resistencia en serie consume energía, lo que significa que se disipa en forma de calor. Dado que la resistencia es de 100 ohmios y la cantidad de corriente que fluye a través de ella es de 5 mA, entonces puede calcular cuánta energía se disipa mediante la Ley de Joule:

P = VI
P = 0.5 V x 0.005 A
P = 0.0025 vatios o 2.5 milivatios de potencia disipada en la resistencia

Por lo tanto, bastante energía se pierde en la forma de calor en la resistencia en serie. También es importante tener en cuenta que las resistencias en serie reducen la cantidad total de corriente que fluye a través del circuito, lo que puede ser beneficioso en algunos casos.

Resistencias en Paralelo

Las resistencias en paralelo se colocan una al lado de la otra y comparten un mismo voltaje. Esto significa que la corriente eléctrica fluye a través de cada una de las resistencias simultáneamente. Las resistencias en paralelo tienen la propiedad de que su resistencia efectiva es menor que cualquiera de las resistencias individuales. En otras palabras, la capacitancia total de la cadena es menor que la menor de las resistencias individuales.

¿Por qué se usarían las resistencias en paralelo? Supongamos que tenemos una fuente de alimentación de 5 voltios y queremos alimentar dos diodos LED. Supongamos que la caída de voltaje directo del LED es de 2 voltios y que deseamos limitar la cantidad de corriente que fluye a 10 mA en cada LED. Podemos calcular la resistencia óptima para cada diodo mediante la Ley de Ohm:

V = IR
3 V = 0.01 A x R
R = 300 ohmios

Colocamos una resistencia de 300 ohmios en serie con cada LED, y las dos cadenas de resistencias y diodos LED en paralelo. La corriente total que fluye a través de la fuente de alimentación también fluye a través de ambas cadenas de resistencias y LED. Debido a que las resistencias están en paralelo, esto significa que cada resistencia consume la mitad de la cantidad de corriente (5 mA) y cada LED recibe aproximadamente 2.5 V, cumpliendo con nuestros requisitos de 2 V para cada LED.

Es importante tener en cuenta que las resistencias en paralelo tienen la capacidad de aumentar la cantidad total de corriente que fluye en un circuito. También es importante tener en cuenta que las resistencias en paralelo reducen la cantidad total de resistencia en un circuito, lo que puede ser beneficioso en algunos casos.

Conclusión

Las resistencias eléctricas son un componente fundamental en la electrónica y en la construcción de circuitos electrónicos. El uso eficiente de las resistencias en serie y en paralelo puede ayudar a reducir la cantidad de calor disipado en la forma de energía y garantizar que los componentes reciban el voltaje y la corriente adecuados. Aquí en unidades de medida, esperamos que este artículo te haya sido útil y hayas aprendido algo nuevo sobre las resistencias eléctricas en serie y en paralelo.