Los elementos eléctricos se pueden unir de diferentes formas para construir un circuito. Existen dos formas básicas de hacerlo en serie y en paralelo. Las consecuencias de que los elementos estén asociados en serie o en paralelo son drásticas en el funcionamiento del circuito.
En la asociación en serie, los elementos están dispuestos uno detrás de otro. Cada elemento comparte como máximo un solo contacto con otro elemento asociado. Las cargas van recorriendo todos los elementos en serie uno detrás de otro.
Ejemplos de asociación en serie:
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Al asociar varios receptores en serie, la resistencia total del conjunto es la suma de los receptores individuales:
$$ R_{total}= R_{1}+R_{2}+R_{3}+...$$Por tanto, la resistencia total del conjunto es mayor que la de cualquiera de las resistencias individuales.
Si asociamos varias bombillas en serie y alimentamos con una pila, cuantas más bombillas tengamos, menos lucirá cada una. En el ejemplo lo hemos mostrado con un color de relleno menos intenso, pero recuerda que el símbolo de la bombilla no tiene color.Cuando tenemos varios receptores asociados en serie, cada uno pone un poco de resistencia al paso de corriente, de manera que por el conjunto pasa menos intensidad que si sólo hubiera un receptor. Por ejemplo, si tenemos varias bombillas asociadas en serie lucen menos que una bombilla sola
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Si se estropea alguno de los elementos, de forma que la corriente eléctrica no lo puede atravesar, ninguno de los elementos asociados en serie con él funcionará. Por tanto, los elementos asociados en serie son dependientes entre sí. Los receptores se deben asociar en serie con los elementos de maniobra que los van a controlar.
La intensidad de todos los elementos asociados en serie es igual. Por eso si uno está roto, no lo puede atravesar la corriente y como consecuencia, la intensidad también es cero en los demás.
La resistencia de un conjunto en serie es igual a la suma de las resistencias
Rtotal= R1+R2+...+RnCualitativamente debemos saber que la resistencia total será mayor que la mayor de las resistencias individuales
Como la intensidad de todas las resistencias en serie es idéntica y además se cumple la ley de ohm, las resistencias mayores tendrán más tensión que las menores. Por ese motivo, consumirán más energía. Esto significa que se calentarán más las resistencias grandes de una asociación en serie.
En la asociación en paralelo, cada elemento comparte los dos contactos con los elementos asociados..
Ejemplo de elementos asociados en paralelo
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Al recorrer un circuito con elementos en paralelo, si pasamos por uno, no pasamos por otro porque están en diferentes recorridos. Si asociamos varias bombillas en paralelo, cada una luce igual que si ella sola estuviera unida a la pila
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De esta forma cada elemento es independiente de los demás, si se estropea uno los demás siguen funcionando.
Por este motivo, los elementos asociados en paralelo son independientes entre sí. Los receptores se suelen asociar entre sí en paralelo
Cuando hay un trozo de cable en paralelo con algún receptor, es como si este no existiera. La electricidad tiene dos posibles caminos; uno que le cuesta un poco de trabajo, el del receptor, y otro que puede recorrer más fácilmente, el del cable, y es este último el que elige. En ese caso decimos que los elementos que están en paralelo con el trozo de cable están cortocircuitados. La electricidad se los salta. En el dibujo se ha marcado en rojo el recorrido de la corriente eléctrica.
La tensión de todos los elementos asociados en paralelo es idéntica.
La resistencia de un conjunto en paralelo tiene una ecuación compleja:
$$ {1 \over R_{total}}= {1\over {1 \over R_{1}}+{1 \over R_{2}}+{1 \over R_{3}}+...}$$Cualitativamente debemos saber que la resistencia total será menor que la menor de las resistencias individuales. cuantas más resistencias en paralelo tengamos, menos resistencia total tendrá el conjunto.
Como la tensión de todas las resistencias en serie es idéntica y además se cumple la ley de ohm, las resistencias menores tendrán más intensidad que las mayores. Por ese motivo, consumirán más energía. Esto significa que calentarán más las resistencias más pequeñas de una asociación en paralelo.
Es aquella que tiene elementos en serie y elementos en paralelo, como por ejemplo en los siguientes ejemplos:
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Para analizar las asociaciones mixtas tenemos que descomponerlas en partes más pequeñas que tengan todos sus elementos en serie o en paralelo