Conexiones de los Circuitos Eléctricos

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Las conexiones de los circuitos eléctricos son la base del funcionamiento de cualquier dispositivo eléctrico o electrónico y un concepto fundamental en la ingeniería eléctrica.

La relación entre los componentes de los circuitos eléctricos se rige por principios físicos, siendo el más importante la Ley de Ohm. Esta ley establece que la corriente que fluye a través de un conductor entre 2 puntos es directamente proporcional a la tensión a través de los 2 puntos. Se expresa con la siguiente fórmula matemática: V = I · R.

En esencia, un circuito eléctrico básico es un camino cerrado que permite el flujo de corriente eléctrica desde una fuente (como una batería) hacia una carga (un componente que consume energía, como una lámpara).

No obstante, la manera en que los componentes están organizados determina cómo se distribuyen la tensión y la corriente, afectando directamente al comportamiento y a la funcionalidad del sistema.

Comprender las conexiones de los circuitos es fundamental para diseñar, analizar y reparar cualquier sistema eléctrico, desde el cableado de una vivienda hasta los complejos circuitos de un ordenador. Además, ayuda a diagnosticar los fallos más comunes que se producen en los circuitos eléctricos, como los cortocircuitos o el circuito abierto.

Contenidos

Tipos de Conexiones de los Circuitos y Sus Características
Fallos Comunes en los Circuitos

Tipos de Conexiones de los Circuitos y Sus Características

Las 2 configuraciones principales que sirven como cimientos para cualquier circuito son la conexión en serie y la conexión en paralelo.

Aunque los circuitos serie y paralelo permiten el flujo de corriente, lo hacen de maneras fundamentalmente distintas:

● Conexión en serie: los componentes se alinean uno tras otro, creando un único camino para la corriente. Esto significa que la corriente es la misma en todos los puntos del circuito. Sin embargo, la tensión total de la fuente se divide entre cada componente.

Conexiones de los circuitos eléctricos: Esquema de un circuito en serie con 2 lámparas

Una de las mayores desventajas de esta configuración es que si un componente falla (se rompe), todo el circuito se interrumpe. No obstante, el circuito serie destaca por su sencillez.

Sus características principales son:

– Corriente (I): la misma corriente fluye por todos los componentes (I = I₁ = I₂ = ...)

– Voltaje (V): el voltaje total de la fuente se divide entre los componentes (V = V₁ + V₂ + ...)

– Resistencia (R): las resistencias se suman (R = R₁ + R₂ + ...)

Circuito en Serie

● Conexión en paralelo: los componentes se conectan en ramas separadas, ofreciendo múltiples caminos para la corriente. Esto permite que cada componente reciba la misma tensión de la fuente, mientras que la corriente total se distribuye entre las ramas.

Conexiones de los circuitos eléctricos: Esquema de un circuito en paralelo con 2 lámparas

La principal ventaja es que si un componente falla, las otras ramas del circuito continúan funcionando sin interrupción. No obstante, el circuito paralelo tiene mayor complejidad y uso de cableado.

Sus características principales son:

– Voltaje (V): todos los componentes tienen el mismo voltaje que la fuente (V = V₁ = V₂ = ...)

– Corriente (I): la corriente total es la suma de las corrientes de cada rama (I = I₁ + I₂ + ...)

– Resistencia (R): la resistencia total es menor que la más pequeña de las resistencias individuales (1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + ...)

Circuito en Paralelo

Fallos Comunes en los Circuitos

En la confección de los circuitos en paralelo y en serie, un diseño o manejo incorrecto puede dar lugar a fallos que comprometan la funcionalidad y la seguridad. Los 2 fallos más comunes son el cortocircuito y el circuito abierto:

● Cortocircuito: ocurre cuando la corriente eléctrica encuentra un camino de resistencia casi nula, evitando el flujo normal a través de los componentes. Esto provoca un aumento drástico de la corriente, generando calor excesivo que puede dañar equipos, fundir cables y, en casos graves, provocar incendios.

Esquema de circuito en cortocircuito con 2 lámparas serie

– Según la Ley de Ohm (I = V / R): si R es casi 0, la corriente (I) se vuelve extremadamente alta.

– Generación de calor por Efecto Joule (P = R · I²): aunque R es baja, I² es enorme, liberando una potencia calorífica destructiva.

El cortocircuito se puede producir por diversas causas, como: cable pelado, aislamiento dañado, conexión accidental con una herramienta, componente interno fundido, etc.

Los magnetotérmicos y los fusibles son esenciales para proteger los circuitos contra este tipo de fallos.

Circuito en Cortocircuito

● Circuito abierto: se produce cuando el camino de la corriente se interrumpe, impidiendo por completo su flujo. Un circuito abierto no representa un riesgo de incendio, pero detiene el funcionamiento de los dispositivos conectados.

Esquema de un circuito abierto en el cable positivo

– La corriente se interrumpe (I = 0 A).

– El circuito deja de funcionar (los receptores no se activan).

El circuito abierto se puede producir por diversas causas, como: cable roto, soldadura despegada, conexión floja, componente quemado (que se abre internamente), interruptor abierto, etc.

Puede ser difícil de diagnosticar. Para encontrar el punto de la interrupción se usa el multímetro (medición de continuidad o voltaje).