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4.2. Configuraciones básicas
ОглавлениеExisten varias configuraciones básicas que se pueden establecer a la hora de diseñar un circuito eléctrico. Estas estructuras van a depender de los resultados que se deseen conseguir con el circuito diseñado.
Configuración en serie
La configuración en serie consiste en la colocación de los elementos, uno a continuación del otro, donde el terminal de salida de un dispositivo se conecta al terminal de entrada del dispositivo siguiente. Todo elemento conectado en serie está recorrido por la misma corriente. Por ejemplo, en el circuito de la imagen, las resistencias están conectadas en serie. Cuando existen dos o más resistencias conectadas en serie, estas actúan, a efectos de cálculo, con un valor resistivo total denominado Requ. Este valor resistivo se puede calcular fácilmente, siendo n el número de resistencias conectadas en serie:
Requ = R1 + R2 + ... + Rn
Configuración en paralelo
Cuando la salida de un dispositivo se conecta, también, a la salida de otro, se dice que están conectados en paralelo. Dado un circuito eléctrico con sus elementos conectados en paralelo, estos comparten el mismo valor de tensión. La intensidad que pase por cada elemento dependerá de su valor resistivo y de la energía que suministre la fuente.
La resistencia equivalente (total) para n resistencias conectadas en paralelo viene dada por la expresión:
1/Requ = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn
Recuerde
La configuración en serie consiste en la colocación de los elementos, uno a continuación del otro, donde el terminal de salida de un dispositivo se conecta al terminal de entrada del dispositivo siguiente.
Aplicación práctica
Calcule la resistencia equivalente de un conjunto de resistencias conectadas en paralelo de valores: R1 = 5 Ω, R2 = 15 Ω y R3 = 20 Ω.
SOLUCIÓN
Al estar conectadas en paralelo, se verifica que:
1/Requ = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3;
Entonces:
1/Requ = 1 / 5 + 1 / 15 + 1 / 20;
1/Requ = 0,2 + 0,07 + 0,05;
1/Requ = 0,32;
Despejando Requ se tiene:
Requ = 1 / 0,32;
Requ = 3,13 Ω
Configuración estrella y triángulo
Cuando se conectan elementos en estrella, todos estos tienen un extremo unido a un punto común, mientras que el otro extremo queda libre para conectarse a otras partes del circuito.
En la conexión en triángulo, se van uniendo entre sí los extremos inicial y final de los distintos elementos. Estas uniones son las que se conectan a otras partes del circuito.
Estas configuraciones se usan fundamentalmente en el arranque de motores trifásicos. Estos motores requieren una mayor intensidad de corriente cuando comienzan su funcionamiento, usándose la configuración en estrella para este cometido (conectándola al circuito de arranque del motor). Una vez arrancado, el motor ya no necesita tanta corriente para funcionar, por lo que se produce un “cambio” (mediante una serie de mecanismos automáticos) a la configuración en triángulo para así evitar sobrecalentamientos en la máquina. Esto es lo que se denomina como arranque estrellatriángulo.
A continuación, se muestra un esquema de tres cargas conectadas en estrella (izquierda) y en triángulo (derecha).
Recuerde
En la configuración de estrella, todos los elementos tienen un extremo unido a un punto común, mientras que el otro extremo queda libre para conectarse a otras partes del circuito.