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Contenido principal

Resistores en serie

Los resistores conectados uno después de otro están en serie. La resistencia total equivalente es la suma de los valores individuales de las resistencias. Escrito por Willy McAllister.
Los componentes están en serie si están unidos de extremo a extremo de esta manera:
Vamos a trabajar con resistores para revelar las propiedades de las conexiones en serie.

Resistores en serie

Los resistores están en serie cuando están conectados del extremo de salida de uno al extremo de entrada del otro y no hay otros cables que se ramifiquen de los nodos entre los componentes.
En la siguiente imagen, start text, R, 1, end text, start text, R, 2, end text y start text, R, 3, end text están en serie:
Los resistores en serie comparten la misma corriente.
Los resistores en la siguiente imagen no están en serie. Hay ramas adicionales que se alejan de los nodos entre los resistores. Si estas ramas conducen corriente (las flechas anaranjadas), entonces start text, R, 1, end text, start text, R, 2, end text y start text, R, 3, end text no comparten la misma corriente.

Propiedades de los resistores en serie

Aquí tenemos un circuito con resistores en serie:
La fuente de voltaje start text, V, end text, start subscript, start text, S, end text, end subscript está conectada a la cadena de resistores en serie. El voltaje v, start subscript, start text, S, end text, end subscript es un valor constante, pero todavía no conocemos la corriente i o como se divide v, start subscript, start text, S, end text, end subscript entre los tres resistores.
Las dos cosas que sí sabemos son:
  • La suma de los tres voltajes de los resistores debe dar v, start subscript, start text, S, end text, end subscript.
  • La corriente i fluye por los tres resistores.
Con este poco de información, y la ley de Ohm, podemos escribir estas tres expresiones:
v, start subscript, start text, S, end text, end subscript, equals, v, start subscript, start text, R, 1, end text, end subscript, plus, v, start subscript, R, 2, end subscript, plus, v, start subscript, R, 3, end subscript
v, start subscript, start text, R, end text, 1, end subscript, equals, i, dot, start text, R, end text, start subscript, 1, end subscript, v, start subscript, start text, R, end text, 2, end subscript, equals, i, dot, start text, R, end text, start subscript, 2, end subscript, v, start subscript, start text, R, end text, 3, end subscript, equals, i, dot, start text, R, end text, start subscript, 3, end subscript
Es suficiente para empezar. Al combinar las ecuaciones:
v, start subscript, start text, S, end text, end subscript, equals, i, dot, start text, R, 1, end text, plus, i, dot, start text, R, 2, end text, plus, i, dot, start text, R, 3, end text
Podemos factorizar la corriente y juntar los resistores de un lado:
v, start subscript, start text, S, end text, end subscript, equals, i, left parenthesis, start text, R, 1, end text, plus, start text, R, 2, end text, plus, start text, R, 3, end text, right parenthesis
Como conocemos v, start subscript, start text, S, end text, end subscript, resolvemos para la incógnita i,
i, equals, start fraction, v, start subscript, start text, S, end text, end subscript, divided by, left parenthesis, start text, R, 1, end text, plus, start text, R, 2, end text, plus, start text, R, 3, end text, right parenthesis, end fraction
Esto se parece a la ley de Ohm para un solo resistor, excepto que los resistores en serie aparecen como una suma.
En conclusión:
Para los resistores en serie, la resistencia total es la suma de los resistores individuales.

Resistor equivalente en serie

Podemos imaginar un nuevo resistor más grande equivalente a la suma de los resistores en serie. Es equivalente en el sentido de que, para un resistor start text, V, end text, start subscript, start text, S, end text, end subscript dado, fluye la misma corriente start color #11accd, i, end color #11accd.
start text, R, end text, start subscript, start text, s, e, r, i, e, end text, end subscript, equals, start text, R, 1, end text, plus, start text, R, 2, end text, plus, start text, R, 3, end text
Puede que escuches esta expresión del argot para explicar lo que está pasando: desde la "perspectiva" de la fuente de voltaje, los tres resistores en serie "se ven como" un resistor equivalente más grande. Esto significa que la corriente, start color #11accd, i, end color #11accd, proporcionada por la fuente de voltaje es la misma en ambos casos.
Si tienes varios resistores en serie, la forma general de la resistencia en serie equivalente es
start text, R, end text, start subscript, start text, s, e, r, i, e, end text, end subscript, equals, start text, R, 1, end text, plus, start text, R, 2, end text, plus, point, point, point, plus, start text, R, end text, start subscript, start text, N, end text, end subscript

El voltaje se distribuye entre los resistores en serie

Averiguamos la corriente i a lo largo de la conexión en serie. Nos falta averiguar el voltaje a lo largo de los resistores individuales.
Hazlo mediante la aplicación de la ley de Ohm en los resistores individuales.
v, start subscript, start text, R, end text, 1, end subscript, equals, i, dot, start text, R, end text, start subscript, 1, end subscript, v, start subscript, start text, R, end text, 2, end subscript, equals, i, dot, start text, R, end text, start subscript, 2, end subscript, v, start subscript, start text, R, end text, 3, end subscript, equals, i, dot, start text, R, end text, start subscript, 3, end subscript
Esto se vuelve más interesante si haces un ejemplo, con números reales. Te aliento a probarlo por tu cuenta antes de revelar la respuesta.
start text, P, R, O, B, L, E, M, A, space, 1, end text
a. ¿Cuál es la corriente start color #11accd, i, end color #11accd y cuáles son los voltajes a través de los tres resistores?
b. Muestra que los voltajes individuales de los resistores suman start text, V, end text, start subscript, start text, S, end text, end subscript.

Reflexión

Con base en los voltajes de los resistores que recién calculaste:
Problema 2
¿El resistor más grande tiene el voltaje más grande o más pequeño?
Escoge 1 respuesta:

problema 3
¿El resistor más pequeño tiene el voltaje más grande o más pequeño?
Escoge 1 respuesta:

problema 4
¿Cuál es el resistor con la corriente más alta?
Escoge 1 respuesta:

Resumen

Los resistores en serie comparten la misma corriente.
Esta es la suma de los resistores en serie:
start text, R, end text, start subscript, start text, s, e, r, i, e, end text, end subscript, equals, start text, R, 1, end text, plus, start text, R, 2, end text, plus, point, point, point, plus, start text, R, end text, start subscript, start text, N, end text, end subscript
El voltaje se distribuye entre los resistores en serie. El resistor más grande tiene el mayor voltaje.

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