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¿Estás estudiando para un examen? Prepárate con estas 2 lecciones sobre Circuitos.
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Transcripción del video
Hagamos un circuito un poquito mas complicado ahora Digamos que tengo una bateria nuevamente, y dejenme hacerlo en un color diferente para variar. Este es el terminal positivo, ese es el terminal negativo Digamos que tengo este conductor perfecto, y digamos tambien que tengo esta resistencia y tengo otra resistencia y no se, para divertirnos digamos, que hay una tercer resistencia. Y sabemos, por supuesto, que la convencio es que la corriente fluje de positivo a negativo, y ese es el flujo de la corriente y recorda, corriente es solo la carga que fluje por unidad de tiempo o la velocidad de flujo de la carga. Pero sabemos, por supuesto, que en realidad lo que esta pasando si es que hubiera algo asi como LA realidad, es que tenemos un monton de electrones que, a causa de este voltaje a traves de las terminales de las baterias, estos electrones quieren realmente llegar al terminal positivo. Y cuanto mas alto el voltaje, mayor la necesidad de llegar a esta terminal positiva. Entonces, que va a pasar en este circuito? Dejame, etiquetar todo... Digamos que esto es R1, esto es R2 y esto R3. La primer cosa que quiero que entiendas es que entre los elementos, el voltaje es siempre constante y porque es eso? Bueno, vamos a asumir que este es un conductor perfecto Este pequeño segmento aca, si? Entonces es un conductor perfecto. Bueno, miremos aqui Entonces, tenes todos estos electrones. Esto es un conductor perfecto, asi que no hay nada deteniendo a esos electrones de distribuirse a traves del cable. Antes de que encuentres un elemento en el circuito o maquina o como lo quieras llamar, vos podes ver este cable de conduccion ideal, desde un punto de vista esquematico como una extension del terminal negativo. Y de manera similar, vos podes ver este cable aca, esta parte del cable, como una extension de el terminal positivo. y la razon por la cual quiero decirlo es porque realmente resulta que no importa si vos medis el voltaje aca. Entonces digamos que mido el voltaje a traves de esos dos terminales usando lo que se llama voltimetro. Y despues hare todo un video acerca de como funcionan los voltimetros. Pero recorda, cuando medimos voltaje, tenemos que medirlo en dos puntos. y Porque? Porque el voltaje es una diferencia potencial. No es un numero absoluto. Es una diferencia esencialmente acerca de que tanto quieren los electrones llegar de aqui hacia alla. Entonces si medimos el voltaje entre esos dos puntos, seria exactamente el mismo que si midieramos el voltaje entre estos dos puntos. Teoricamente. Por lo que sabemos, no existen cables que realmente no tengan resistividad. Todos los cables tienen un poco, pero cuando dibujamos estos esquematicas, asumimos que los cables son conductores perfectos y que todas las resistencia toman lugar en el resistor (o resistencia). Entonces la primer cosa que quiero que entiendas, y que hace a las cosas bastante --- por ejemplo, todo a lo largo de este cable, esta parte del cable, el voltaje es constante. En cada parte a lo largo de este cable, el voltaje es constante. Dejame borrar algo de esto, porque no quiero que sea muy desprolijo. Es importante nocion cuando luego te conviertas en ingeniero en electricidad y tengas muchos problemas dificiles de resolver... Dejame borrar esto.. Y borrar todo esto. Ahora voy a volver a dibujar eso, porque no podemos tener ese espacio ahi porque si hay un espacio, la corriente no fluiria. Bueno, despues dibujare como se hace un switch, porque un switch es esencialmente un espacio. Se ve como un espacio en el circuito que podes abrir o cerrar, no? Porque si lo abris, la corriente no fluye. Si lo cerras, si fluye. Bueno, entonces vos ya sabes que el voltaje entre objetos es constante La otra cosa de la que te tengo que convencer es que la corriente a traves de este ciurcuito es constante, y que aplica a cualquier circuito en serie. Ahora, que quiero decir con ¨en serie¨? Serie significa que todo lo que esta en el circuito esta uno despues del otro, si? Si tomamos la convencion y decimos que la corriente fluye en esta direccion, va a golpear a esta resistencia, despues la siguiente y despues a la siguiente. En ningun punto el circuito se abre y puede elegir si ir por el camino A o el camino B Entonces este circuito esta complemente en serie , y hay un par de formas en las que puedo convencerte que la corriente --- llamemos... la corriente aca I1 Llamemos la corriente aca I2. LLamemos la corriente aca I3. Podria dibujar otra aca, i3. Entonces hay un par de maneras en las que puedo convencerte que i1 es igual a i2, i3. Una es que podria decir que si experimentalmente lo probaste usando un Amperimetro, que mide corriente, vos podrias ver que sos identicas. Pero la otra forma de pensar en eso, y esta vez voy a realmente hablar acerca de los electrones, asi que hablemos de cosas yendo en esta direccion--- entonces estos electrones, a traves de este cable, pueden ir tan rapido como quieran, no? La velocidad de la luz o lo mas cercano a la velocidad de la luz, ya que ellos tienen muy muy muy poca masa. Y algun dia nos meteremos con la relatividad. Pero una vez que llegan a esta resistencia, empiezan a chocar contra cosas, y se enlentecen. La resistencia es el ¨embotellamiento¨ (o cuellode botella), no? Entonces aunque hayan tenido esta velocidad aca, tienen que disminuir aca. Y si disminuyen aca, disminuyen aca tambien porque si siguieran yendo superrapido ahi y despues ellos disminuyeran ahi, entonces se acumularian aca y eso no tendria sentido, porque sabemos que Estan separados de maneras iguales, etc De manera similar, podria salir de esa resistencia a una determinada velocidad y luego desacelerar mas aun a medida que chocan contra resistencias aca, pero si van a ir mas lento a este punto, entonces habria un cuello de botella aqui, entonces esencialmente, irian a esa frecuencia a traves de todo. Y otra manera de pensarlo es acerca de la resistencia como una cosa de probabilidad. Yo se que cuando pensas en un nivel Macro, decis, ah tiene esta resistencia. Solo lo desacelera. Pero cuanto mas tiempo haya una resistencia, aumenta la probabilidad que alguno de los electrones vayan a chocar contra algo y generar un poco de calor etc, etc Entonces cuando pones resistencias en serie, lo que estas haciendo es aumenta la probabilidad de que mas electrones choquen, no? Entonces, digamos que hay un electron que viaja --- digamos a traves de mucha suerte, y no golpea nada a medida que va por aqui (porque esta yendo muy rapido), pero luego se choca con algo aqui, si? Esto solo incrementa la probabilidad de que algo choque contra eso. entonces hay muchas maneras que podes pensar y yo te motivo a que me digas si hay otras maneras que te ayuden. Pero la corriente a traves de este circuito entero es constante. Ahora que tal si decimes, que mas podemos decir? Bueno, si la corriente aca -- digamos la corriente a traves aca es i1. Si la corriente por aca es i1, cuanto va a ser el voltaje que medi, de aca a aca? Cuanto es este voltaje aca? Lo medi con un voltimetro. Bueno, V1 va a ser igual a I1 por R1 No se porque puse R. Es un 1 no una I. I1 x R1, si? De igual manera, si mido el voltaje de aca hasta aca ese voltaje va a ser igual I2 x R2. Digamos que aca es donde esta i3. Entonces si el voltaje, que si fuera a medirlo de aca a aca... Bueno, de cualquier manera, si miramos el voltaje de aca a aca va a ser i3 x R3 Entonces lo que vemos es que el voltaje a traves del circuito que podemos escribir como V-total, va a ser igual a la baja potencial, la baja potencial a traves de cada uno de estos objetos. Entonces la manera de pensar sobre eso es--- bueno, pensemos en los electrones. Los electrones aca, quieren llegar aca. Pero despues de haber chocado un poco ellos llegan ahi, habiendo experimentado una caida en el potencial. Entonces los electrones aqui son un poquito menos avidos de llegar aqui. Y una vez que pasen por aqui, tal vez ya esten cansados de chocarse tanto. Y una vez ahi, van a estar con menos ganas de llegar alla. Entonces hay una caida en el potencial a traves de cada objeto, si? Entonces el voltaje total es igual a la caida del voltaje a traves de cada uno de los objetos. Y ahora vamos a volver a la convencion, y veremos que la corriente va en esta direccion. la caida del voltaje total es igual a v1 + v2 + v3 entonces la caida total de voltaje es igual a I1 R1 + i2 R2 + i3 R3 Y cual es el total en la caida en voltaje? Bueno eso es igual al total de la corriente a traves del sistema. I-total, o como lo podemos llamar I, x la resistencia total igual a I1 R1 , +I2 r2 + i3 R3 Bueno ahora sabemos que todas las I´s son iguales. Con suerte, podes tomarlo de esta manera, conceptualmente si tiene sentido para vos que la corriente a traves del circuito entero va a ser la misma. entonces todas las I´s son iguales, asi que podemos cancelarlas. Dividir ambos lados por esa I Asumimos que no son cero, entonces I, I, I, I, I y despues tenemos que la resistencia total del circuito es igual a R1 +r2 +r3 Entonces cuando tenes resistencias en serie como estas, la resistencia total su resistencia combinada, es igual a la suma de ellas. Y esa fuera una manera larga de explicar algo muy simple. Voy a dar un ejemplo. Digamos que este voltaje es ---- no se digamos que son 20 volts. Digamos que Resistencia 1 es de 2ohms. Digamos que Resistencia 2 es 3 ohms, y digamos resistencia 3 es 5 ohms. Entonces cual es la resistencia total en este circuito? Bueno, la resistencia total es 2 ohms + 3 ohms + 5 ohms entonces es igual a 10 ohms. La resistencia total es igual a 10 ohms. Entonces si fuera a preguntarte cual es la corriente fluyendo en este circuito? Bueno la resistencia total es de 10 ohms. Ya sabemos la ley de Ohm voltaje es igual a la corriente x Resistencia El voltaje es igual a 20. 20 es igual a la corriente x 10 , no? Recien añadimos las resistencias. Dividi ambos lados por 10. Obtenes que la corriente es igual a 2 ampers o 2 coulumbs por segundo. Entonces lo que parecia una explicacion muy compleja realmente resulta en algo muy muy muy facil de aplicar. Cuando las resistencias estan en serie, las sumamos. Te veo en el proximo video!