Al igual que hemos visto en anteriores artículos circuitos de resistencias conectadas en serie, en paralelo y en configuración mixta, las pilas o baterías, los condensadores y las bobinas se pueden conectar de estas diferentes formas igualmente para conseguir unos valores y características distintas a las que nos proporciona un solo componente.
Conexión de pilas o baterías en serie y en paralelo
Conexión de pilas o baterías en serie y en paralelo
Las fuentes de energía eléctrica, como las pilas y las baterías, pueden ser conectadas en serie o en paralelo para aumentar su capacidad de voltaje o de corriente. En la siguiente imagen podemos ver un grupo de pilas conectadas en serie aditiva. El voltaje total ( VT ) entregado es igual a la suma de los voltajes individuales.
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| Conjunto de pilas o baterías conectadas en serie |
Esto es:
VT = V1 + V2 + V3 + ….
En este modo de conexión se basan las baterías, como las utilizadas en los automóviles, las cuales se construyen a partir de varios elementos llamados celdas conectadas en serie.
En la siguiente imagen se muestra un grupo de pilas conectadas en paralelo. En este caso, el voltaje total ( VT ) es igual al voltaje de cada unidad. La capacidad de corriente es igual a la suma de las capacidades individuales de todas las pilas.
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| Conjunto de pilas o baterías conectadas en paralelo |
Esto es:
VT = V1 = V2 = V3 + ….
En nuestro caso, cada pila entrega 1,5V. Por tanto, el voltaje resultante es 1,5V. Si cada pila entrega 100 mA, todo el conjunto se comporta como una pila de 1,5V con una capacidad de 4 x 100 mA, es decir 400 mA. En este modo de conexión se basan las baterías de refuerzo, como las que se conectan temporalmente a las baterías " muertas " de los automóviles para encender el motor.
Conexión de condensadores en serie y en paralelo
Los condensadores son componentes que se utilizan para almacenar temporalmente energía eléctrica en forma de voltaje. Están formados por un material aislante, llamado dieléctrico, colocado entre dos conductores, llamados placas, su símbolo lo podemos ver en la siguiente imagen.
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| Símbolo del condensador |
Los condensadores se identifican por su capacitancia, la cual se especifica en faradios ( F ) o submúltiplos, principalmente microfaradios ( µF ), nanofaradios ( nF ) y picofaradios ( pF ).
Los condensadores se pueden conectar en serie o en paralelo para obtener capacidades menores o mayores que la proporcionada por uno solo. La siguiente imagen se muestra un conjunto de condensadores conectados en paralelo.
En este caso, la capacidad total ( CT ) está dada por:
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| Conjunto de condensadores conectados en paralelo y su capacidad total |
En este caso, la capacidad total ( CT ) está dada por:
CT = C1 + C2 + C3 + …
En la siguiente imagen se muestra un conjunto de condensadores conectados en serie.
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| Conjunto de condensadores conectados en serie y su capacidad total |
En este caso, la capacidad total ( CT ) está dada por:
CT = 1/(1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + …)
Los condensadores los estudiaremos más profundamente en próximos artículos.
Conexión de bobinas en serie y en paralelo
Las bobinas son componentes que se utilizan para almacenar temporalmente corriente eléctrica y producir un voltaje cuando cambia la corriente. Están formadas por un alambre enrollado (devanado) alrededor de un núcleo aislante o de material magnético, por ejemplo hierro. En la siguiente imagen podemos ver su símbolo.
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| Símbolo de las bobinas eléctricas |
Las bobinas se identifican por su inductancia, la cual se especifica en henrios ( H ) o submúltiplos, principalmente milihenrios ( mH ) y microhenrios ( µH ).
Las bobinas, al igual que las resistencias y los condensadores, pueden ser conectadas en serie o en paralelo para obtener inductancias mayores o menores que la proporcionada por una sola. En la siguiente imagen se muestra un conjunto de bobinas conectadas en serie.
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| Inductancia equivalente de bobinas eléctricas conectadas en serie |
En este caso, la inductancia total ( LT ) está dada por:
LT = L1 + L2 + L3 + …
En la siguiente imagen podemos ver un conjunto de bobinas conectadas en paralelo.
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| Inductancia equivalente de bobinas eléctricas conectadas en paralelo |
En este caso, la inductancia total ( LT ) está dada por:
LT = 1/(1/L1 + 1/L2 + 1/L3 + …)
Las fórmulas anteriores asumen que las bobinas están físicamente distantes y no están acopladas magnéticamente, es decir, no están construidas sobre el mismo núcleo. También suponen que están devanadas en la misma dirección. En la práctica, la inductancia real obtenida depende de estos factores y de la llamada inductancia mutua ( LM ), un parámetro que define el grado de acoplamiento magnético entre ellas. Dos o más bobinas acopladas sobre un mismo núcleo constituyen un transformador. Las bobinas y los transformadores los estudiaremos más detalladamente en próximos artículos.
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