5.5: Resumen

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En este capítulo hemos determinado cómo identificar redes básicas serie-paralelo impulsadas por una sola fuente efectiva de voltaje o corriente. Un elemento clave aquí es identificar subcircuitos o subgrupos de resistencias que se componen de configuraciones de solo serie o solo en paralelo dentro de ellos mismos. Estos agrupamientos se pueden reducir a resistencias equivalentes utilizando técnicas de combinación en serie y paralelo examinadas en capítulos anteriores. Este proceso puede repetirse hasta que todo el circuito se simplifique hasta un solo bucle en serie o disposición paralela de resistencias accionadas por una fuente de voltaje o corriente.

Una vez que se ha simplificado un circuito, se pueden emplear técnicas de análisis en serie y paralelo, y leyes como la ley de Ohm, KVL, KCL, VDR y CDR, para determinar diversos voltajes y corrientes en el equivalente simplificado. Dados estos resultados, el circuito puede expandirse nuevamente a su forma original por etapas, volviendo a aplicar estas reglas y técnicas para determinar voltajes y corrientes dentro de los subcircuitos. El proceso puede ser iterado hasta que se descubra cada corriente y voltaje en el circuito original, si se desea. Una vez determinados estos valores, los cálculos de potencia son triviales.

Hay una variedad infinita de configuraciones serie-paralelo y, en consecuencia, ninguna técnica de solución única funcionará para todas ellas. En efecto, cuanto más complejo es el circuito, más rutas de solución hay para ese circuito. Por lo tanto, es prudente planificar alguna estrategia para una solución en lugar de “bucear” aleatoriamente para facilitar el esfuerzo final.

Dos configuraciones serie-paralelo de nota son la red de escalera y la red de puente. Se puede usar una escalera resistiva para derivar varias corrientes o voltajes diferentes de una sola fuente; siendo la variación R-2R particularmente útil ya que divide la fuente por potencias de dos. Un puente resistivo básico está compuesto por cuatro elementos dispuestos como un par de resistencias en serie en paralelo con otro par de resistencias en serie. Los puentes se pueden utilizar como parte de un esquema de medición. Por ejemplo, una o más de las resistencias podrían ser ambientalmente sensibles, tales como una fotorresistencia, resistencia de detección de fuerza o termistor. A medida que cambia la variable asociada, la resistencia del sensor cambia lo que desequilibra el puente, y el voltaje resultante indica tanto la magnitud como el signo de dicho cambio ambiental.

Preguntas de revisión

1. En general, describir el proceso de reducción de una red resistiva serie-paralelo a una sola resistencia equivalente.

2. ¿Sigue aplicándose la ley de Ohm, KVL y KCL en redes serie-paralelo? ¿Por qué?

3. ¿Hay un número finito de variaciones de redes serie-paralelo? ¿Por qué no?

4. Describir la característica funcional primaria de una red de escalera R-2R.

5. ¿Qué se entiende por los términos “carga” y “carga”, como en “\(R_1\)cargas\(R_2\)”?

6. ¿Cómo podría usarse una red de puentes para detectar cambios de temperatura?

7. Describir un procedimiento general para encontrar la tensión entre dos puntos arbitrarios en un circuito serie-paralelo.