La configuración de este circuito se consigue cuando combinamos los elementos en serie y paralelo, por tal razón para analizar éste circuito hay que conocer cuales son las características de los circuitos serie y paralelo.
Una guía para resolver y analizar los problemas de los circuitos mixtos o combinados consiste en analizar cada ramal por separado y reemplazarlo por una resistencia equivalente de este modo se reduce el circuito hasta llegar a un circuito simple.
Luego en el circuito simple calculamos la resistencia total y corriente total, finalmente retrocedemos desde la fuente según el flujo de la corriente para calcular los parámetros de todos los elementos eléctricos del circuito.
Procedimiento
Para iniciar el análisis del circuito debemos de empezar desde la parte más alejada de la fuente de alimentación.
Vamos a reducir el circuito combinando las resistencias R3 y R4, como estas están en serie se suman.
Resistencia equivalente (Re3,4)
Re3,4=R3+R4
Re3,4=4Ω+5Ω
Re3,4=9Ω
Finalizada esta operación el circuito quedará como sigue.
Continuamos reduciendo el circuito combinando las resistencias R1 y R2, como estas están en serie se suman.
Resistencia equivalente (Re1,2)
Re1,2=R1+R2
Re1,2=2Ω+3Ω
Re1,2=5Ω
Finalizada esta operación el circuito quedará como sigue.
Continuamos reduciendo el circuito combinando las resistencias Re1,2 y Re3,4 como estas están en paralelo se aplica el producto entre la suma para encontrar Re1,2,3,4 que es igual a la resistencia total.
Resistencia total (Rt)
Rt=Re1,2*Re3,4/Re1,2+Re3,4
Rt=5Ω*9Ω/5Ω+9Ω
Rt=45Ω/14Ω
Rt=3.21Ω
Finalizada esta operación el circuito quedará como sigue.
Ya logramos reducir el circuito a su mínima expresión, un circuito simple.
Ahora determinamos el valor de la corriente total y retrocedemos para determinar los valores de las demás magnitudes.
Corriente total
It=Vt/Rt
It=12v/3.21Ω
It=3.74A
Potencia total
Pt=Vt*It
Pt=12v*3.74A
Pt=44.88w
Las resistencias Re1,2 y Re3,4 están en paralelo por tal razón los voltajes son iguales.
Ve1,2=Ve3,4=Vt
Corriente Ie1,2
Ie1,2=Ve1,2/Re1,2
Ie1,2=12v/5Ω
Ie1,2=2.4A
Corriente Ie3,4
Ie3,4=Ve3,4/Re3,4
Ie3,4=12v/9Ω
Ie3,4=1.33A
Utilizando el simulador Proteus vamos a medir la intensidad de la corriente en cada elemento.
Voltaje en cada elemento
Para determinar el valor del voltaje en cada elemento aplicamos la ley de ohm.
V=I*R
Ie1,2=I1=I2=2.4A
V1=I1*R1
V1=2.4A*2Ω
V1=4.8v
V2=I2*R2
V2=2.4A*3Ω
V2=7.2v
Como las resistencias uno y la resistencia dos están en serie el voltaje uno más el voltaje dos es igual al voltaje de la fuente.
Vt=Ve1,2=V1+V2
Vt=Ve1,2=12v
Vt=4.8v+7.2v
Vt=12v
Continuamos con los voltajes V3 y V4
Ie3,4=I3=I4=1.33A
V3=I3*R3
V3=1.33A*4Ω
V3=5.32v
V4=I4*R4
V4=1.33A*5Ω
V4=6.65v
Como las resistencias tres y la resistencia cuatro están en serie, el voltaje tres más el voltaje cuatro es igual al voltaje de la fuente.
Vt=Ve3,4=V3+V4
Vt=Ve3,4=12v
Vt=5.32v+6.65v
Vt=11.97v
Medimos el voltaje en cada elemento del circuito y confirmamos los datos calculados.
Potencia en cada elemento
P=I*V
P1=I1*V1
P1=2.4A*4.8v
P1=11.52W
P2=I2*V2
P2=2.4A*7.2v
P2=17.28W
P3=I3*V3
P3=1.33A*5.32v
P3=7.07W
P4=I4*V4
P4=1.33A*6.65v
P4=8.84W
Pt=P1+P2+P3+P4
Pt=11.52W+17.28W+7.07W+8.84W
Pt=44.71W
Para finalizar el análisis mediremos la potencia en cada elemento.
