▷ Circuito eléctrico mixto

En este post te explicamos qué son los circuitos eléctricos mixtos y cuáles son sus características. También te mostramos cómo se resuelven los circuitos mixtos y, además, podrás practicar con ejercicios resueltos de este tipo de circuitos eléctricos.

Índice

¿Qué es un circuito eléctrico mixto?

Un circuito eléctrico mixto es un tipo de circuito eléctrico en el que combinan elementos conectados en serie y en paralelo. Por lo tanto, un circuito mixto es aquel resultante de la unión de un circuito en serie y un circuito en paralelo.

Por ejemplo, si en un circuito la corriente se divide en dos ramas y, además, al menos una de ellas tiene dos o más elementos conectados en serie, se trata de un circuito mixto. Este circuito eléctrico sería mixto porque tendría elementos conectados en paralelo y en serie.

En definitiva, la principal característica de los circuitos mixtos es que tienen unos componentes que están conectados en serie y otros componentes que están conectados en paralelo. Asimismo, puede que haya un conjunto de elementos conectados en serie que luego se conecten en paralelo con otro elemento, o al revés, que varios conjuntos de elementos conectados en paralelo se conecten en serie con otro dispositivo.

Ten en cuenta que la conexión en serie tiene algunas ventajas respecto a la conexión en paralelo, y viceversa, la conexión en paralelo puede ser más adecuada que la conexión en serie según el caso. Por lo que se deben analizar las necesidades del circuito antes de conectar los dispositivos.

Cómo resolver un circuito eléctrico mixto

Para resolver un circuito eléctrico mixto debes seguir los siguientes pasos:

Resolver los circuitos en paralelo: dentro del circuito mixto habrá uno o varios circuitos en paralelo, así pues, lo primero que debes hacer es calcular la resistencia equivalente de este tipo de circuitos.
Resolver los circuitos en serie: un vez hayas completado el paso anterior, obtendrás un circuito que solo tiene elementos conectados en serie, por lo que debes calcular la resistencia equivalente del circuito en serie resultante.
Aplicar la ley de Ohm: por último, solo queda utilizar la ley de Ohm para determinar la intensidad o la tensión del circuito y así resolver el circuito mixto.

➤ Ver: Calculadora de la resistencia equivalente

Ejemplo de un circuito eléctrico mixto

Para que puedas ver cómo se analiza un circuito eléctrico mixto, a continuación te dejamos un ejemplo resuelto paso a paso.

Calcula la intensidad de la corriente total que circula por el siguiente circuito mixto.

El primer paso para resolver circuitos mixtos es solucionar los circuitos en paralelo que tiene, por lo tanto, primero tenemos que calcular la resistencia equivalente de las dos resistencias conectas en paralelo:

$\begin{aligned}R_{paralelo}&=\cfrac{1}{\displaystyle \frac{1}{5}+\frac{1}{20}}\\[1.5ex]R_{paralelo}&=\cfrac{1}{0,20+0,05}\\[1.5ex] R_{paralelo&=\cfrac{1}{0,25}\\[2ex]R_{paralelo}&=4\ \Omega\end{aligned}$

Así pues, la resistencia calculada está en serie con las otras dos resistencias del circuito, por lo que para determinar la resistencia equivalente de todo el circuito simplemente tenemos que sumar sus valores:

$\begin{aligned}R_{eq}&=4+6+8\\[2ex] R_{eq}&=18 \ \Omega\end{aligned}$

Finalmente, solo nos queda hallar la corriente total del circuito mixto, así que aplicamos la fórmula de la ley de Ohm para calcularla:

$\begin{aligned}\displaystyle I&=\cfrac{\Delta V}{R_{eq}}\\[1.2ex]I&=\cfrac{36}{18}\\[2ex]I&=2 \ A \end{aligned}$

Ejercicios resueltos de circuitos eléctricos mixtos

Ejercicio 1

Calcula la corriente que circula por cada resistencia del siguiente circuito mixto.

Ver solución

Primero de todo, sumamos las resistencias en paralelo utilizando la fórmula de las resistencias en paralelo:

$R_{1||2}=\cfrac{1}{\displaystyle \frac{1}{4}+\frac{1}{20}}= 3,33 \ \Omega$

$R_{3||4}=\cfrac{1}{\displaystyle \frac{1}{5}+\frac{1}{5}}= 2,5 \ \Omega$

Las dos resistencias equivalentes obtenidas están en serie con las resistencias 5 y 6, por lo que las podemos sumar para hallar la resistencia total del circuito:

$\begin{aligned}R_{eq}&=3,33+2,5+12+3\\[2ex] R_{eq}&=20,83 \ \Omega\end{aligned}$

Entonces, calculamos la intensidad de la corriente total del circuito mixto mediante la ley de Ohm:

$\begin{aligned}\displaystyle I_T&=\cfrac{\Delta V}{R_{eq}}\\[1.2ex]I_T&=\cfrac{80}{20,83}\\[2ex]I_T&=3,84 \ A \end{aligned}$

Ahora tenemos que calcular la corriente de cada resistencia, para ello, primero debemos determinar la tensión de cada una. La tensión de las resistencias 1 y 2 es la misma porque están en paralelo, y para calcularla basta con aplicar la ley de Ohm con su resistencia equivalente:

$I=\cfrac{\Delta V}{R}\ \color{orange}\bm{\longrightarrow}\color{black}\ \Delta V =I\cdot R$

$\begin{aligned}\Delta V_{12}&=I_T\cdot R_{1||2}\\[2ex] \Delta V_{12}&=3,84\cdot 3,33\\[2ex] \Delta V_{12}&=12,79 \ V \end{aligned}$

Y luego empleamos la ley de Ohm en cada resistencia para sacar la intensidad que circula a través de ella:

$I_1&=\cfrac{\Delta V_{12}}{R_1}=\cfrac{12,79}{4}=3,20 \ A$

$I_2&=\cfrac{\Delta V_{12}}{R_2}=\cfrac{12,79}{20}=0,64 \ A$

Aunque las resistencias 3 y 4 del circuito también están conectadas en paralelo, no es necesario que hagamos el mismo procedimiento porque sus valores son idénticos. Como las dos resistencias son iguales, la corriente se dividirá en dos y por cada resistencia circulará la misma intensidad de corriente:

$I_3=I_4=\cfrac{I_T}{2}=\cfrac{3,84}{2}=1,92 \ A$

Por último, la corriente de las resistencias 5 y 6 es la misma que la corriente total del circuito, ya que están conectadas en serie.

$I_5=I_6=I_T=3,84 \ A$

Ejercicio 2

Calcula la corriente eléctrica total del siguiente circuito mixto:

ejercicios resueltos de circuitos electricos mixtos

Ver solución

Primero tenemos que agrupar las resistencias conectadas en paralelo, por lo que calculamos la resistencia equivalente de las resistencias 2 y 3:

$R_{2||3}=\cfrac{1}{\displaystyle \frac{1}{10}+\frac{1}{40}}= 8 \ \Omega$

Luego sumamos los dos grupos de resistencias en serie:

$R_{1,2,3}=R_1+R_{2||3}=12+8=20\ \Omega$

$R_{4,5,6}=R_4+R_5+R_6=20+25+16=61\ \Omega$

No obstante, las dos resistencias equivalentes calculadas en el paso anterior están en paralelo, por lo que tenemos que volver a aplicar la fórmula de las resistencias en paralelo para agruparlas en una sola:

$R_{1,2,3||4,5,6}=\cfrac{1}{\displaystyle \frac{1}{20}+\frac{1}{61}}= 15,06 \ \Omega$

Esta resistencia equivalente obtenida está en serie con la resistencia 7, por lo tanto, la resistencia total del circuito mixto es la siguiente:

$R_{T}=R_{1,2,3||4,5,6}+R_7=15,06+35=50,06\ \Omega$

Finalmente, usamos la fórmula de la ley de Ohm para calcular la intensidad de la corriente total del circuito eléctrico mixto:

$\begin{aligned}\displaystyle I_T&=\cfrac{\Delta V}{R_{T}}\\[1.2ex]I_T&=\cfrac{100}{50,06}\\[2ex]I_T&=2 \ A \end{aligned}$