¿Cuál podría ser el equivalente de visualización de las resistencias en serie?

¿Por qué se suman las resistencias en serie? ¿Hay alguna visualización equivalente a eso? Tengo en mente los electrones como los autos que circulan por la carretera, ahora una resistencia podría ser un punto angosto (R1) donde los autos se mueven más lento, si "agrego" otro punto de congestión R2 (resistencia), después del primero, los autos que ya había pasado por R1 continuará en R2, en caso de que R2 sea más angosto disminuirán aún más la velocidad, en caso de que R2 sea más ancho no habrá problema ya que los autos se moverán libremente, en caso de que R2 vuelva a ser el mismo los autos lo harán moverse libremente después del primer punto de congestión R1

¿Alguien puede explicar de esa manera por qué el R total debería ser igual a R1+R2?

|¡Muchas gracias de antemano!

¡Muchas gracias a todos los que me ayudaron a entender la analogía!

Respuestas (4)

La analogía de su automóvil casi está allí, pero no del todo.

En lugar de un solo tramo de carretera, imagina una pista de carreras.

Ese hipódromo está repleto de autos, de punta a punta, de pared a pared. No hay espacio entre ellos.

Ahora hay algunos puntos estrechos en la pista. Cada punto estrecho es una resistencia. Cada carro es un electrón.

Los coches tienen que hacer cola para pasar por un punto estrecho. No solo porque es un punto angosto, sino porque ya hay autos allí y autos que llenan la siguiente sección de la carretera haciendo cola para entrar al siguiente punto angosto. Esa es la diferencia crucial con su analogía: está asumiendo que el "cable" después de la resistencia y antes de la siguiente resistencia está vacío, pero no lo está, está lleno.

Por lo tanto, cuantas más "resistencias" tenga, más autos harán cola y mayores serán las colas.

Muchas gracias Majenko. Intentaré entender mejor la analogía. entonces, si los autos tienen que hacer cola para pasar por el punto angosto R1, esto significa que están en línea y digamos que pasan algo así como 3 autos por segundo, ahora, esos autos cuando se encuentran con el segundo punto angosto R2 que es más ancho y permite pasar 5 autos por segundo, ¿por qué deberían estar esperando en la cola? tal como lo veo, dado que el suministro de electrones ya se ha restringido una vez y se restringió por un número, ¿cómo pueden restringirse aún más si la segunda constricción es más ancha que la primera?
Porque los autos no pueden salir de la primera constricción tan rápido como lo harían de otra manera, debido a que los autos esperan para pasar por la segunda constricción. Recuerde, no hay espacio para ellos .
gracias, por tu descripción. lo que no estaba tomando en consideración era el "tráfico" siempre encendido en el circuito. entonces, en mi mente, tenía un camino "vacío" donde el primer automóvil / electrón era el que empujaba la EMF a través de la resistencia, así que antes de eso, el camino estaba vacío, pero en realidad ya hay muchos electrones que se mueven a través de ambas resistencias simultáneamente. ¿podría ser eso un entendimiento correcto?
Sí, lo tienes ahora.

La analogía de los autos no modela lo que está pasando.

Una mejor analogía es el agua en una tubería. Digamos que tiene una bomba (como una fuente de voltaje) que mantiene una presión constante de un extremo a otro de una tubería. Con solo una sección de tubería abierta, la tasa de flujo (como la corriente eléctrica) será bastante alta.

Ahora imagine instalar una constricción (como una resistencia eléctrica) en algún lugar de la tubería. El caudal será menor. Ahora instale una segunda restricción más abajo en la misma tubería. El caudal será aún menor.

gracias Olin por tu respuesta. en la analogía de la corriente de agua, todavía tengo la pregunta relacionada con el agua ya "pasada" de la primera constricción. Por ejemplo, si mi primera constricción R1 es, digamos, 220 ohmios, eso significa que pasará una cantidad X de agua, ahora si mi segunda constricción R2 es de 110 ohmios, que según tengo entendido es una constricción "más amplia" que la R1, el agua (corriente) que ya ha pasado R1 no se restringirá más, porque durante R1 tuvo que ajustarse a un espacio más reducido.
@ElectroJo, la segunda restricción restringirá el flujo aún, sin importar cuán pequeño sea. Piense en un caso extremo cuando tenga una resistencia de 100k ohm en serie con una resistencia de 1 ohm. Claro, la resistencia total es técnicamente 100.001k, pero probablemente no notará la diferencia y la llamará lo suficientemente cerca de 100k. Casi toda la resistencia se debe a la resistencia de 100k. Esto coincide con conectar una pipeta a una tubería de 2": una tiene una restricción mucho mayor que la otra, pero eso no significa que la sección más grande tenga una restricción de 0.
en el ejemplo del agua, si asumimos que colocamos una parte de un tubo muy angosto, equivalente a la resistencia de 100K Ohm, que digamos "permite" que pase una gota de agua y luego tengo un trozo de tubo mucho más ancho de 1 Oh, no puedo imaginar cómo la pieza más ancha restringirá la única gota que R1 permitió pasar antes. La única forma en que puedo imaginar de alguna manera que este trabajo se debe solo al hecho de que un conductor ya está lleno de electrones en algún tipo de movimiento, entonces tenemos lo que @Majenko describió en su ejemplo de la pista de carreras repleta.
@ElectroJo El punto clave es que la misma cantidad de agua (por número de moléculas o peso) pasa por cualquier punto de la tubería en un período determinado. De lo contrario, el agua se acumularía en alguna parte. En un tramo estrecho, la corriente tiene que ser más rápida que en un tramo ancho. Lo mismo sería cierto en su analogía de tráfico.

No sé si algunas matemáticas sofisticadas podrían explicar la situación también con los automóviles. Una analogía de uso frecuente para la corriente eléctrica es el flujo de agua.

Piense en una gran tubería, con baja presión puede empujar una gran cantidad de agua a través de ella. Si reemplaza parte de esta tubería con un tubo pequeño, el flujo de agua se reducirá considerablemente. Al agregar otra etapa de este tipo, la cantidad de agua que fluye se reducirá a la mitad.

Poniendo el segundo tubo en paralelo al primero conseguirás duplicar el caudal de agua.

hola kitana, preferiría una analogía más visual que la matemática sofisticada es verdad :) ¿cómo se puede reducir aún más si el agua que ya pasó digamos 5 litros/segundo es la misma que tiene el potencial de pasar de la segunda parte de más pequeña? tubo que también permite 5 litros/segundo? entonces, desde el primer trozo de tubo pequeño podemos pasar 5 litros/segundo que es lo mismo que el segundo trozo de tubo más pequeño un poco más abajo en el circuito. ¿Y si el segundo es más ancho que el primero?
@ElectroJo: no realmente porque con un tubo pequeño tienes una pérdida de presión. Después del primer tubo tendrá una presión (voltaje) más baja que antes. Con esta presión más baja, no puede empujar la misma cantidad de agua/tiempo (corriente) a través de la segunda tubería.
El flujo (corriente) será necesariamente el mismo en ambos segmentos, a menos que tenga una tubería con fugas. Lo que importa aquí es la presión: el agua creará una diferencia de presión a medida que el flujo se fuerza a través de la constricción; un flujo más alto resultará en una mayor diferencia de presión. Si coloca dos segmentos angostos en serie, entonces la diferencia de presión entre ambos será la suma de la diferencia de presión entre cada uno individualmente, pero el flujo a través de ambos será el mismo.
gracias @alex.forencich, y esto es porque la tubería siempre está llena de agua sin importar si se mueve o no

¿Por qué se suman las resistencias en serie?

Sin analogías sofisticadas, solo la ley de ohmios. El voltaje a través de una resistencia es la corriente a través de la resistencia multiplicada por la resistencia, es decir, V = IR.

Ahora, si se colocaran dos resistencias en serie (con el mismo flujo de corriente), el voltaje debe ser el doble porque se suman los "V = IR" individuales. entonces ya tienes la ecuacion

2V = IR + IR = I*(2R).

2V = I*(2R)

Creo que eso debería quedar claro, pero, de nuevo, conozco y entiendo la ley de ohmios desde hace un millón de años y es fácil olvidar cómo es para alguien que comienza con estas cosas.

gracias @Andy alias, he leído la Ley de Ohm una y otra vez, estoy tratando de entender el concepto en más analogías "cotidianas" :)
@ElectroJo Aunque entiendo la necesidad de analogías visuales de un novato, no las prefiero. Pueden ser útiles para comprender situaciones muy sencillas, pero rápidamente se nos escapan de las manos. He visto a tantos estudiantes que estudian circuitos más complejos tratando de forzar su comportamiento a una analogía con el agua y sin entender por completo el punto. Así que estoy con Andy: vale la pena hacer el esfuerzo de comprender las leyes básicas de la electricidad (Ohm, Kirchhoff, etc.) incluso si no son "visuales" en absoluto. Con la práctica, se vuelven intuitivos y esto simplifica enormemente el aprendizaje en mi humilde opinión.
gracias por el consejo @LorenzoDonati tengo la sensación de que es necesario tener una comprensión en el mundo físico antes de profundizar en las matemáticas
@ElectroJo: imagina una tubería de agua delgada de 1 m de largo. Para que el agua fluya a 10 litros por minuto (flujo actual) puede requerir una presión (diferencia de potencial, también conocida como voltaje) de 10 kPa. Si dos de estas tuberías se pusieran en serie, para obtener el mismo caudal se necesitaría el doble de presión. Esto se debe a que la resistencia al flujo de agua se ha duplicado.
¿Cuál podría ser el equivalente de visualización de las resistencias en serie?
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