Circuito en Serie
Un circuito en serie conecta los componentes uno tras otro a lo largo de un solo camino, así que la misma corriente fluye a través de cada uno y una ruptura los detiene a todos.
Definition
Un circuito en serie tiene todo conectado en un solo lazo, una parte tras otra, así que la corriente tiene solo un camino y pasa por cada parte por turno, y añadir más focos hace que cada foco se atenúe ya que todos comparten el mismo impulso de la batería. Los componentes están conectados de extremo a extremo a lo largo de un solo camino así que la misma corriente fluye a través de cada uno; la resistencia total es la suma de las resistencias individuales, $R_{\text{total}} = R_1 + R_2 + \ldots$, y el voltaje de la fuente se divide entre los componentes en proporción a sus resistencias, así que si algún componente falla abierto, la corriente se detiene en todo el circuito. La conservación de la carga fuerza una corriente igual a través de cada elemento, y la regla de mallas da $\mathcal{E} = I\sum R_i$, así que $R_{\text{eq}} = \sum R_i$; el voltaje a través del elemento $k$ es $V_k = \mathcal{E}\,R_k/R_{\text{eq}}$ (la regla del divisor de voltaje) y su potencia es $I^2R_k$, así que la resistencia más grande disipa la mayor potencia, los capacitores en serie se combinan como $1/C_{\text{eq}} = \sum 1/C_i$, lo inverso de los resistores, porque comparten carga en vez de voltaje, y la resistencia interna de una fuente o de celdas conectadas en serie simplemente añade otro elemento a la misma suma.
Example
Las viejas series de luces navideñas estaban cableadas en serie, así que un solo foco fundido rompía el lazo y apagaba toda la serie; tres resistores de $2\ \Omega$, $3\ \Omega$ y $5\ \Omega$ en serie con una batería de $20\ \text{V}$ dan una resistencia total de $10\ \Omega$, así que $I = 20/10 = 2\ \text{A}$ fluye a través de cada uno, con voltajes de $4\ \text{V}$, $6\ \text{V}$ y $10\ \text{V}$ a través de ellos que suman $20\ \text{V}$. Cuatro celdas de $1.5\ \text{V}$, cada una con $0.2\ \Omega$ de resistencia interna, cableadas en serie a una lámpara de $4.2\ \Omega$ dan una fuerza electromotriz total de $6.0\ \text{V}$ y una resistencia total de $5.0\ \Omega$, así que $I = 1.2\ \text{A}$, la lámpara recibe unos $6.0\ \text{W}$ y las celdas desperdician unos $1.2\ \text{W}$ como calor.
Key Insight
El cableado en serie es cómo funciona un divisor de voltaje, dividiendo el voltaje en la razón de las resistencias, un truco usado en casi todo circuito de sensor. La serie es la elección natural cuando cada elemento debe ver una corriente idéntica, como los LEDs en una tira impulsada por una fuente de corriente constante, o las celdas en un paquete de baterías donde una sola celda débil estrangula toda la cadena.