Los Circuitos Mixtos son la combinación de componentes conectados tanto en serie como en paralelo dentro de una misma red eléctrica. En la práctica, casi todos los dispositivos electrónicos reales (desde un controlador CNC hasta la placa base de una computadora) son circuitos mixtos.
Para resolverlos, el secreto no es aprender fórmulas nuevas, sino aplicar la Ley de Ohm y las reglas que ya conoces de forma estructurada.
Todas las resistencias son de 1K Ohms
La estrategia fundamental para analizar un circuito mixto es la simplificación sucesiva. El objetivo es reducir todo el complejo de resistencias a una sola Resistencia Equivalente (R_eq).
1. El Concepto de “Reducción de Bloques”
- Paso A: Identifica los grupos de resistencias que están puramente en paralelo y resuélvelos primero.
- Paso B: Identifica las resistencias que están puramente en serie y súmalas.
Encerramos los grupos que están en serie y los que están en paralelo y se resuelven
- Paso C: Dibuja el “circuito equivalente” tras cada simplificación hasta que solo quede una fuente y una resistencia.
Encerramos este grupo que está en paralelo y se resuelve.
Por último se encierran las dos resistencias en serie y se resuelven.
Si observas en todas las imágenes la resistencia equivalente se mantiene en cada proceso de simplificación.
2. Reglas de Oro en Circuitos Mixtos
Para no perderte en los cálculos, recuerda siempre estas dos verdades físicas:
- En las partes en SERIE: La Corriente (I) es la misma para todos los componentes de esa rama, pero el Voltaje (V) se divide (caída de tensión).
- En las partes en PARALELO: El Voltaje (V) es el mismo para todas las ramas, pero la Corriente (I) se divide según el valor de cada resistencia.
3. Ejemplo Práctico de Resolución
Imagina un circuito con una fuente de 24V y tres resistencias:
- R_1 (10 Ohms) está en serie con un bloque formado por R_2 (20 Ohms) y R_3 (20 Ohms) en paralelo.
Paso 1: Resolver el Paralelo (R_2 y R_3)
Como son iguales y están en paralelo, la resistencia de ese bloque (R_p) es la mitad:
R_p = {R_2 x R_3}/{R_2 + R_3} = 400/40 = 10 Ohms
Paso 2: Resolver la Serie Total
Ahora el circuito es simplemente R_1 en serie con nuestra nueva R_p:
R_total = R_1 + R_p = 10 Ohms + 10 Ohms = 20 Ohms
Paso 3: Calcular la Corriente Total (I_t)
Usamos la Ley de Ohm (I = V / R):
I_t = {24V}/{20 Ohms} = 1.2 A
4. Análisis de Voltajes y Corrientes (Análisis Inverso)
Una vez que tienes la corriente total, vuelves “atrás” en el diagrama:
- Toda la corriente (1.2 A) pasa por R_1. La caída de voltaje en R_1 es: 1.2 A x 10 Ohms = 12V.
- El resto del voltaje (24V – 12V = 12V) llega al bloque en paralelo.
- Como R_2 y R_3 son iguales, la corriente se divide equitativamente: 0.6 A para cada una.
¿Por qué es vital para el CNC?
En una máquina CNC, los circuitos mixtos aparecen constantemente. Por ejemplo:
- Los sensores de límite (endstops) pueden estar en serie para seguridad.
- Los ventiladores de enfriamiento suelen estar en paralelo a la fuente principal.
- Las resistencias de pull-up en los pines lógicos forman circuitos mixtos con los interruptores.