Cómo conectar una señal analógica en serie

En diseño electrónico, un circuito en serie es una cadena de componentes conectados uno tras otro. El voltaje total del circuito es simplemente la suma de los voltajes de cada componente. Como un circuito suele tener una sola fuente de voltaje y muchos componentes, el voltaje de la señal analógica que fluye por cada parte es una fracción del voltaje de alimentación, determinada por la Ley de Ohm y otros factores.

Pilas y baterías

Las pilas son fuentes de corriente continua. A menudo se cablean en serie para obtener voltajes mayores que los de una sola pila. De hecho, muchas baterías, como las de 12 V de los coches, constan internamente de celdas de 1,5 V conectadas en serie. El terminal positivo de cada celda se conecta al negativo de su vecina, dejando los terminales externos (uno positivo y otro negativo) sin conectar. Esta disposición suma los voltajes; si mides con un voltímetro entre los terminales externos libres, obtienes la suma de los voltajes de cada celda del conjunto.

Señales de CA

Debido a la complejidad de las señales de corriente alterna, estas fuentes (como equipos de audio) normalmente no se cablean en serie. A diferencia de la señal CC de una pila, que fluye en una dirección, las señales de CA se mueven en dos direcciones; en un momento dado sus voltajes pueden sumarse o restarse. Además, los circuitos de CA tienen una resistencia dependiente de la frecuencia llamada impedancia; múltiples impedancias en serie interactúan de forma compleja. Una mesa de mezclas de audio, que suma las señales de CA de sus entradas, no las conecta en serie. En su lugar, usa un amplificador operacional, que suma señales de CA de forma predecible.

LEDs

Un circuito con varios diodos emisores de luz (LED) suele tenerlos cableados en serie. Cada LED necesita unos 2-4 V para funcionar; para determinar el voltaje total que alimenta un conjunto de LEDs, sumas los requisitos de voltaje de cada uno. Por ejemplo, tres LEDs rojos en serie, cada uno de 2 V, requieren una fuente de al menos 6 V. Como los LEDs son diodos, solo dejan pasar corriente en una dirección; cablea el cátodo de uno al ánodo del siguiente y aplica voltaje positivo al ánodo. Los LEDs también necesitan una resistencia en serie para limitar la corriente, ya que el exceso puede dañarlos.

Lámparas incandescentes

Como las lámparas incandescentes son dispositivos relativamente simples, se pueden cablear fácilmente en serie. Al igual que con los LEDs, cada lámpara tiene un voltaje nominal y calculas el voltaje total del circuito sumando los voltajes nominales de cada lámpara. A diferencia de los LEDs, las bombillas tienen su propia resistencia y no necesitan una resistencia aparte. Tampoco están polarizadas, así que su orientación en el circuito no importa. Funcionan mejor a su voltaje nominal, pero admiten voltajes menores (con menos luz). Voltajes excesivos queman las lámparas prematuramente, así que calcula los requisitos con cuidado.

Altavoces

Puedes cablear altavoces en serie si los adaptas a la impedancia de salida de tu amplificador. Para la mejor eficiencia y calidad de sonido, la impedancia total de los altavoces debe igualar la del amplificador. Si tu amplificador tiene una impedancia de salida de 8 ohmios, por ejemplo, puedes conectar dos altavoces de 4 ohmios en serie. Si los altavoces tienen indicadores de polaridad (conectores rojo/negro), conecta el negro de uno al rojo del otro, y los conectores restantes al amplificador, respetando negro con negro y rojo con rojo.