01 · Punto de partida
Del síntoma al pronóstico
En el curso 1 aprendiste a clasificar: apagado + frío = abierto, apagado + caliente = corto (Tema 10). Ahora predecís cuánto: qué corriente circulará, qué tensión verás en cada nodo y cuánta potencia sufrirá cada pieza. Diagnosticar con números es más rápido y no quema dedos.
Base de trabajo del tema: serie 9 V con 470 + 1000 (sano: 6,1 mA; 2,9 V + 6,1 V). Sobre él aplicamos cada falla.
- ¿Qué vale R en un corto y en un abierto?
- ¿Qué mide cada falla, nodo por nodo?
- ¿Qué es un corto parcial y por qué redistribuye?
- ¿Cómo simulo fallas en código antes de que pasen?
02 · Corto calculado
R = 0: consecuencias numéricas
Puenteo R1 (470) con un cable ideal en el ejemplo. R1 sale del circuito: quedan 9 V sobre 1 kΩ.
| Magnitud | Sano | R1 puenteado |
|---|---|---|
| Req | 1470 Ω | 1000 Ω |
| I total | 6,1 mA | 9,0 mA (+47 %) |
| V en R1 | 2,9 V | 0 V (puenteado) |
| V en R2 | 6,1 V | 9,0 V (toda) |
| P en R2 | 37 mW | 81 mW (×2,2) |
Lecciones: el corto parcial no apaga (redistribuye y exige al resto) y el corto total en bornes deja Req ≈ 0: I brutal limitada solo por la pila, calor inmediato. Por eso se desconecta ya (Tema 10, curso 1).
03 · Abierto calculado
R = ∞: todo detenido, tensión al corte
Corto el loop en cualquier punto (cable suelto): I = 0 en todo. Sin corriente no hay caídas (V = 0 × R = 0 en cada resistor) y toda la fuente aparece entre los bornes del corte: 9 V medidos ahí, 0 V en lo demás.
| Magnitud | Sano | Abierto |
|---|---|---|
| I total | 6,1 mA | 0 mA |
| V en R1 / R2 | 2,9 / 6,1 V | 0 / 0 V |
| V en el corte | 0 V (unido) | 9,0 V (toda la fuente) |
| P en todo | 55 mW | 0 mW (frío total) |
04 · Fallas en paralelo
El corto manda, el abierto perdona
- Corto en una rama
- Pone 0 V en el par común: todas las ramas quedan sin tensión y la fuente entrega su máximo por el atajo. El paralelo comparte la desgracia.
- Abierta una rama
- Sale de la suma; el resto idéntico, Itot baja. El paralelo perdona: LED quemado no apaga vecinos.
- Rama con R cambiada
- Solo ella cambia su I (V igual); Itot se ajusta en esa delta. Independencia total para el diagnóstico.
- Fusible: el corto diseñado
- Se dimensiona para fundirse antes que el cable: Ifusible entre I normal e I de corto (Tema 19, curso 1, ahora calculable).
05 · Simulador de fallas
Predecir cada estado en código
Función que aplica corto parcial o apertura a un serie y dicta el pronóstico completo:
Python en tu navegador. Cambiá el índice puenteado y ejecutá: compará sano contra falla.
def falla_serie(vs, rs, corto_en=None, abierto=False):
rs = list(rs)
if abierto:
print(f"ABIERTO: I=0 mA, 0 V en R, {vs} V en el corte, P=0")
return
if corto_en is not None:
print(f"Corto en R{corto_en+1} ({rs[corto_en]} ohm): sale del loop")
rs[corto_en] = 0
req = sum(rs)
i = vs / req if req > 0 else float("inf")
print(f"Req={req:.0f} I={i*1000:.1f} mA")
for n, r in enumerate(rs, 1):
print(f" R{n}: V={i*r:.2f} V P={i*i*r*1000:.0f} mW")
falla_serie(9, [470, 1000])
falla_serie(9, [470, 1000], corto_en=0)
falla_serie(9, [470, 1000], abierto=True)
Probá falla_serie(9, [470, 1000], corto_en=1): ¿qué R sufre y cuánto?
Falla en paralelo
Y el pronóstico para ramas (corto = Req → 0 con aviso):
def falla_paralelo(vs, ramas, corto_en=None, abierta_en=None):
ramas = list(ramas)
if abierta_en is not None:
print(f"Rama {abierta_en+1} abierta: sale de la suma")
ramas[abierta_en] = float("inf")
if corto_en is not None:
print(f"CORTO en rama {corto_en+1}: 0 V en todas, I máxima de fuente. DESCONECTAR.")
return
itot = sum(vs / r for r in ramas)
print(f"Itot={itot*1000:.1f} mA Ptot={vs*itot*1000:.0f} mW")
falla_paralelo(9, [470, 1000])
falla_paralelo(9, [470, 1000], abierta_en=0)
falla_paralelo(9, [470, 1000], corto_en=1)
06 · Analogía programador
Chaos engineering con pronóstico
- 1Corto parcial = matar un middleware.
El resto absorbe su presupuesto: predecís quién se satura antes de apagarlo (capacity planning).
- 2Abierto = conexión caída.
Throughput cero pero el servidor (fuente) sigue con sus 9 V: health check por capas hasta el corte.
- 3Simular fallas = game day.
falla_serie()es tu chaos monkey de escritorio: rompe en código lo que no querés romper en mesa.
07 · Exploración
Laboratorio: pronóstico por falla
Sobre el serie 470 + 1000 a 9 V: elegí la falla y el laboratorio pronostica I, tensiones, potencias y la primera medición que confirma.
Falla → números
falla → pronóstico
Sano: 6,1 mA; 2,9 + 6,1 = 9 V.
Preguntas para explorar
- ¿Qué falla sube más la potencia de R2? ¿Cuánto respecto de sano?
- ¿Por qué el abierto muestra 0 V en R pero 9 V en el corte?
- ¿Qué falla no se puede “medir tranquila” y por qué?
Ver respuestas sugeridas
- Corto en R1: R2 pasa de 37 a 81 mW (×2,2). El que queda solo cobra todo.
- Sin I no hay caída (V = 0×R); la fuente completa aparece donde el camino se interrumpe.
- Corto total: la corriente la limita solo la pila y calienta ya. Se desconecta primero, se calcula después.
08 · Comprensión
Confusiones frecuentes
«En corto todo mide 0 V»
Solo en el tramo puenteado. El resto del loop serie recibe más que antes. 0 V local, redistribución global.
«En abierto todo mide 0 V»
Las caídas sí; el corte muestra toda Vs. Si medís 0 V también en el corte, la pila está muerta o el “corte” no es el único.
«Un corto parcial apaga»
Al revés: sube la corriente y el resto brilla/calienta más. Apagar es de abiertos; exigir de más es de cortos parciales.
«Simular reemplaza medir»
El simulador pronostica el modelo ideal (corto = 0 Ω exactos). La realidad suma resistencia de cables y pila: se contrasta, no se obedece.
09 · Práctica guiada
Ejercicios de pronóstico
Ejercicio 1: corto parcial a mano
12 V con [1k, 2k2]. Se puentea el de 1k. Calculá I nueva, V y P en el 2k2, y el factor vs. sano. Verificá con falla_serie().
Ver solución razonada
Sano: I = 3,75 mA. Puenteado: I = 12/2200 ≈ 5,45 mA; V = 12 V; P ≈ 65 mW (vs. 31 mW: ×2,1). El que queda cobra todo.
Ejercicio 2: localizar por nodos
Serie 9 V [470, 1k] apagado. Medís nodo medio contra GND: 9 V. ¿Antes o después del nodo está el corte? ¿Y si midiera 0 V?
Ver solución
9 V en el medio = llega tensión hasta ahí: el corte está después (hacia GND: LED/retorno/R2). 0 V = el corte está antes (fuente/R1). Una medida, medio circuito descartado (Tema 27, curso 1).
Ejercicio 3: fusible con números
Tu serie sano consume 6,1 mA. ¿Qué fusible elegirías (125 mA, 500 mA, 2 A) y por qué? ¿Qué I de corto total lo fundiría?
Ver solución
125 mA: muy por encima de lo normal (×20) y muy por debajo de un corto (amperios). 2 A casi no protege a esta escala; 500 mA protege pero tarde. Criterio: entre ×10 de lo normal y el corto esperado.
10 · Síntesis
Ideas para recordar
- Corto: R = 0, V = 0 ahí, I máxima; parcial redistribuye y exige al resto.
- Abierto: I = 0, V_R = 0, toda Vs en el corte.
- En paralelo el corto manda en todas; la abierta perdona.
- Pronosticar con
falla_serie()antes de medir acelera el diagnóstico. - Fusible entre ×10 de lo normal y el corto: calculado, no adivinado.
Serie, paralelo y fallas con números. Ahora, el calor de las ramas: en el próximo tema, potencia en paralelo y mixtos + taller.