Por S. Hussain Ather, actualizado el 24 de marzo de 2022

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Circuitos en paralelo frente a circuitos en serie

Los dispositivos eléctricos de la vida cotidiana se basan en dos estrategias básicas de cableado:paralelo y serie. En un circuito en serie, todos los componentes están conectados de extremo a extremo en un único circuito cerrado. En un circuito paralelo, cada componente está conectado a los mismos dos nodos, creando ramas separadas que comparten la misma fuente de voltaje.

Distinciones clave:

• Serie – La corriente es la misma en todos los elementos; el voltaje se divide entre los componentes.
• Paralelo – El voltaje es idéntico en cada rama; divisiones actuales entre ramas.

Leyes fundamentales para el análisis

Ambas configuraciones obedecen las dos reglas de Kirchhoff:

• La suma de las caídas de voltaje alrededor de cualquier circuito cerrado es igual a cero.
• En cualquier cruce, la suma algebraica de las corrientes que entran es igual a la suma que sale.

Ley de Ohm (V = I R ) se aplica a cada elemento y a todo el circuito.

Cálculo de la resistencia total

Serie:

R_total = R1 + R2 + R3 + …

1 / R_total = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 + …

Circuitos híbridos (serie-paralelo)

Muchos circuitos del mundo real combinan ambas disposiciones. El enfoque estándar es reducir la red paso a paso:

1. Identifique subcircuitos que sean puramente en serie o puramente en paralelo.
2. Reemplace cada subcircuito con su resistencia equivalente.
3. Vuelva a aplicar las reglas de Kirchhoff a la red simplificada.

Circuitos de CA e Impedancia

Cuando la fuente alterna, los elementos resistivos se comportan de manera diferente a los capacitores e inductores. La oposición combinada a la corriente se llama impedancia (Z ).

Impedancia serie RLC:

Z = √[R² + (X_L – X_C)²]

Impedancia RLC paralela (admitancia Y = 1/Z ):

1 / Z = √[1 / R² + (1 / X_L – 1 / X_C)²]

Implicaciones prácticas

• Iluminación – Las luces del hogar están conectadas en paralelo para que una bombilla fundida no afecte a otras.
• Electrodomésticos – Los motores y elementos calefactores suelen estar en serie o en serie-paralelo dependiendo del voltaje y la corriente requeridos.
• Procesamiento de señales – Los filtros utilizan combinaciones RLC para dar forma a las respuestas de frecuencia.

Conclusiones clave

• Serie:corriente constante, división de tensión.
• Paralelo:voltaje constante, la corriente se divide.
• Las reglas de Kirchhoff y la ley de Ohm proporcionan las herramientas analíticas.
• Los circuitos de CA introducen impedancia; Las fórmulas RLC gobiernan el comportamiento.
• Los circuitos híbridos se resuelven mediante reducción gradual.