Por S. Hussain Ather • Actualizado el 24 de marzo de 2022

Los circuitos eléctricos se organizan en serie o en paralelo. En una conexión en serie, cada elemento se encuentra en el mismo camino, por lo que la misma corriente fluye a través de cada componente uno tras otro. En una disposición en paralelo, cada componente tiene su propia rama y la corriente puede dividirse y recombinarse en las uniones.

Diagrama de circuito paralelo

Un diagrama paralelo típico muestra el terminal positivo de una fuente de voltaje (+) conectado a un nodo y el terminal negativo (–) a otro. Desde el nodo positivo, la corriente se divide en múltiples ramas, cada una de las cuales termina en el nodo negativo. La ley de corrientes de Kirchhoff garantiza que la corriente total que entra en una unión es igual a la corriente total que sale de ella, mientras que la ley de voltaje de Kirchhoff garantiza que la suma de las caídas de voltaje alrededor de cualquier circuito cerrado sea cero.

Características del circuito paralelo

En circuitos en paralelo, el voltaje en cada rama es idéntico, igual al voltaje de la fuente. La corriente, sin embargo, se divide entre las ramas en proporción a su conductancia (el recíproco de la resistencia). Por lo tanto, la rama con la resistencia más baja consume la mayor cantidad de corriente y la rama con la resistencia más alta consume la menor cantidad.

TL;DR

Los circuitos en paralelo mantienen el voltaje constante en todas las ramas y al mismo tiempo permiten que la corriente fluya a través de múltiples rutas simultáneamente. La ley de Ohm se aplica a cada rama y las redes en serie paralela se pueden analizar combinando reglas en serie y en paralelo.

Ejemplos de circuitos paralelos

Para calcular la resistencia total de resistencias en paralelo, use la fórmula recíproca:

\(\displaystyle \frac{1}{R_{\text{total}}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\frac{1}{R_3}+\dots+\frac{1}{R_n}\)

Por ejemplo, con resistencias de 5Ω, 6Ω y 10Ω:

1. \(\displaystyle \frac{1}{R_{\text{total}}}=\frac{1}{5}+\frac{1}{6}+\frac{1}{10}\)
2. \(\displaystyle \frac{1}{R_{\text{total}}}=\frac{6}{30}+\frac{5}{30}+\frac{3}{30}=\frac{14}{30}\)
3. \(\displaystyle R_{\text{total}}=\frac{30}{14}=\frac{15}{7}\aprox 2,14\,\text{Ω}\)

Una vez conocida la resistencia, aplique la ley de Ohm \(V=IR\) para encontrar corrientes en cada rama, recordando que el voltaje a través de cada resistencia es igual al voltaje de la fuente.

Circuito paralelo vs. serie

Diferencias clave:

• Serie: Corriente constante, caídas de voltaje en cada componente, la resistencia total es la suma de las resistencias individuales.
• Paralelo: Voltaje constante, la corriente se divide entre ramas, la conductancia total es la suma de las conductancias individuales.

En una red en serie, un único circuito abierto detiene todo el flujo de corriente. Por el contrario, una red paralela mantiene operativas las demás sucursales incluso si se abre una.

Circuito serie-paralelo

Los circuitos del mundo real suelen combinar ambas configuraciones. Por ejemplo, considere las resistencias R1 a R6 dispuestas de modo que R1 y R2 sean paralelos (formando R5) y R3 y R4 sean paralelos (formando R6). Estas dos resistencias combinadas luego se conectan en serie:

1. \(\displaystyle \frac{1}{R_5}=\frac{1}{1}+\frac{1}{5}\) → \(R_5=\frac{5}{6}\,\text{Ω}\)
2. \(\displaystyle \frac{1}{R_6}=\frac{1}{7}+\frac{1}{2}\) → \(R_6=\frac{14}{9}\,\text{Ω}\)
3. \(R_{\text{total}}=R_5+R_6=\frac{5}{6}+\frac{14}{9}=\frac{43}{18}\,\text{Ω}\aprox 2,38\,\text{Ω}\)

Con una fuente de 20 V, la corriente total es \(I_{\text{total}}=V/R_{\text{total}}\approx 8,37\,\text{A}\). La caída de voltaje a través de cada resistencia combinada se calcula usando la Ley de Ohm, y las corrientes de las ramas individuales se derivan de sus respectivas resistencias.

Estos principios permiten a los ingenieros diseñar sistemas de energía confiables y eficientes que mantengan un voltaje constante y al mismo tiempo proporcionen múltiples vías para la corriente, un requisito fundamental para la infraestructura eléctrica residencial e industrial.