El comportamiento de un circuito depende totalmente de la configuración de sus componentes. Según su configuración de conexión, estos circuitos se pueden clasificar en circuitos eléctricos paralelos y en serie.
Este artículo revela el significado de un circuito paralelo, cómo hacer un circuito paralelo, sus diversas características, aplicaciones y a como resolver un circuito en paralelo.
¿Qué es un Circuito en Paralelo?
En un circuito paralelo, hay más de un resistor (bombilla, por ejemplo) y están conectados por muchos caminos. Esto significa que la electricidad (electrones) puede viajar desde un extremo de la batería a través de muchas ramas hasta el otro extremo de la batería.
Otra definición es: Se llama circuito paralelo cuando dos o más componentes están conectados al mismo nodo y ambos lados de los componentes están conectados directamente a la batería o cualquier otra fuente. La corriente en un circuito eléctrico paralelo tiene dos o más caminos para fluir a través de él.
Echemos un vistazo a algunos ejemplos de circuitos paralelos. Comenzaremos con un circuito paralelo que consta de tres resistores y una sola batería:
¿Cómo es el Voltaje en un Circuito en Paralelo?
Primero tenemos que tener en cuenta que el voltaje es igual en todos los componentes del circuito.
Por lo tanto, en la figura anterior, el voltaje en R1 es igual al voltaje en R2 que es igual al voltaje en R3 que es igual al voltaje de la batería.
Esta igualdad de voltajes se puede representar en la siguiente ecuación:
VT = VR1 = VR2 = VR3 = 9V
Aplicando la ley de Ohm para Circuitos Paralelos Simples
De forma similar a los circuitos en serie, se aplica la misma advertencia para la Ley de Ohm: los valores de voltaje, corriente y resistencia deben estar en el mismo contexto para que los cálculos funcionen correctamente.
¿Cómo Calcular la Intensidad Total de un Circuito en Paralelo?
En el circuito de la figura anterior, podemos aplicar inmediatamente la Ley de Ohm a cada resistor para calcular su intensidad porque conocemos el voltaje de cada resistor (9 voltios) y la resistencia de cada resistor:
En este punto, todavía no sabemos cuál es la intensidad total o la resistencia total para este circuito paralelo, por lo que no podemos aplicar la Ley de Ohm en la columna derecha («Total»). Sin embargo, si pensamos cuidadosamente sobre lo que está sucediendo, debería ser evidente que la corriente total debe ser igual a la suma de todas las corrientes de los resistores individuales:
A medida que la intensidad total sale del terminal positivo (+) de la batería en el punto 1 y viaja a través del circuito, parte del flujo se separa en el punto 2 para pasar por R1, otros se divide en el punto 3 para pasar por R2, y el resto pasa por R3. Al igual que un río que se ramifica en varias corrientes más pequeñas, las tasas de flujo combinadas de todas las corrientes deben ser iguales a la tasa de flujo de todo el río.
Lo mismo ocurre cuando las corrientes a través de R1, R2 y R3 se unen para regresar al terminal negativo (-) de la batería hacia el punto 8. El flujo de corriente desde el punto 7 al punto 8 debe ser igual a la suma de las corrientes a través de R1, R2 y R3.
Itotal = IR1 + IR2 + IR3 = 0.9 + 4.5 + 9.0 = 14.4 mA
Entonces decimos que: la intensidad total del circuito en paralelo es igual a la suma de las corrientes de derivación individual.
¿Cómo Calcular la Resistencia Total de un Circuito en Paralelo?
Aplicando la ley de Ohm al circuito total con voltaje (9 V) y corriente (14.4 mA), podemos calcular la resistencia total del circuito paralelo.
Tenga en cuenta algo muy importante aquí. La resistencia total del circuito es de solo 625 Ω: menos que cualquiera de los resistores individuales. En el circuito en serie, donde la resistencia total era la suma de las resistencias individuales, el total debía ser mayor que cualquiera de los resistores individualmente.
Aquí en el circuito paralelo, sin embargo, ocurre lo contrario: decimos que las resistencias individuales disminuyen en lugar de sumar para hacer el total.
Este principio completa nuestra tríada de «reglas» para circuitos paralelos, así como se descubrió que los circuitos en serie tienen tres reglas para voltaje, corriente y resistencia.
Matemáticamente, la relación entre la resistencia total y las resistencias individuales en un circuito eléctrico en paralelo se ve así:
¿Qué es una Conexión en Paralelo?
La idea básica de una conexión «paralela», es que todos los componentes están conectados entre sí. En un circuito paralelo, nunca hay más de dos nodos comunes, sin importar cuántos componentes estén conectados. Existen muchos caminos para el flujo de corriente, pero solo un voltaje es igual para todos los componentes.
Características de un Circuito en Paralelo
- Lo mejor de los circuitos paralelos es que, incluso cuando un resistor (bombilla) se quema, las otras bombillas funcionarán porque la electricidad no fluye a través de un solo camino. Por ejemplo, piense en todas las bombillas de su hogar. Si una bombilla se quema, las otras bombillas de su habitación aún funcionarán.
- El Voltaje es el mismo en todos los componentes del circuito: Otra característica es que las bombillas en un circuito paralelo no se atenúan como en los circuitos en serie. Esto se debe a que el voltaje en una rama es el mismo que el voltaje en todas las demás ramas.
- La corriente no se ve afectada incluso cuando se agregan o eliminan más componentes (resistores) al circuito.
- A cada uno de los caminos que sigue la corriente eléctrica se denomina «rama».
- La Resistencia Total siempre va a ser menor que las resistencias individuales
Tres reglas de circuitos paralelos
En resumen, un circuito paralelo se define como uno donde todos los componentes están conectados entre sí a través de los terminales. A partir de esta definición, se siguen tres reglas de circuitos paralelos:
- Los componentes en un circuito paralelo comparten el mismo voltaje: VTotal = V1 = V2 = . . . Vn
- La resistencia total en un circuito en paralelo es menor que cualquiera de las resistencias individuales: RTotal = 1 / (1/R1 + 1/R2 + . . . 1/Rn)
- La corriente total en un circuito paralelo es igual a la suma de todas las corrientes de derivación individual: ITotal = I1 + I2 + . . . In.
Al igual que en el caso de los circuitos en serie, todas estas reglas encuentran su raíz en la definición de un circuito paralelo. Si comprende completamente esa definición, entonces las reglas no son más que notas al pie de la definición.
Ventajas de los circuitos eléctricos paralelos
Los circuitos paralelos son el estándar para el cableado eléctrico del hogar, pero a veces olvidamos por qué. Aquí te mostramos cuatro ventajas que ayudan a hacernos la vida más fácil.
Componentes independientes
Cuando enciende un dispositivo, no necesariamente quiere encender todos los demás.
- Cuando se instala correctamente y de acuerdo con las Normas Eléctricas, los circuitos paralelos permiten que diferentes componentes tengan sus propios interruptores.
- Eso significa que puede encender o apagar sus dispositivos independientemente uno del otro.
En contraste, un circuito en serie solo tiene una vía para que fluya la electricidad.
- Si un componente falla, los otros componentes tampoco funcionarán frente a una disposición de circuito paralelo que permite que la electricidad fluya a través de más de una ruta; si un componente falla, los otros no se verán afectados.
- Piense en una bombilla en una cadena de luces navideñas: si una falla, las otras bombillas en el mismo circuito seguirán brillando mientras no haya sobrecarga.
Voltaje constante
La mayoría de los electrodomésticos requieren al menos 110 voltios de electricidad.
- Una de las ventajas de los circuitos en paralelo es que aseguran que todos los componentes del circuito tengan el mismo voltaje que la fuente. Por ejemplo, todas las bombillas en una cadena de luces tienen el mismo brillo.
- Esto no es posible con un circuito en serie porque el voltaje cae a medida que agrega componentes adicionales, posiblemente causando daños a sus dispositivos y electrodomésticos.
Permite componentes adicionales
Los circuitos paralelos también permiten agregar componentes en el circuito sin cambiar el voltaje.
- Por ejemplo, si desea iluminación adicional, puede agregar una tercera o cuarta bombilla, que puede encender o apagar independientemente de las otras bombillas en el mismo circuito.
En un circuito en serie, agregar más componentes al circuito aumenta la resistencia, lo que significa que la corriente eléctrica disminuye.
- En un circuito paralelo, tener componentes adicionales no aumenta la resistencia. La resistencia se puede reducir aún más al tener más ramas en un circuito paralelo.
- Esto es muy importante cuando usa electrodomésticos que consumen mucha corriente, como lavadoras y aires acondicionados.
Simple, seguro y confiable.
Un diseño de circuito paralelo es fácil de diseñar para cualquier contratista eléctrico.
Si el contratista cumple con los estándares y códigos aprobados por la industria, puede contar no solo con un circuito eléctrico confiable sino también para su hogar.
Diagrama de un circuito eléctrico en paralelo
Si los componentes comparten dos nodos comunes, están en paralelo. Aquí hay un ejemplo de esquema de tres resistencias en paralelo con una batería:
Desde el terminal positivo de la batería, la corriente fluye a R1, R2 y R3. El nodo que conecta la batería a R1 también está conectado a los otros resistores. Los otros extremos de estos resistores se unen de manera similar y luego se vuelven a unir al terminal negativo de la batería. Hay tres caminos distintos que la corriente puede tomar antes de regresar a la batería, y se dice que los resistores asociados están en paralelo.
Ejemplos de circuitos en paralelo
- El ejemplo más común de circuito paralelo es el cableado de los faros de un automóvil. En caso de que los faros del automóvil estuvieran en serie, si una de las luces fallara, la otra también se apagaría, lo que significa que se pierde el factor de seguridad.
- Un ejemplo de circuito paralelo es el sistema de cableado de una casa. Una sola fuente de energía eléctrica suministra todas las luces y electrodomésticos con el mismo voltaje. Si una de las luces se quema, la corriente aún puede fluir a través del resto de las luces y electrodomésticos. Sin embargo, si hay un cortocircuito, el voltaje cae a casi cero y todo el sistema se cae.
- Otros usos incluyen una compuerta lógica OR, donde dos interruptores están en un circuito paralelo: uno de los interruptores debe estar cerrado para que el circuito funcione. Si ambos lados están cerrados, el circuito no funcionará.
- El hardware de la computadora u ordenador está diseñado utilizando circuitos paralelos.
- La fuente de alimentación de CC en la industria automotriz utiliza circuitos paralelos.
¿Cómo Funciona un Circuito Paralelo?
Al igual que un río que se bifurca, luego se une al otro lado de una isla, el circuito paralelo transporta electricidad en sus dos ramas. Al igual que el río, la potencia disminuye ligeramente, pero la electricidad fluye a través de ambas ramas.
En el caso de que una rama de un río se interrumpa, tal vez por represarse, el río aún fluye a través de la otra rama. Del mismo modo, si el circuito en una rama del circuito paralelo se interrumpe, por ejemplo, con una bombilla rota, el otro lado del circuito paralelo continuará funcionando normalmente.
¿Cuál es la Función de un Circuito Paralelo?
Un circuito paralelo tiene como función mantener el flujo de electricidad cuando se interrumpe una vía. Un buen ejemplo son las lámparas que usan múltiples bombillas. Cuando una sola bombilla en el dispositivo se apaga, el dispositivo de iluminación continúa funcionando. Esto se debe a que, en cada receptáculo de luz, hay un circuito paralelo que permite que la electricidad fluya alrededor del foco que no funciona.
¿Cómo Hacer un Circuito en Paralelo?
Dos o más componentes del circuito están conectados a través de una fuente de voltaje común para formar un circuito eléctrico en paralelo. La siguiente imagen muestra un circuito paralelo típico donde los resistores (R1, R2, R3, R4) están conectados en paralelo. Ambos lados de los resistores están conectados directamente a la fuente de voltaje. La ruta paralela se llama rama y el voltaje en todas las ramas es el mismo, pero la corriente puede ser diferente.
En el siguiente video mostraremos como funciona un circuito en paralelo