Los circuitos eléctricos pueden tener sus elementos de circuito dispuestos en serie o en paralelo. En los circuitos en serie, los elementos se conectan utilizando la misma rama que envía corriente eléctrica a través de cada uno de ellos uno por uno. En los circuitos en paralelo, los elementos tienen sus propias ramas separadas. En estos circuitos, la corriente puede tomar diferentes caminos a lo largo.
Debido a que la corriente puede tomar diferentes caminos en un circuito en paralelo, la corriente no es constante en un circuito en paralelo. En cambio, para las ramas que están conectadas en paralelo entre sí, la caída de voltaje o potencial en cada rama es constante. Esto se debe a que la corriente se distribuye por cada rama en cantidades que son inversamente proporcionales a la resistencia de cada rama. Esto hace que la corriente sea mayor donde la resistencia es menor y viceversa.
Estas cualidades permiten que los circuitos en paralelo permitan que la carga fluya a través de dos o más caminos, lo que lo convierte en un candidato estándar en hogares y dispositivos eléctricos a través de un sistema de energía estable y eficiente. Permite que la electricidad fluya a través de otras partes de un circuito cuando una parte está dañada o rota, y pueden distribuir la energía por igual en diferentes edificios. Estas características se pueden demostrar mediante un diagrama y un ejemplo de circuito en paralelo.
Diagrama de circuito paralelo
•••Syed Hussain Ather
En un diagrama de circuito paralelo, puede determinar el flujo de corriente eléctrica creando flujos de corriente eléctrica desde el extremo positivo de la batería al extremo negativo. El extremo positivo viene dado por el + en la fuente de voltaje y el negativo, -.
A medida que dibuja la forma en que viaja la corriente a través de las ramas del circuito paralelo, tenga en cuenta que todos la corriente que ingresa a un nodo o punto en el circuito debe ser igual a toda la corriente que sale o sale de ese punto. También tenga en cuenta que las caídas de voltaje alrededor de cualquier circuito cerrado en el circuito deben ser iguales a cero. Estas dos declaraciones sonLeyes de circuito de Kirchhoff.
Características del circuito paralelo
Los circuitos paralelos utilizan ramas que permiten que la corriente viaje a través de diferentes rutas a través del circuito. La corriente viaja desde el extremo positivo de la batería o la fuente de voltaje hasta el extremo negativo. El voltaje permanece constante en todo el circuito mientras que la corriente cambia dependiendo de la resistencia de cada rama.
Consejos
Los circuitos paralelos están dispuestos de manera que la corriente pueda viajar a través de diferentes ramas simultáneamente. El voltaje, no la corriente, es constante en todo momento, y la ley de Ohm se puede utilizar para calcular el voltaje y la corriente. En los circuitos serie-paralelo, el circuito puede tratarse tanto como un circuito en serie como en paralelo.
Ejemplos de circuitos paralelos
Para encontrar la resistencia total de las resistencias dispuestas en paralelo entre sí, use la fórmula
\ frac {1} {R_ {total}} = \ frac {1} {R_1} + \ frac {1} {R_2} + \ frac {1} {R_3} +... + \ frac {1} {R_n }
en el que la resistencia de cada resistor se suma en el lado derecho de la ecuación. En el diagrama anterior, la resistencia total en ohmios (Ω) se puede calcular de la siguiente manera:
- 1 / Rtotal = 1/5 Ω + 1/6 Ω + 1/10 Ω
- 1 / Rtotal = 6/30 Ω + 5/30 Ω + 3/30 Ω
- 1 / Rtotal = 14/30 Ω
- Rtotal = 15/7 Ω o aproximadamente 2,14 Ω
Tenga en cuenta que solo puede "voltear" ambos lados de la ecuación del paso 3 al paso 4 cuando solo hay un término en ambos lados de la ecuación (en este caso,1 / Rtotala la izquierda y14/30 Ωa la derecha).
Después de haber calculado la resistencia, la corriente y el voltaje se pueden calcular usando la Ley de Ohm.V = I / Ren el cualVes el voltaje medido en voltios,Ies la corriente medida en amperios, yRes la resistencia en ohmios. En circuitos en paralelo, la suma de las corrientes a través de cada ruta es la corriente total de la fuente. La corriente en cada resistor del circuito se puede calcular multiplicando el voltaje por la resistencia del resistor. El voltaje permanece constante en todo el circuito, por lo que el voltaje es el voltaje de la batería o la fuente de voltaje.
Paralelo vs. Circuito en serie
•••Syed Hussain Ather
En los circuitos en serie, la corriente es constante en todo momento, las caídas de voltaje dependen de la resistencia de cada resistencia y la resistencia total es la suma de cada resistencia individual. En los circuitos en paralelo, el voltaje es constante en todo momento, la corriente depende de cada resistencia y la inversa de la resistencia total es la suma de la inversa de cada resistencia individual.
Se pueden utilizar condensadores e inductores para alterar la carga en circuitos en serie y en paralelo a lo largo del tiempo. En un circuito en serie, el totalcapacidaddel circuito (dado por la variableC), el potencial de un capacitor para almacenar carga a lo largo del tiempo, es la suma inversa de las inversas de cada capacitancia individual, y lainductancia total (I), la potencia de los inductores para emitir carga a lo largo del tiempo, es la suma de cada inductor. Por el contrario, en un circuito paralelo, la capacitancia total es la suma de cada capacitor individual, y la inversa de la inductancia total es la suma de las inversas de cada inductancia individual.
Los circuitos en serie y en paralelo también tienen diferentes funciones. En un circuito en serie, si una parte está rota, la corriente no fluirá a través del circuito en absoluto. En un circuito paralelo, la apertura de una rama individual detiene solo la corriente en esa rama. El resto de las ramas continuarán funcionando porque la corriente tiene múltiples caminos que puede tomar a través del circuito.
Circuito en serie-paralelo
•••Syed Hussain Ather
Los circuitos que tienen ambos elementos ramificados que también están conectados de manera que la corriente fluye en una dirección entre esas ramas sonambas cosasserie y paralelo. En estos casos, puede aplicar reglas tanto en serie como en paralelo según corresponda para el circuito. En el ejemplo anterior,R1yR2están en paralelo entre sí para formarR5y también lo sonR3yR4formarR6. Se pueden sumar en paralelo de la siguiente manera:
- 1 / R5 = 1/1 Ω + 1/5 Ω
- 1 / R5 = 5/5 Ω + 1/5 Ω
- 1 / R5 = 6/5 Ω
- R5 = 5/6 Ω o aproximadamente .83 Ω
- 1 / R6 = 1/7 Ω + 1/2 Ω
- 1 / R6 = 2/14 Ω + 7/14 Ω
- 1 / R6 = 9/14 Ω
- R6 = 14/9 Ω o aproximadamente 1,56 Ω
•••Syed Hussain Ather
El circuito se puede simplificar para crear el circuito que se muestra directamente arriba conR5yR6. Estas dos resistencias se pueden agregar directamente como si el circuito fuera en serie.
R_ {total} = 5/6 \ Omega + 14/9 \ Omega = 2,38 \ Omega
Con 20Vcomo el voltaje, la Ley de Ohm dicta que la corriente total es igual aV / R, o20 V / (43/18 Ω) = 360/43 Ao sobre8,37 A.Con esta corriente total, puede determinar la caída de voltaje en R5 y R6 usando la Ley de Ohm (V = I / R) también.
ParaR5,
V_5 = \ frac {360} {43} \ times 5/6 = 6,98 \ text {V}
ParaR6,
V_5 = \ frac {360} {43} \ times 14/9 = 13.02 \ text {V}
Finalmente, estas caídas de voltaje paraR5yR6se puede volver a dividir en los circuitos paralelizados originales para calcular la corriente deR1yR2porR5yR2yR3porR6usando la Ley de Ohm.
I1 = (1800/258 V) / 1 Ω = 1800/258 Ao sobret 6,98 A.
I2 = (1800/258 V) / 5 Ω = 1500/43 Ao sobret 34,88 A.
I3 = (680/129 V) / 7 Ω = 4760/129 Ao sobre36,90 A.
I3 = (680/129 V) / 2 Ω = 1360/129 Ao sobre10,54 A.