Entendiendo Circuitos Serie-Paralelo: Cómo Funcionan y Por Qué Importan

En circuitos serie simples, todos los componentes están conectados extremo a extremo para formar solo un camino para que la corriente fluya a través del circuito:

En circuitos paralelos simples, todos los componentes están conectados entre los mismos dos conjuntos de puntos eléctricamente comunes, creando múltiples caminos para que la corriente fluya de un extremo de la batería al otro:

Reglas de Circuitos Serie y Paralelo

Con cada una de estas dos configuraciones básicas, tenemos conjuntos específicos de reglas describiendo relaciones de voltaje, corriente y resistencia.

Circuitos en Serie:

• Las caídas de voltaje suman para igualar el voltaje total.
• Todos los componentes comparten la misma corriente (igual).
• Las resistencias suman para igualar la resistencia total.

Circuitos en Paralelo:

• Todos los componentes comparten el mismo voltaje (igual).
• Las corrientes de rama suman para igualar la corriente total.
• Las resistencias disminuyen para igualar la resistencia total.

Circuitos Serie - Paralelo

Sin embargo, si los componentes del circuito están conectados en serie en algunas partes y en paralelo en otras, no podremos aplicar un único conjunto de reglas a cada parte de ese circuito. En su lugar, tendremos que identificar qué partes de ese circuito son serie y cuáles son paralelo, luego aplicar selectivamente las reglas de serie y paralelo según sea necesario para determinar qué está sucediendo. Tome el siguiente circuito, por ejemplo:

Este circuito no es ni simple serie ni simple paralelo. Más bien, contiene elementos de ambos. La corriente sale de la parte inferior de la batería se divide para viajar a través de R₃ y R₄, se reúne, luego se divide de nuevo para viajar a través de R₁ y R₂, luego se reúne de nuevo para regresar a la parte superior de la batería. Existe más de un camino para que la corriente viaje (no serie), pero hay más de dos conjuntos de puntos eléctricamente comunes en el circuito (no paralelo).

Debido a que el circuito es una combinación de serie y paralelo, no podemos aplicar las reglas para voltaje, corriente y resistencia "a través de la tabla" para comenzar el análisis como podríamos cuando los circuitos eran de una forma u otra. Por ejemplo, si el circuito anterior fuera simple serie, podríamos simplemente sumar R₁ a R₄ para llegar a una resistencia total, resolver para corriente total, y luego resolver para todas las caídas de voltaje. Asimismo, si el circuito fuera simple paralelo, podríamos simplemente resolver para corrientes de rama, sumar corrientes de rama para obtener la corriente total, y luego calcular resistencia total del voltaje total y corriente total. Sin embargo, la solución de este circuito será más compleja.

La tabla aún nos ayudará a manejar los diferentes valores para circuitos de combinación serie-paralelo, pero tendremos que tener cuidado cómo y dónde aplicamos las diferentes reglas para serie y paralelo. La Ley de Ohm, por supuesto, sigue funcionando igual para determinar valores dentro de una columna vertical en la tabla.

Si podemos identificar qué partes del circuito son serie y cuáles son paralelo, podemos analizarlo en etapas, abordando cada parte una a la vez, usando las reglas apropiadas para determinar las relaciones de voltaje, corriente y resistencia. El resto de este capítulo estará dedicado a mostrarle técnicas para hacer esto.

REPASO:

• Las reglas de circuitos serie y paralelo deben aplicarse selectivamente a circuitos que contienen ambos tipos de interconexiones.

HOJAS DE TRABAJO RELACIONADAS:

• Hoja de Trabajo de Circuitos DC Serie-Paralelo