Cómo resolver circuitos paralelos

Resolver circuitos paralelos es un proceso sencillo una vez que conoces las fórmulas y principios básicos. Cuando conectas dos o más resistores uno al lado del otro, la corriente puede "elegir" qué camino seguir (esto como cuando los autos tienden a cambiarse de carril y conducen uno junto al otro cuando la carretera se divide en dos carriles paralelos). Después de leer estos pasos, podrás averiguar la tensión o voltaje, la corriente y la resistencia entre dos o más resistores conectados en paralelo.

Introducción a los circuitos paralelos

  1. Identifica los circuitos paralelos. Un circuito paralelo tiene dos o más ramas y todas ellas conducen desde el punto A hasta el punto B. Un simple flujo de electrones se divide para pasar a través de varias ramas y luego se une nuevamente en un solo flujo del otro lado. En la mayoría de los problemas que impliquen trabajar con circuitos paralelos, te pedirán que identifiques la tensión total, la resistencia o la corriente a lo largo del circuito (desde el punto A hasta el punto B).
    • Los componentes "conectados en paralelo" son aquellos que están ubicados en una rama separada.
  2. Comprende cómo funcionan la corriente y la resistencia en los circuitos paralelos. Imagina una autopista con muchos carriles que tiene cabinas de peaje en cada carril, las cuales hacen que el tráfico sea más lento. Si se construyen nuevos carriles, los automóviles tendrán un nuevo camino para circular, así que siempre se acelerará el tráfico incluso aunque también agregues nuevas cabinas de peaje en cada uno de ellos. En forma similar, agregar una rama a un circuito paralelo le da a la corriente un camino alternativo para tomar. No importa cuánta resistencia tenga la nueva rama, la resistencia total del circuito disminuirá y la corriente total del circuito aumentará.
  3. Suma las corrientes de cada rama para averiguar la corriente total. Si conoces la corriente de cada una de las ramas, simplemente súmalas y obtendrás la corriente total. Esta es la cantidad de corriente que fluye por el circuito una vez que todas las ramas vuelven a unirse. En términos de una fórmula sería: IT = I1 + I2 + I3 + ...
  4. Calcula la resistencia total. Para hallar la resistencia total (RT) que hay a lo largo del circuito, resuelve la ecuación /RT = /R1 + /R2 + /R3 + ... en donde cada R del lado derecho representa la resistencia de una de las ramas del circuito.
    • Por ejemplo, si el circuito tiene dos resistores en paralelo, cada uno con 4Ω de resistencia, entonces /RT = /4Ω + /4Ω → /RT = /2Ω → RT = 2Ω. En otras palabras, dos ramas de igual resistencia son exactamente dos veces más fáciles de atravesar que una sola rama.
    • Si una de las ramas no tiene resistencia (0Ω), toda la corriente atraviesa la rama. La resistencia total es 0.
  5. Recuerda qué es lo que describe el voltaje o tensión. La tensión es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. Como es el resultado de comparar dos puntos, y no de examinar la ruta de movimiento, la tensión seguirá siendo la misma independientemente de qué rama se observe: VT = V1 = V2 = V3 = ...
  6. Halla los valores faltantes con la ley de Ohm. La Ley de Ohm describe la relación entre la tensión o voltaje (V), corriente o intensidad (I) y resistencia (R): V = IR. Si conoces dos de esos valores, utiliza la fórmula para hallar el tercero.
    • Asegúrate de que todos los valores se refieran a la misma sección del circuito. Puedes usar la Ley de Ohm para examinar todo el circuito completo (V = ITRT) o solo una rama (V = I1R1).

Circuito de ejemplo

  1. Crea una tabla para hacer un seguimiento de tu trabajo. Si tienes un circuito paralelo con varios valores desconocidos, una tabla te ayudará a organizar tu información. Aquí tienes una tabla de ejemplo para crear un circuito con tres ramas paralelas. Ten en cuenta que las ramas a menudo se indican con una R seguida de un número de subíndice. R1 R2 R3 Total Unidades V   voltios I   amperios R   ohmios
  2. Completa toda la información dada por el problema. Para este ejemplo, se usará un circuito alimentado con una batería de 12 voltios. El circuito tiene tres ramas paralelas con resistencias de 2Ω, 4Ω y 9Ω. Agrega esta información a la tabla: R1 R2 R3 Total Unidades V   12 voltios I   amperios R   2 4 9 ohmios
  3. Copia el valor de tensión en cada una de las ramas. Recuerda que la tensión de todo el circuito equivale a la tensión que pasa por cada una de las ramas del circuito paralelo. R1 R2 R3 Total Unidades V   12 12 12 12 voltios I   amperios R   2 4 9 ohmios
  4. Utiliza la Ley de Ohm para hallar la corriente de cada rama. Cada columna del gráfico muestra la tensión o voltaje, la corriente y la resistencia. Esto significa que siempre que tengas los otros dos valores en la misma columna podrás calcular el valor restante. Por si necesitas un recordatorio, la Ley de Ohm establece que V = IR. El valor faltante en este ejemplo es la corriente, así que puedes reordenar la fórmula de la siguiente manera: I = V/R. R1 R2 R3 Total Unidades V   12 12 12 12 voltios I        12/2 = 6           12/4 = 3           12/9 = ~1,33      amperios R   2 4 9 ohmios
  5. Resuelve la suma para obtener la corriente total. La corriente total es fácil de hallar, porque equivale a la suma de las corrientes de cada rama. R1 R2 R3 Total Unidades V   12 12 12 12 voltios I        6           3           1,33      6 + 3 + 1,33 = 10,33 amperios R   2 4 9 ohmios
  6. Resuelve las operaciones para obtener la resistencia total. Puedes hallarla de dos formas diferentes. La primera es usar la fila de la resistencia y calcularla usando la fórmula /RT = /R1 + /R2 + /R3Sin embargo, suele ser más fácil resolverla usando la Ley de Ohm y los valores totales de V e I. Para calcular la resistencia, debes reordenar los términos de la Ley de Ohm de la siguiente manera: R = V/I R1 R2 R3 Total Unidades V   12 12 12 12 voltios I        6           3           1,33      10,33 amperios R   2 4 9 12 / 10,33 = ~1,17 ohmios

Cálculos adicionales

  1. Calcula la potencia. En cualquier circuito, la potencia P = IV. Si ya calculaste la potencia junto con cada una de las ramas, la potencia total equivale a la suma de todos los valores de potencia de las ramas (P1 + P2 + P3 + ...).
  2. Calcula la resistencia total para un circuito de dos ramas. Si hay exactamente dos resistores en paralelo, puedes simplificar esa ecuación reemplazándola por la ecuación de "producto sobre suma":
    • RT = R1R2 / (R1 + R2)
  3. Averigua la resistencia total cuando todos los resistores son idénticos. Si todos los resistores del circuito paralelo tienen el mismo valor de resistencia, la ecuación se vuelve mucho más simple: RT = R1 / N, donde N es el la cantidad de resistores.
    • Por ejemplo, dos resistores idénticos en paralelo proporcionan ½ de la resistencia total de un solo resistor. Ocho resistores idénticos proporcionan ⅛ de la resistencia total.
  4. Calcula la corriente de las ramas sin tensión. Esta ecuación, llamada Ley del divisor de corriente de Kirchhoff, te permite resolver las corrientes de cada rama individual incluso aunque no conozcas la tensión del circuito. Debes conocer la resistencia de cada rama y la corriente total del circuito:
    • Dos resistores en paralelo: I1 = ITR2 / (R1 + R2)
    • Más de dos resistores en paralelo: para resolver I1, busca la resistencia combinada de todos los resistores además de R1. Recuerda usar la fórmula para resistores en paralelo. Ahora usa la ecuación de más arriba, pero reemplazando R2 con tu respuesta.

Consejos

  • En un circuito paralelo, se aplica siempre la misma tensión a lo largo de todos los resistores.
  • Es posible que te hayan enseñado que la Ley de Ohm establece que E = IR o V = AR. Son simplemente distintas notaciones, pero significan lo mismo.
  • La resistencia total también se conoce con el nombre de "resistencia equivalente".
  • Si no tienes una calculadora, puede ser difícil hallar la resistencia total a partir de R1, R2, etc. En vez de eso, utiliza la Ley de Ohm para hallar la corriente que circula por cada rama.
  • Siempre que debas resolver circuitos paralelos y en serie, resuelve primero los paralelos. Después te quedarán los circuitos en serie, que son mucho más fáciles de resolver.
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