Circuitos en paralelo

Dos focos de 12 Ω conectados en paralelo a 6 V consumen 0.5 A cada uno, así que la batería suministra 1 A: el doble que para un solo foco.

Varios caminos, el mismo voltaje

En un circuito en paralelo, cada componente tiene su propia rama, conectada directamente entre los terminales de la batería. Los extremos de todas las ramas se unen a los mismos dos cables, así que cada rama recibe todo el voltaje de la batería. Esa es la primera regla de los circuitos en paralelo. La segunda trata de la corriente: la corriente de la batería se divide en la primera unión, una parte por cada rama, y vuelve a juntarse al otro lado. Las corrientes de las ramas suman la corriente total. No se pierde carga en una unión: toda la que entra sale.

Agregar una rama reduce la resistencia total

Cada rama cumple por separado la ley de Ohm: I₁ = V ÷ R₁, I₂ = V ÷ R₂. La corriente total es la suma, V ÷ R₁ + V ÷ R₂ + ..., y el único resistor que consumiría la misma corriente de la batería cumple 1 ÷ R = 1 ÷ R₁ + 1 ÷ R₂ + 1 ÷ R₃ + ... . Esta resistencia total siempre es menor que la de la rama de menor resistencia. Al principio suena extraño, pero tiene sentido: cada rama adicional ofrece otro camino para la carga, como abrir otra caja en una tienda. Dos focos de 12 Ω en paralelo equivalen a 6 Ω; tres equivalen a 4 Ω. Para dos ramas hay un atajo, R = R₁R₂ ÷ (R₁ + R₂): 6 Ω y 12 Ω dan 72 ÷ 18 = 4 Ω.

OpenStax repite en paralelo su ejemplo en serie: 1.00 Ω, 6.00 Ω y 13.0 Ω a 12.0 V. Ahora cada resistor recibe los 12.0 V completos, así que las corrientes son 12.0 A, 2.00 A y 0.923 A, que suman 14.9 A. La resistencia total es 0.804 Ω, menor que la de la rama de 1.00 Ω. Compáralo con el circuito en serie, donde los mismos tres resistores consumían solo 0.600 A. En paralelo, el resistor de menor resistencia conduce la mayor corriente, al contrario que en serie, donde el resistor de mayor resistencia recibía el mayor voltaje.

Por qué las casas se cablean en paralelo

Cada toma de corriente y cada lámpara de una casa tiene su propia rama conectada a la alimentación. Así, cada aparato recibe todo el voltaje para el que fue diseñado, se puede encender y apagar sin afectar a los demás, y una lámpara fundida no apaga el refrigerador. La contrapartida es que cada nuevo aparato agrega corriente a los cables que alimentan las ramas. Los cables de alimentación y el fusible o interruptor automático conducen el total, así que encender muchos aparatos de alta potencia a la vez puede superar el límite seguro. La última unidad del curso retoma este tema.

Serie y paralelo juntos

Los circuitos reales combinan ambas conexiones. Resuélvelos por partes: primero sustituye el grupo en paralelo por una resistencia equivalente y luego súmala a las resistencias en serie con él. En el segundo laboratorio de abajo, L1 está en serie con el par en paralelo L2 y L3, todos de 12 Ω. El par equivale a 6 Ω, así que el total es 12 + 6 = 18 Ω y la corriente de la batería es 6 ÷ 18 ≈ 0.333 A. Toda esa corriente pasa por L1, que recibe 0.333 × 12 = 4 V. Los 2 V restantes quedan entre los extremos del par, así que por L2 y L3 pasan 2 ÷ 12 ≈ 0.167 A cada uno. L1 es claramente el más brillante, como puedes comprobar en el laboratorio.