Circuito en paralelo: concepto, características, cómo hacerlo, ejemplos
¿Qué es un circuito en paralelo?
El circuito en paralelo es aquel cuyos elementos se conectan a través de dos puntos en común. De esta manera, el componente receptor está sujeto al mismo voltaje y actúa de forma independiente a los demás elementos.
En la siguiente figura se observan dos pequeños focos conectados de esta forma. La corriente sale del polo positivo de la batería, y al llegar a las bombillas se divide, encendiéndolas.
Luego las corrientes que salen de los focos se unen nuevamente y regresan al polo negativo para emprender el ciclo otra vez. En el circuito también se aprecia un interruptor, que se utiliza para encender y apagar el circuito a voluntad.
Hay una ventaja evidente en la conexión en paralelo: si una de las bombillas se funde, la otra todavía queda encedida. Esto es porque la corriente necesita un camino cerrado para fluir. Si una bombilla se funde, esa parte del circuito queda abierta y la corriente no puede circular por allí, pero aún dispone de la ruta de la otra bombilla.
No solamente las bombillas (resistencias eléctricas) se pueden conectar en paralelo, también pueden conectarse así otros elementos como baterías, capacitores, bobinas y más.
Características de los circuitos en paralelo
-Los elementos que reciben la corriente y hacen uso de ella, llamados receptores, se encuentran a la misma tensión de la fuente o generador.
-La corriente de la fuente se divide en cada uno de los receptores del circuito y se suman de tal forma que, al terminar el recorrido, la corriente original retorna a la fuente.
-Se considera que los conductores que unen los elementos del circuito carecen de resistencia, sin embargo, en la práctica, los cables sí ofrecen una pequeña resistencia a la corriente, que en algunos casos produce efectos significativos.
-Cada elemento del circuito funciona independientemente de los demás. Ya que la corriente tiene múltiples caminos para circular, si alguno de los componentes falla, la corriente no pasa por el elemento dañado, sino que se redistribuye en los demás.
-Los circuitos en paralelo son más fáciles de modificar, añadiendo o retirando elementos sin tener que alterar demasiado la configuración. Por la misma razón son más fáciles de reparar cuando algún componente se daña.
-Añadir resistencias en paralelo no aumenta la resistencia total o equivalente del circuito. De hecho, la resistencia equivalente en paralelo es menor que cualquiera de las resistencias de los componentes por separado.
-Los puntos del circuito en los que la corriente se divide, o bien confluyen varias corrientes, se denominan nodos. En el circuito mostrado arriba hay dos nodos: el de la izquierda, donde la corriente que viene de la batería se divide, y el de la derecha, donde las corrientes que salen de cada bombillo se reúnen nuevamente.
-Cada porción cerrada del circuito corresponde a una malla.
Componentes en paralelo
Es posible sustituir un conjunto de elementos conectados en paralelo, por un solo componente de la misma clase, llamado equivalente. La siguiente figura ilustra los símbolos empleados y la configuración resultante:
Las fórmulas para determinar los distintos equivalentes se dan a continuación:
Resistencias en paralelo
La resistencia equivalente de n resistores en paralelo se calcula a través de:
Inductores en paralelo
La inductancia equivalente de n inductores en paralelo se calcula de manera semejante a las resistencias, con la fórmula:
Capacitores en paralelo
La capacitancia equivalente de n capacitores puestos en paralelo es la suma de las capacidades de cada uno:
Baterías en paralelo
El voltaje de una configuración de baterías idénticas en paralelo es el mismo de una de ellas.
¿Cómo hacer un circuito en paralelo?
Un circuito paralelo con 3 resistencias se monta fácilmente con los siguientes materiales:
- Un proto board o tableta de soporte para circuitos.
- 3 resistencias comerciales.
- Cables de conexión.
- Multímetro.
- Interruptor.
- Pila o batería.
Procedimiento
El tablero de soporte dispone de agujeros para insertar los terminales de cada elemento. Por debajo del tablero hay delgadas líneas de cobre que conectan los puntos. El montaje queda como se muestra en la figura:
Con el multímetro se puede medir la resistencia equivalente (la medida se hace desconectando la fuente de alimentación), y además el voltaje y la corriente a través de cada elemento.
Ejemplos de circuitos en paralelo
Medición de voltajes
Se lleva a cabo con un voltímetro, que viene incorporado en un multímetro. El multímetro se emplea para medir las magnitudes eléctricas más comunes, usualmente corriente, voltaje y resistencia.
Para medir el voltaje directo o el valor eficaz del voltaje alterno, se colocan las puntas del voltímetro en paralelo con el elemento que se desea medir.
El divisor de corriente resistivo
Se elabora con dos o más resistencias en paralelo, alimentadas con una fuente directa o alterna.
En la siguiente figura se muestra un divisor de corriente con dos resistencias R1 y R2 alimentadas con una fuente ideal de tensión ε. Se trata precisamente del esquema del circuito mostrado al comienzo del artículo, donde las bombillas son las resistencias y el interruptor se denota con la letra S:
La corriente I que sale de la batería se divide al llegar al nodo, que es el punto en color verde. Por la resistencia R1 pasa la corriente I1 y por la resistencia R2, fluye la corriente I2. Al llegar al nodo de color amarillo, ambas corrientes se juntan de nuevo para formar I y continuar el ciclo.
I1 + I2 = I
Mediante la ley de Ohm se demuestra que las corrientes I1 e I2 son:
Baterías conectadas en paralelo
Las baterías o pilas se pueden conectar en paralelo siempre que sean de la misma tensión, aumentando así la capacidad del conjunto, una medida de cuánta carga pasa por los terminales al cabo de una hora cuando circula una corriente de 1 A.
Una batería con capacidad de 10 A-h (Amperio-hora), suministra 10 amperios en 1 hora, o bien 1 amperio en 10 horas. Como 1 A-h equivale a 3600 C, esto significa que la batería tiene una capacidad de 36000 C.
La capacidad de la conexión en paralelo es la suma de las capacidades individuales, muy útil para conectar más dispositivos. Pero hay que tener en cuenta que en la práctica se acorta la vida de las baterías, porque estas presentan resistencias internas distintas, aun si son idénticas y provienen del mismo fabricante.
El cableado por su parte, también tiene resistencia, la cual causa desequilibrios de corriente, por lo que casi siempre una de las baterías termina por pasar por más ciclos de carga y descarga que la otra y se deteriora primero.
Sistema de electricidad doméstica
Los circuitos en paralelo son imprescindibles en el sistema eléctrico de las edificaciones, ya que su principal característica es que el circuito sigue funcionando, aun si se daña algún componente.
Cuando se funde una bombilla, por ejemplo, la parte del circuito correspondiente queda abierta y por allí no fluye corriente. Si los electrodomésticos estuvieran conectados en serie con la bombilla quemada, dejarían de funcionar. Además, la conexión en paralelo de varias resistencias no limita la corriente total suministrada por la fuente.
Sistema de luces del automóvil
El sistema de luces del automóvil también consta de circuitos en paralelo, por la razón explicada arriba: si un faro deja de funcionar, el resto del sistema aún sigue alumbrando.