Explicación de los circuitos de CC en serie y en paralelo (se incluyen ejemplos)

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Ultima edición el 21 septiembre, 2023

Los circuitos eléctricos son parte fundamental de nuestra vida cotidiana, ya que están presentes en prácticamente todos los dispositivos que utilizamos a diario. Por ello, es importante entender cómo funcionan y cómo se pueden conectar diferentes elementos para lograr un flujo de corriente eléctrica constante y efectivo. En este artículo se explicarán los circuitos de corriente continua (CC) en serie y en paralelo, con ejemplos prácticos para ayudar a comprender mejor su funcionamiento y aplicación. Con esta información, podrás tener una mejor comprensión sobre cómo se conectan los elementos eléctricos y cómo se pueden usar de manera efectiva para crear diferentes sistemas eléctricos. ¡Comencemos!

Definición de circuitos de corriente continua en serie y en paralelo

Los circuitos de corriente continua (CC) son una parte fundamental de la electrónica y la electricidad. Estos circuitos se utilizan para hacer funcionar dispositivos eléctricos como bombillas, motores y muchos otros componentes. Los circuitos de CC se pueden dividir en dos tipos principales: en serie y en paralelo.

Circuitos en serie

En un circuito de CC en serie, los componentes están conectados uno tras otro en una línea. La corriente fluye a través de cada componente en orden, sin ramificarse en ningún punto. Los componentes en un circuito en serie tienen la misma corriente que fluye a través de ellos, pero la tensión se divide entre ellos. Esto significa que la suma de las tensiones en cada componente en un circuito de CC en serie es igual a la tensión total del circuito.

Un ejemplo de un circuito de CC en serie es una cadena de luces navideñas. Cada luz está conectada a la siguiente a lo largo de la cadena, y la corriente fluye a través de cada luz en orden. Si una luz se quema o se rompe, la corriente se interrumpe y todas las luces se apagan.

Circuitos en paralelo

En un circuito de CC en paralelo, los componentes están conectados en ramas separadas, de modo que la corriente se divide entre ellos. Cada componente en un circuito en paralelo tiene la misma tensión, pero la corriente se divide entre ellos. Esto significa que la suma de las corrientes en cada rama del circuito es igual a la corriente total del circuito.

Un ejemplo de un circuito de CC en paralelo es un sistema de iluminación de una casa. Cada bombilla está conectada en paralelo con las demás, de modo que si una bombilla se quema, las demás siguen funcionando. La corriente fluye a través de cada bombilla por separado, lo que significa que cada bombilla recibe la misma tensión, pero la corriente se divide entre ellas.

Circuitos mixtos

Los circuitos de CC también pueden ser una combinación de circuitos en serie y en paralelo. Estos se llaman circuitos mixtos. Un ejemplo de un circuito mixto es una cadena de luces navideñas con múltiples conexiones en paralelo. Cada cadena de luces está conectada en serie con las demás, pero cada luz en cada cadena está conectada en paralelo con las demás.

Los circuitos mixtos son una combinación de ambos. Es importante comprender estos conceptos para diseñar y solucionar problemas en circuitos de CC.

Características de los circuitos en serie y en paralelo

Circuitos en serie

Un circuito en serie es aquel en el que los componentes eléctricos están conectados uno tras otro, de manera que la corriente eléctrica fluye a través de todos los componentes en el mismo camino. Las características principales de los circuitos en serie son las siguientes:

  • Los componentes comparten la misma corriente eléctrica.
  • La corriente eléctrica es constante en todo el circuito.
  • La resistencia total del circuito es igual a la suma de las resistencias individuales de cada componente.
  • La tensión eléctrica se divide entre los componentes según su resistencia.

Por ejemplo, si tenemos un circuito en serie con una resistencia de 10 ohmios y otra de 20 ohmios, la resistencia total del circuito será de 30 ohmios (10 + 20). Además, si la tensión eléctrica es de 15 voltios, la resistencia de 10 ohmios recibirá un voltaje de 5 voltios (1/3 de la tensión total) y la resistencia de 20 ohmios recibirá un voltaje de 10 voltios (2/3 de la tensión total).

Circuitos en paralelo

Un circuito en paralelo es aquel en el que los componentes eléctricos están conectados en ramas separadas, de manera que la corriente eléctrica se divide entre las ramas. Las características principales de los circuitos en paralelo son las siguientes:

  • Cada rama tiene su propia corriente eléctrica.
  • La corriente eléctrica total es igual a la suma de las corrientes individuales de cada rama.
  • La resistencia total del circuito es menor que la resistencia individual de cada componente.
  • La tensión eléctrica es la misma en todas las ramas del circuito.

Por ejemplo, si tenemos un circuito en paralelo con dos resistencias de 10 ohmios cada una, la resistencia total del circuito será de 5 ohmios (1/2 de la resistencia individual). Además, si la tensión eléctrica es de 20 voltios, cada resistencia recibirá una tensión de 20 voltios.

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Ejemplo de circuitos en serie y en paralelo

Un ejemplo común de circuitos en serie y en paralelo es el circuito de iluminación en una casa. En este circuito, las bombillas se conectan en paralelo para que cada una tenga su propia corriente eléctrica y la tensión eléctrica sea la misma en todas las bombillas. Sin embargo, las diferentes ramas de bombillas en la casa están conectadas en serie para que la corriente eléctrica fluya a través de todas las bombillas en el mismo camino. Esto permite que todas las bombillas se enciendan al mismo tiempo cuando se enciende el interruptor de la luz.

Los circuitos en serie son útiles para componentes que requieren la misma corriente eléctrica y que deben funcionar en el mismo camino, mientras que los circuitos en paralelo son útiles para componentes que requieren diferentes corrientes eléctricas y que deben funcionar en ramas separadas.

Ventajas y desventajas de los circuitos en serie y en paralelo

Circuitos en serie

Un circuito en serie es aquel en el que la corriente eléctrica fluye por todos los componentes de manera secuencial, es decir, uno tras otro. En este tipo de circuito, los componentes están conectados de tal manera que la corriente que fluye por uno de ellos es la misma que fluye por los demás.

Ventajas

  • Son fáciles de construir y de entender.
  • Permiten una regulación precisa de la corriente eléctrica.
  • Se utilizan en circuitos de iluminación y de sistemas de sonido.

Desventajas

  • Si uno de los componentes falla, todo el circuito se interrumpe.
  • La resistencia total del circuito es igual a la suma de todas las resistencias individuales, lo que puede resultar en una caída de voltaje considerable.
  • Los componentes deben tener el mismo valor de resistencia para que el circuito funcione correctamente.

Circuitos en paralelo

En un circuito en paralelo, la corriente eléctrica se divide en varios caminos, fluyendo a través de cada uno de los componentes de manera independiente. En este tipo de circuito, cada componente está conectado directamente a la fuente de alimentación.

Ventajas

  • Cada componente funciona de manera independiente, lo que significa que si uno falla, los demás componentes continúan funcionando.
  • La resistencia total del circuito es menor que la resistencia de cualquiera de los componentes individuales, lo que garantiza una mayor corriente eléctrica y una menor caída de voltaje.
  • Se utilizan en circuitos de alimentación de electrodomésticos y sistemas informáticos.

Desventajas

  • La construcción de un circuito en paralelo es más compleja que la de un circuito en serie.
  • El control de la corriente eléctrica es menos preciso que en un circuito en serie.
  • Si los componentes conectados en paralelo no tienen el mismo valor de resistencia, la corriente eléctrica se distribuirá de manera desigual, lo que puede provocar daños en los componentes.

Ejemplos de circuitos en serie y en paralelo

Un ejemplo de circuito en serie puede ser un circuito de luces navideñas, donde todas las bombillas están conectadas una tras otra. Si una de las bombillas se quema, todas las demás se apagarán.

Un ejemplo de circuito en paralelo puede ser el circuito eléctrico de un edificio, donde cada habitación tiene su propio circuito independiente conectado a la fuente de alimentación. Si se produce un fallo en un circuito, los demás continúan funcionando sin problemas.

Cómo calcular la resistencia equivalente en circuitos en serie y en paralelo

Circuitos en serie

En un circuito en serie, los componentes se conectan uno tras otro, de forma que la corriente eléctrica circula por todos ellos en el mismo sentido. Esto significa que la corriente que pasa por cada componente es la misma, pero la tensión se divide entre ellos.

Para calcular la resistencia equivalente en un circuito en serie, se suman las resistencias de todos los componentes.

Ejemplo: Si tenemos un circuito en serie con tres resistencias de 10 ohmios cada una, la resistencia equivalente será:

R_eq = 10 ohmios + 10 ohmios + 10 ohmios = 30 ohmios

Circuitos en paralelo

En un circuito en paralelo, los componentes se conectan de forma que la corriente se divide entre ellos, pero la tensión es la misma en todos ellos. Esto significa que la resistencia total del circuito es menor que la resistencia de cada componente individual.

Para calcular la resistencia equivalente en un circuito en paralelo, se utiliza la siguiente fórmula:

1/R_eq = 1/R_1 + 1/R_2 + 1/R_3 + …

Ejemplo: Si tenemos un circuito en paralelo con tres resistencias de 10 ohmios cada una, la resistencia equivalente será:

1/R_eq = 1/10 ohmios + 1/10 ohmios + 1/10 ohmios
1/R_eq = 0,1 + 0,1 + 0,1
1/R_eq = 0,3
R_eq = 1/0,3
R_eq = 3,33 ohmios

Comparación entre circuitos en serie y en paralelo

En un circuito en serie, la resistencia equivalente es la suma de las resistencias individuales, lo que significa que la resistencia total es mayor que la resistencia de cualquier componente individual. En cambio, en un circuito en paralelo, la resistencia equivalente es menor que la resistencia de cualquier componente individual.

Ejemplo: Si tenemos un circuito con dos resistencias de 10 ohmios cada una, la resistencia equivalente será:

– En un circuito en serie: R_eq = 10 ohmios + 10 ohmios = 20 ohmios
– En un circuito en paralelo: R_eq = 1/(1/10 ohmios + 1/10 ohmios) = 5 ohmios

Como se puede ver, en un circuito en serie la resistencia total es mayor que la resistencia individual de cada componente, mientras que en un circuito en paralelo la resistencia total es menor que la resistencia individual de cada componente.

Conclusión

Es importante recordar que en un circuito en serie la resistencia total es mayor que cualquier componente individual, mientras que en un circuito en paralelo la resistencia total es menor que cualquier componente individual.

Cómo calcular la corriente total en circuitos en serie y en paralelo

Circuitos en serie

En un circuito en serie, los componentes están conectados uno tras otro, de manera que la corriente fluye a través de cada componente en secuencia. Para calcular la corriente total en un circuito en serie, debemos sumar las corrientes que fluyen a través de cada componente.

  • La corriente total es igual a la corriente que fluye a través de cada componente.
  • La resistencia total del circuito es igual a la suma de las resistencias de cada componente.
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Por ejemplo: Si tenemos un circuito en serie con tres resistencias, R1, R2 y R3, y una fuente de alimentación de 12V, y sabemos que la resistencia de cada componente es de 2Ω, la corriente total del circuito es:

I(total) = V/R(total) = 12V/(2Ω + 2Ω + 2Ω) = 2A

Por lo tanto, la corriente que fluye a través de cada resistencia es de 2A, y la resistencia total del circuito es de 6Ω.

Circuitos en paralelo

En un circuito en paralelo, los componentes están conectados en ramas separadas, de modo que la corriente se divide entre los componentes. Para calcular la corriente total en un circuito en paralelo, debemos sumar las corrientes que fluyen a través de cada rama del circuito.

  • La corriente total es igual a la suma de las corrientes que fluyen a través de cada rama del circuito.
  • La resistencia total del circuito se calcula utilizando el inverso de la suma de los inversos de las resistencias de cada componente.

Por ejemplo: Si tenemos un circuito en paralelo con tres resistencias, R1, R2 y R3, y una fuente de alimentación de 12V, y sabemos que la resistencia de cada componente es de 2Ω, la corriente total del circuito es:

I(total) = V/R(total) = 12V/[(1/2Ω) + (1/2Ω) + (1/2Ω)] = 6A

Por lo tanto, la corriente que fluye a través de cada resistencia es de 6A, y la resistencia total del circuito es de 0.67Ω.

Conclusión

La resistencia total del circuito en serie es igual a la suma de las resistencias de cada componente, mientras que en un circuito en paralelo, se utiliza el inverso de la suma de los inversos de las resistencias de cada componente. Con estos cálculos, podemos determinar la cantidad de corriente que fluye en un circuito y la resistencia total del mismo, lo que nos permite diseñar y solucionar problemas en circuitos eléctricos.

Cómo calcular la diferencia de potencial en circuitos en serie y en paralelo

Circuitos en serie

En los circuitos en serie, los componentes están conectados uno tras otro, como si fueran un tren. Esto significa que la corriente que fluye a través de cada componente es la misma, pero la tensión o voltaje se divide entre ellos.

Para calcular la diferencia de potencial total en un circuito en serie, simplemente sumamos las tensiones de cada componente.

Ejemplo:
Supongamos que tenemos un circuito en serie con tres resistencias: R1, R2 y R3. R1 tiene una tensión de 5V, R2 tiene una tensión de 10V y R3 tiene una tensión de 15V. La diferencia de potencial total del circuito sería:

5V + 10V + 15V = 30V

Circuitos en paralelo

En los circuitos en paralelo, los componentes están conectados de forma que la corriente se divide entre ellos, pero la tensión es la misma en todos los componentes.

Para calcular la diferencia de potencial total en un circuito en paralelo, utilizamos la ley de Ohm, que establece que la corriente es igual a la tensión dividida por la resistencia.

Ejemplo:
Supongamos que tenemos un circuito en paralelo con tres resistencias: R1, R2 y R3. La tensión del circuito es de 20V y las resistencias son de 2 ohmios, 4 ohmios y 6 ohmios, respectivamente. La corriente total del circuito sería:

I = V/R = 20V / (2 ohmios + 4 ohmios + 6 ohmios) = 1A

La diferencia de potencial a través de cada resistencia sería:

R1: V = I*R = 1A * 2 ohmios = 2V
R2: V = I*R = 1A * 4 ohmios = 4V
R3: V = I*R = 1A * 6 ohmios = 6V

Por lo tanto, la diferencia de potencial total del circuito sería la misma que la tensión del circuito, es decir, 20V.

Conclusión

Es importante entender estos conceptos para poder diseñar y solucionar problemas en circuitos eléctricos.

Aplicaciones prácticas de circuitos en serie y en paralelo

Los circuitos en serie y en paralelo son dos tipos de conexiones eléctricas que se utilizan en la mayoría de los sistemas eléctricos. Aunque ambos tipos de circuitos tienen sus propias características, es importante entender las aplicaciones prácticas de cada uno.

Circuitos en serie

En un circuito en serie, los componentes están conectados uno detrás del otro, de manera que la corriente fluye a través de cada componente en orden. Algunas aplicaciones prácticas de los circuitos en serie son:

  • Luces de Navidad: las luces de Navidad suelen estar conectadas en serie, de modo que si una luz falla, todas las demás se apagan.
  • Baterías: las baterías pueden estar conectadas en serie para aumentar la tensión total del circuito.
  • Circuitos de iluminación: los circuitos de iluminación pueden estar conectados en serie para proporcionar una iluminación uniforme.

En un circuito en serie, la resistencia total es igual a la suma de las resistencias individuales de cada componente. Esto significa que a medida que se agregan más componentes en serie, la resistencia total aumenta, lo que puede afectar la corriente que fluye a través del circuito.

Circuitos en paralelo

En un circuito en paralelo, los componentes están conectados uno al lado del otro, de manera que la corriente se divide en diferentes ramas de circuito. Algunas aplicaciones prácticas de los circuitos en paralelo son:

  • Tomacorrientes: los tomacorrientes están conectados en paralelo para permitir que varios dispositivos se conecten a la misma fuente de alimentación.
  • Lámparas: las lámparas pueden estar conectadas en paralelo para proporcionar diferentes niveles de iluminación.
  • Sistemas de altavoces: los sistemas de altavoces pueden estar conectados en paralelo para aumentar la potencia total del sistema.

En un circuito en paralelo, la resistencia total es menor que la resistencia individual de cada componente. Esto significa que a medida que se agregan más componentes en paralelo, la resistencia total disminuye, lo que puede aumentar la corriente que fluye a través del circuito.

Ejemplo de circuito en serie

Un ejemplo de circuito en serie es una cadena de luces de Navidad. Si una de las luces falla, todas las demás se apagan porque el circuito se rompe en ese punto. Para solucionar el problema, es necesario encontrar y reemplazar la luz defectuosa para que el circuito vuelva a estar completo.

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Ejemplo de circuito en paralelo

Un ejemplo de circuito en paralelo es un sistema de altavoces. Si se agregan más altavoces en paralelo, la potencia total del sistema aumentará porque la resistencia total disminuirá. Sin embargo, es importante tener en cuenta que si se agregan demasiados altavoces, la potencia total del sistema puede exceder su capacidad y causar daños.

Es importante entender cómo funcionan estos circuitos y cómo afectan la corriente y la resistencia del circuito para garantizar un funcionamiento eficiente y seguro.

Aplicaciones prácticas de circuitos en serie y en paralelo

Los circuitos en serie y en paralelo son dos tipos de conexiones eléctricas que se utilizan en la mayoría de los sistemas eléctricos. Aunque ambos tipos de circuitos tienen sus propias características, es importante entender las aplicaciones prácticas de cada uno.

Circuitos en serie

En un circuito en serie, los componentes están conectados uno detrás del otro, de manera que la corriente fluye a través de cada componente en orden. Algunas aplicaciones prácticas de los circuitos en serie son:

  • Luces de Navidad: las luces de Navidad suelen estar conectadas en serie, de modo que si una luz falla, todas las demás se apagan.
  • Baterías: las baterías pueden estar conectadas en serie para aumentar la tensión total del circuito.
  • Circuitos de iluminación: los circuitos de iluminación pueden estar conectados en serie para proporcionar una iluminación uniforme.

En un circuito en serie, la resistencia total es igual a la suma de las resistencias individuales de cada componente. Esto significa que a medida que se agregan más componentes en serie, la resistencia total aumenta, lo que puede afectar la corriente que fluye a través del circuito.

Circuitos en paralelo

En un circuito en paralelo, los componentes están conectados uno al lado del otro, de manera que la corriente se divide en diferentes ramas de circuito. Algunas aplicaciones prácticas de los circuitos en paralelo son:

  • Tomacorrientes: los tomacorrientes están conectados en paralelo para permitir que varios dispositivos se conecten a la misma fuente de alimentación.
  • Lámparas: las lámparas pueden estar conectadas en paralelo para proporcionar diferentes niveles de iluminación.
  • Sistemas de altavoces: los sistemas de altavoces pueden estar conectados en paralelo para aumentar la potencia total del sistema.

En un circuito en paralelo, la resistencia total es menor que la resistencia individual de cada componente. Esto significa que a medida que se agregan más componentes en paralelo, la resistencia total disminuye, lo que puede aumentar la corriente que fluye a través del circuito.

Ejemplo de circuito en serie

Un ejemplo de circuito en serie es una cadena de luces de Navidad. Si una de las luces falla, todas las demás se apagan porque el circuito se rompe en ese punto. Para solucionar el problema, es necesario encontrar y reemplazar la luz defectuosa para que el circuito vuelva a estar completo.

Ejemplo de circuito en paralelo

Un ejemplo de circuito en paralelo es un sistema de altavoces. Si se agregan más altavoces en paralelo, la potencia total del sistema aumentará porque la resistencia total disminuirá. Sin embargo, es importante tener en cuenta que si se agregan demasiados altavoces, la potencia total del sistema puede exceder su capacidad y causar daños.

Es importante entender cómo funcionan estos circuitos y cómo afectan la corriente y la resistencia del circuito para garantizar un funcionamiento eficiente y seguro.

En conclusión, los circuitos de corriente continua en serie y en paralelo son fundamentales en la electrónica y la electricidad. Conocer su funcionamiento y cómo se comportan los componentes en cada tipo de circuito es crucial para poder diseñar, analizar y reparar sistemas eléctricos y electrónicos. Esperamos que esta explicación y los ejemplos presentados hayan sido de ayuda para comprender mejor cómo funcionan estos circuitos y cómo se pueden aplicar en la práctica. Recuerda siempre tener precaución al trabajar con circuitos eléctricos y tomar las medidas de seguridad necesarias.

En conclusión, los circuitos de CC en serie y en paralelo son fundamentales en la electrónica. La conexión en serie se utiliza para aumentar el voltaje, mientras que la conexión en paralelo se utiliza para aumentar la corriente. Es importante tener en cuenta que la resistencia total de un circuito en serie es la suma de las resistencias individuales, mientras que en un circuito en paralelo la resistencia total es inversamente proporcional a la suma de las resistencias individuales.

Un ejemplo de un circuito en serie podría ser una serie de luces navideñas conectadas a una fuente de alimentación. En este caso, la fuente de alimentación proporciona el voltaje necesario para que las luces se enciendan en serie.

Por otro lado, un ejemplo de un circuito en paralelo podría ser un sistema de altavoces conectados a un amplificador. En este caso, el amplificador proporciona la corriente necesaria para que los altavoces funcionen en paralelo.

En resumen, el conocimiento de los circuitos de CC en serie y en paralelo es esencial para cualquier estudiante o profesional en el campo de la electrónica. La comprensión de estos conceptos puede ayudar a diseñar circuitos más efectivos y eficientes en términos de consumo de energía.

JORGE CABRERA BERRÍOS Administrator
Ingeniero Electrónico por la UNI, con maestría y doctorado por la University of Electro-Communications (Japón).

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