sábado, 21 de marzo de 2009

Circuitos con Cargas en Serie y en Paralelo (II)


6.2.- Circuito en paralelo.

Consideremos un circuito paralelo que consta de tres resistencias y un solo de batería:

El primer principio que debemos considerar acerca de los circuitos en paralelo es que la tensión es igual en todos los componentes en el circuito. Esto se debe a que sólo hay dos conjuntos de puntos electricamente en común en un circuito paralelo, y la tensión medida entre conjuntos de puntos en común debe ser siempre el mismo en cualquier momento dado.


Figura 1

Por lo tanto, en el mencionado circuito, la tensión (U) a través de R1 es igual a la tensión a través de R2, que es igual a la tensión a través de R3, que es igual a la tensión en la batería. Esta igualdad de tensiones se puede representar en otra tabla a partir de nuestros valores:

ValorR1R2R3TotalUnidad
U9999
Volts
I



Amps
R10k2k1k
Ohms


Así como en el caso de los circuitos en serie, lo mismo se aplica de la Ley de Ohm en los circuitos en paralelo : los valores de tensión, corriente y resistencia debe estar en el mismo contexto a fin de que los cálculos funcionen correctamente. Sin embargo, en el circuito de la figura 1 se puede aplicar inmediatamente la Ley de Ohm, para cada resistor encontraremos su intensidad de corriente (I) porque conocemos la tensión que atravieza cada resistor (9 voltios) y la resistencia de cada resistor :

I R1= U R1 / R1 I R2 = U R2 / R2 I R3 = U R3 / R3

I R1 = 9V / 10 k Ω = 0,9 mA

I R2 = 9V / 2 k Ω = 4,5 mA

I R3 = 9V / 1 k Ω = 9 mA



ValorR1R2R3TotalUnidad
U9999Volts
I0,9 m4,5 m9 mAmps
R10k2k1kOhms

Aún no conocemos la intensidad de corriente (I) total o la resistencia (R) total para este circuito paralelo, debido a esto no podemos aplicar la Ley de Ohm en la columna de la derecha ( "Total") . Sin embargo, si se piensa cuidadosamente sobre lo que está pasando debe ser evidente que la intensidad de corriente total debe ser igual a la suma de las intensidades de corriente de cada resistor ( "sucursal") :

Figura 2

Como el total de las salidas de la corriente negativa (-) del terminal de la batería en el punto 8 y viaja a través del circuito, parte de la corriente fluye separandose en el punto 7 para dirigirse a través de R1, otra parte se divide en el punto 6,subiendo a través de R2, y el resto va a través de R3. Como un río ramificandose en varios riachuelos, el caudal combinado de todos los flujos debe ser igual a la velocidad de flujo de todo el río. Lo mismo encontramos donde la corriente atravieza R1, R2, R3 y uniendo el flujo de corriente a la terminal positivo de la batería (+) hacia el punto 1: el flujo de electrones desde el punto 2 al punto 1 debe ser igual a la suma de las corrientes ( sucursales o ramas) a través de R1, R2 y R3.

Este es el segundo principio de los circuitos en paralelo: la corriente total del circuito es igual a la suma de la corrientes individuales de todos los brazos o bifurcaciones. Al utilizar este principio podemos llenarla casilla correspondiente a la intensidad de corrinete total de este circuito con la suma de I R1, I R2, I R3 :



ValorR1R2R3TotalUnidad
U9999Volts
I0,9 m4,5 m9 m14,4 m
Amps
R10k2k1k
Ohms
I total = I1 + I2 +I3
Por último, la aplicación de la Ley de Ohm en la columna de la derecha ( "Total") podemos calcular la resistencia total del circuito:

ValorR1R2R3TotalUnidad
U9999Volts
I0,9 m4,5 m9 m14,4 m
Amps
R10k2k1k625Ohms

R total = U total / I total = 9 V / 14,4 mA = 625 Ω
Tenga en cuenta algo muy importante aquí. La resistencia total del circuito es sólo 625 Ω: un valor bastante menor que cualquiera de las resistencias individuales. En el circuito en serie, donde la resistencia total es la suma de las resistencias individuales, el valor total fue obligadamente superior a cualquiera de las resistencias individuales. Aquí en el circuito paralelo, sin embargo, ocurre lo opuesto: las resistencias individuales disminuyen y no aumentan para formar la resistencia total . Matemáticamente, la relación entre el total de la resistencia y resistencias individuales en un circuito paralelo tiene este aspecto:



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