Conexión en paralelo | Propiedades, aplicación y ejemplos.

Circuito Paralelo: Características y Análisis

Un circuito paralelo es una configuración eléctrica en la que los componentes están conectados en múltiples caminos, permitiendo que la corriente fluya a través de más de una ruta simultáneamente. En los circuitos paralelos, el voltaje a través de cada componente permanece constante e igual al voltaje de la fuente, mientras que la corriente se divide entre los componentes de manera inversamente proporcional a sus resistencias o reactancias. Estos circuitos son comúnmente utilizados en diversos dispositivos electrónicos y sistemas, como redes de distribución de energía y cableado doméstico, debido a su capacidad para mantener un voltaje consistente a través de los componentes y proporcionar redundancia.

Ventajas y Características

Una ventaja de los circuitos paralelos es que si un componente falla o se desconecta, los componentes restantes continúan funcionando, ya que la corriente aún puede fluir a través de los otros caminos. Sin embargo, los circuitos paralelos pueden ser más desafiantes de analizar que los circuitos en serie, especialmente al tratar con impedancias complejas en circuitos de corriente alterna (CA).

Características de los Circuitos Paralelos

• Los componentes están conectados en múltiples caminos, con cada camino teniendo un voltaje común.
• La resistencia total se determina por el recíproco de la suma de los recíprocos de las resistencias individuales.
• La corriente de la fuente se distribuye entre los componentes basada en sus valores de resistencia.
• El voltaje a través de cada componente es igual al voltaje de la fuente.

Análisis de un Circuito Paralelo

Para analizar un circuito paralelo, se deben seguir los siguientes pasos:

1. Determinar la resistencia total (R_total): 1/R_total = 1/R₁ + 1/R₂ + … + 1/R_n
2. Calcular la corriente total de la fuente usando la Ley de Ohm: I_total = V_total / R_total
3. Determinar la corriente que fluye a través de cada componente: I_componente = V_total / R_componente
4. Calcular la disipación de potencia para cada componente: P_componente = V_total² / R_componente

Aplicaciones de los Circuitos Paralelos

• Distribución de energía: Se utilizan comúnmente en sistemas de distribución de energía, ya que permiten un voltaje igual a través de múltiples cargas y facilitan la adición o eliminación de cargas sin afectar el sistema en general.
• Redundancia y tolerancia a fallos: Las conexiones paralelas pueden proporcionar redundancia y tolerancia a fallos en sistemas, ya que la falla de un componente no necesariamente conduce al fallo del circuito completo.
• Compartición de corriente: Los circuitos paralelos se pueden usar para compartir la corriente entre múltiples componentes, como baterías o fuentes de alimentación, reduciendo la carga en componentes individuales.

Ejemplo de Cálculo en un Circuito Paralelo de CC

Consideremos un simple circuito paralelo de corriente continua (CC) con una fuente de voltaje (V) y tres resistencias (R1, R2, y R3) conectadas en paralelo. El objetivo es calcular la corriente total (I_total) suministrada por la fuente de voltaje y la corriente a través de cada resistencia.

Valores dados:

• V = 12 V
• R1 = 4 Ω
• R2 = 6 Ω
• R3 = 3 Ω

Sigue los pasos:

1. Determinar la resistencia total (R_total): 1 / R_total = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3
2. Calcular la corriente total (I_total) suministrada por la fuente de voltaje: I_total = V / R_total
3. Calcular la corriente a través de cada resistencia: I_R1, I_R2, y I_R3

En conclusión, la corriente total (I_total) suministrada por la fuente de voltaje es 6 A, y las corrientes a través de R1 (I_R1), R2 (I_R2), y R3 (I_R3) son 3 A, 2 A, y 4 A, respectivamente. Note que la suma de las corrientes individuales es igual a la corriente total.

Ejemplo de Cálculo en un Circuito Paralelo de CA

Consideremos un simple circuito paralelo de corriente alterna (CA) con una fuente de voltaje (V) y dos componentes: una resistencia (R) y un capacitor (C) conectados en paralelo. El objetivo es calcular la corriente total (I_total) suministrada por la fuente de voltaje y la corriente a través de cada componente.

Valores dados:

• V = 120 Vrms a una frecuencia de 60 Hz
• R = 20 Ω
• C = 50 μF

Sigue los pasos:

1. Calcular la frecuencia angular (ω): ω = 2 * π * f
2. Calcular la reactancia capacitiva (X_C): X_C = 1 / (ω * C)
3. Calcular la impedancia de cada componente: Z_R y Z_C
4. Calcular la corriente a través de cada componente: I_R y I_C
5. Calcular la corriente total (I_total) suministrada por la fuente de voltaje
6. Calcular la magnitud de la corriente total: |I_total|

En conclusión, la corriente total (I_total) suministrada por la fuente de voltaje es aproximadamente 6.34 A, la corriente a través de la resistencia (I_R) es 6 A, y la magnitud de la corriente a través del capacitor (I_C) es aproximadamente 2.26 A. Note que la suma de las magnitudes de las corrientes individuales no es igual a la magnitud de la corriente total debido a las diferencias de fase entre las corrientes a través de la resistencia y el capacitor.