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Física y Química 3.º ESO · Resistencias en paralelo y circuitos mixtos

Recuerda: el circuito en paralelo

Objetivo: Al terminar, sabrás reconocer un montaje en paralelo, saber cómo se reparte la intensidad entre las ramas, compararlo con uno en serie (brillo de las bombillas y qué pasa si se funde una) y explicar por qué las casas se conectan en paralelo.

Recuerda

El circuito en paralelo

En un circuito en paralelo la corriente tiene varios caminos (llamados ramas). Las ramas salen de un mismo punto, donde el cable se divide (un nudo), y se vuelven a juntar en otro nudo antes de volver a la pila.

Descrito con palabras, un montaje de dos bombillas en paralelo es así:

Del polo + de la pila sale un cable hasta el nudo P. En P se divide en dos ramas: una pasa por $L_1$ y la otra por $L_2$ . Las dos ramas se juntan en el nudo Q, y de Q un cable vuelve al polo − de la pila.

Cada bombilla está conectada directamente entre los mismos dos puntos (P y Q), es decir, a la pila.

La intensidad se reparte entre las ramas

En un nudo, la corriente se divide: la intensidad que llega a P es igual a la suma de las intensidades de las ramas, y en Q se vuelven a juntar. $I_{\text{total}} = I_1 + I_2 + \dots$ Si las bombillas son iguales, por cada rama pasa la misma intensidad; si son distintas, no, pero la suma se cumple siempre. La tensión, en cambio, es la misma en todas las ramas: la de la pila.

Serie y paralelo, frente a frente

	En serie	En paralelo
Caminos para la corriente	uno solo	uno por cada rama
Tensión en cada bombilla	se reparte	la misma que la pila
Intensidad	la misma en todas	se reparte entre las ramas
Si se funde una bombilla	se apagan todas	las demás siguen encendidas
Al añadir bombillas iguales	todas brillan menos	brillan igual, pero la pila da más corriente y se gasta antes

Las casas, en paralelo

En una vivienda todos los enchufes y lámparas están en paralelo: así cada aparato recibe los 230 V de la red, funciona aunque otros estén apagados o estropeados y tiene su propio interruptor en su rama.

Cada vez que se enciende un aparato más, se añade una rama: la intensidad total que entra en la casa aumenta. Si se encienden demasiados aparatos potentes a la vez, la intensidad supera lo permitido y salta el automático del cuadro eléctrico.

Puntos clave

En paralelo hay varias ramas que se separan y se juntan en dos nudos.
Todas las ramas tienen la misma tensión: la de la pila.
Si se funde una bombilla, las de las otras ramas siguen encendidas.
Dos bombillas iguales brillan más en paralelo que en serie.
Las viviendas se conectan en paralelo: cada aparato recibe 230 V y se enciende por separado.
En paralelo, la intensidad que sale de la pila es la suma de las intensidades de las ramas.
Cada aparato que se enciende en casa es una rama más: la intensidad total aumenta y, si es demasiada, salta el automático.

Errores frecuentes

ErrorPensar que, en paralelo, cada bombilla recibe solo una parte de la tensión de la pila, como en serie.
Cómo corregirloEn paralelo cada rama está conectada directamente a los dos polos de la pila: todas reciben la tensión completa. Lo que se reparte es la intensidad.
ErrorCreer que añadir bombillas en paralelo «no gasta más».
Cómo corregirloCada rama nueva necesita su propia corriente: la pila (o la red de casa) tiene que dar más intensidad en total y se agota antes.

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1. Dos bombillas, dos montajes experimental (comparar serie y paralelo)
Con una pila de 4,5 V y dos bombillas iguales, $L_1$ y $L_2$ , se hacen dos montajes:

Montaje S (serie): polo + → $L_1$ → $L_2$ → polo −.

Montaje P (paralelo): del polo + al nudo A; desde A, una rama con $L_1$ y otra con $L_2$ ; las dos ramas se juntan en el nudo B, que se conecta al polo −.

a) ¿En qué montaje brillan más las bombillas? b) ¿Qué ocurre en cada montaje si desenroscamos $L_1$ ? c) ¿Con qué montaje se gasta antes la pila?

Resolución
a) En el montaje P. En paralelo cada bombilla recibe los 4,5 V de la pila; en serie se los reparten (unos 2,25 V cada una). En P brillan como si estuvieran solas.

b) En el montaje S se abre el único camino y se apagan las dos. En el montaje P se corta solo la rama de $L_1$ : $L_2$ sigue encendida y con el mismo brillo.

c) Con el montaje P: cada rama lleva su propia corriente y la pila tiene que dar la suma de las dos, más que en serie. Por eso se agota antes.
Ejemplo 2. La instalación de una cocina situación real
En una cocina de un piso de Madrid están enchufados a la vez el frigorífico, el microondas y una lámpara. Se funde la bombilla de la lámpara. ¿Siguen funcionando el frigorífico y el microondas? ¿Qué tensión recibe cada aparato? ¿Dónde está el interruptor de la lámpara?

Resolución
Los aparatos de una casa están en paralelo: cada uno en su propia rama, conectado a los 230 V de la red.
- Al fundirse la bombilla solo se corta la rama de la lámpara: el frigorífico y el microondas siguen funcionando.
- Cada aparato recibe 230 V, los mismos que la red.
- El interruptor de la lámpara está en serie con la lámpara, dentro de su rama: así la apaga solo a ella.

Ejercicios

De menos a más. Intenta cada uno antes de mirar la solución.

1. Fácil
Di si cada circuito está en serie o en paralelo: a) polo + → $L_1$ → interruptor → $L_2$ → polo −. b) Las dos bombillas $L_1$ y $L_2$ están conectadas entre el mismo par de puntos, X e Y; X está unido al polo + de la pila e Y al polo −. c) Un circuito con tres bombillas en el que, al desenroscar cualquiera de ellas, las otras dos siguen encendidas.

Ver solución
a) Serie. b) Paralelo. c) Paralelo.
a) Un solo camino que pasa por todo → serie. b) Las dos están entre los mismos dos puntos, cada una en su rama → paralelo. c) Si al quitar una las otras siguen funcionando, cada una tiene su propio camino → paralelo.
2. Fácil
Con una pila de 4,5 V y tres bombillas iguales, Marcos hace dos montajes: las tres en serie y las tres en paralelo. a) ¿En qué montaje brilla más cada bombilla? ¿Qué tensión recibe cada una en cada montaje? b) En el montaje en paralelo, ¿qué pasa si se funde una?

Ver solución
a) En paralelo; 1,5 V en serie y 4,5 V en paralelo. b) Las otras dos siguen igual.
a) En serie los 4,5 V se reparten entre tres: $4{,}5 : 3 = 1{,}5$ V cada una. En paralelo cada una recibe 4,5 V. Brillan más en paralelo. b) Solo se corta su rama: las otras dos siguen encendidas con el mismo brillo.
3. Media
El aula tiene seis lámparas en el techo. Un día se estropea una y las otras cinco siguen encendidas. Con un solo interruptor, junto a la puerta, se apagan todas a la vez. a) ¿Están las lámparas en serie o en paralelo? b) ¿Dónde tiene que estar el interruptor para poder apagarlas todas a la vez?

Ver solución
a) En paralelo. b) Fuera de las ramas, en el cable común por el que llega la corriente a todas.
a) Si al estropearse una las demás siguen funcionando, cada lámpara está en su propia rama → en paralelo. b) El interruptor tiene que estar en el tramo común por el que pasa la corriente de todas las ramas, antes de que el cable se divida (en serie con el conjunto de las lámparas). Si estuviera dentro de una rama, solo apagaría esa lámpara.

Para practicar más

1. Fácil
Di si son verdaderas o falsas y corrige las falsas: a) En paralelo, todas las bombillas reciben la misma tensión. b) Al añadir bombillas iguales en paralelo, todas brillan menos. c) Si se funde una bombilla en un circuito en paralelo, se apagan todas. d) Con dos bombillas iguales y la misma pila, brillan más en paralelo que en serie.

Ver solución
a) V. b) F. c) F. d) V.
a) Verdadera: la de la pila. b) Falsa: brillan igual, porque cada una sigue recibiendo la tensión de la pila (aunque la pila da más corriente en total y se gasta antes). c) Falsa: solo se apaga la de esa rama. d) Verdadera.
2. Fácil
Escribe tres razones por las que los aparatos de una vivienda se conectan en paralelo y no en serie.
Ver solución
Cada aparato recibe 230 V; si uno se apaga o se estropea, los demás siguen funcionando; cada uno puede tener su propio interruptor.
1. Todos reciben la misma tensión, 230 V, que es para la que están fabricados.
2. Si uno se apaga o se estropea, los demás siguen funcionando.
3. Cada aparato puede tener su propio interruptor en su rama y encenderse por separado.
3. Media
Un circuito tiene una pila y dos ramas en paralelo. En la rama 1 hay un interruptor $S_1$ y una bombilla $L_1$ , en serie entre sí. En la rama 2 solo hay una bombilla $L_2$ . ¿Qué bombillas lucen si $S_1$ está cerrado? ¿Y si está abierto?
Ver solución
Con S₁ cerrado lucen las dos; con S₁ abierto solo L₂.
- $S_1$ cerrado: las dos ramas están completas → lucen $L_1$ y $L_2$ .
- $S_1$ abierto: se corta la rama 1, pero la rama 2 sigue conectada a la pila → solo luce $L_2$ , con el mismo brillo que antes.