Circuitos paralelos vs. série:benefícios, desvantagens e como calcular a resistência equivalente
Por H.L.M. Lee – Atualizado em 24 de março de 2022
Num circuito em série, os componentes são dispostos um após o outro, formando um único caminho fechado para a corrente. A bateria alimenta o circuito, forçando a mesma corrente a fluir através de cada resistor. Pense na bateria como uma bomba d'água, na corrente como água e nos resistores como casas enfileiradas:a água deve passar por cada casa sequencialmente antes de retornar à bomba.
A lei de Ohm liga tensão, corrente e resistência:
\(V =IR\)
onde
V é a tensão em um resistor,
I é a corrente que passa por ele e
R é a resistência. Em série, como a corrente é idêntica para cada elemento, a queda de tensão em cada resistor depende unicamente de sua resistência.
O que é uma conexão paralela?
Um circuito paralelo conecta componentes como os degraus de uma escada. Cada dispositivo fica em seu próprio ramal de alimentação, de modo que a mesma tensão aparece em todos os resistores, mas cada um pode consumir uma quantidade diferente de corrente com base em sua resistência. A lei de Ohm para corrente é expressa como
I =V/R .
Cálculo da resistência equivalente
Para um arranjo em série de resistores R
1 , R
2 , R
3 ,…, a resistência equivalente é a soma simples:
\(R_s =R_1 + R_2 + R_3 +…\)
Adicionar um resistor a um circuito em série sempre aumenta a resistência geral.
Em contraste, os resistores em paralelo atuam como um único resistor cuja resistência equivalente é encontrada usando:
\(\frac{1}{R_p} =\frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} +…\)
Adicionar um resistor em paralelo sempre reduz a resistência total, fato que sustenta muitas vantagens e desvantagens práticas desta topologia.
Vantagens da fiação paralela
- Os dispositivos funcionam de forma independente:conectar uma geladeira na tomada da cozinha não altera a voltagem ou a corrente disponível para outros aparelhos.
- Redundância:em uma série de luzes de Natal modernas, se uma lâmpada falhar, as lâmpadas restantes permanecerão acesas, facilitando a solução de problemas.
- Tensão previsível:cada componente vê a mesma tensão de alimentação, simplificando o projeto e os cálculos de segurança.
Desvantagens da fiação paralela
- Risco de curto-circuito:uma falha de baixa resistência (por exemplo, um fio preso em uma tomada) força uma corrente excessiva através do circuito, podendo causar faíscas, superaquecimento e incêndio.
- Maior consumo geral de corrente:como a resistência é reduzida, mais corrente flui para uma determinada tensão, o que pode levar a um maior consumo de energia e à necessidade de fusíveis robustos ou proteção de circuito.
Felizmente, os dispositivos de proteção, como os fusíveis, são colocados em série com a fiação. Em caso de curto-circuito, o fusível queima, interrompendo o circuito e evitando danos.