Por S. Hussain Ather • Atualizado em 24 de março de 2022
Os circuitos elétricos são organizados em série ou em paralelo. Numa ligação em série, cada elemento está no mesmo caminho, de modo que a mesma corrente flui através de cada componente, um após o outro. Em um arranjo paralelo, cada componente tem seu próprio ramal e a corrente pode se dividir e recombinar nas junções.
Diagrama de Circuito Paralelo
Um diagrama paralelo típico mostra o terminal positivo de uma fonte de tensão (+) conectado a um nó e o terminal negativo (–) a outro. Do nó positivo, a corrente se divide em vários ramos, cada um terminando no nó negativo. A Lei das Correntes de Kirchhoff garante que a corrente total que entra em uma junção é igual à corrente total que sai dela, enquanto a Lei das Tensões de Kirchhoff garante que a soma das quedas de tensão em qualquer circuito fechado é zero.
Características do Circuito Paralelo
Em circuitos paralelos, a tensão em cada ramo é idêntica, igual à tensão da fonte. A corrente, entretanto, se divide entre os ramos proporcionalmente à sua condutância (o inverso da resistência). Assim, o ramo com menor resistência consome mais corrente e o ramo com maior resistência consome menos.
TL;DR
Os circuitos paralelos mantêm a tensão constante em todos os ramos, permitindo que a corrente flua simultaneamente por vários caminhos. A Lei de Ohm se aplica a cada ramo, e redes série-paralelo podem ser analisadas combinando regras de série e paralelas.
Exemplos de circuitos paralelos
Para calcular a resistência total dos resistores em paralelo, use a fórmula recíproca:
\(\displaystyle \frac{1}{R_{\text{total}}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\frac{1}{R_3}+\dots+\frac{1}{R_n}\)
Por exemplo, com resistores de 5Ω, 6Ω e 10Ω:
- \(\displaystyle \frac{1}{R_{\text{total}}}=\frac{1}{5}+\frac{1}{6}+\frac{1}{10}\)
- \(\displaystyle \frac{1}{R_{\text{total}}}=\frac{6}{30}+\frac{5}{30}+\frac{3}{30}=\frac{14}{30}\)
- \(\displaystyle R_{\text{total}}=\frac{30}{14}=\frac{15}{7}\approx 2.14\,\text{Ω}\)
Uma vez conhecida a resistência, aplique a Lei de Ohm \(V=IR\) para encontrar as correntes em cada ramo, lembrando que a tensão em cada resistor é igual à tensão da fonte.
Circuito paralelo vs. série
Principais diferenças:
- Série: Corrente constante, quedas de tensão em cada componente, resistência total é a soma das resistências individuais.
- Paralelo: Tensão constante, corrente dividida entre ramos, condutância total é a soma das condutâncias individuais.
Numa rede em série, um único circuito aberto interrompe todo o fluxo de corrente. Em contraste, uma rede paralela mantém as outras filiais operando mesmo que uma delas seja aberta.
Circuito Série-Paralelo
Os circuitos do mundo real geralmente combinam ambas as configurações. Por exemplo, considere os resistores R1 – R6 dispostos de modo que R1 e R2 sejam paralelos (formando R5) e R3 e R4 sejam paralelos (formando R6). Essas duas resistências combinadas são então conectadas em série:
- \(\displaystyle \frac{1}{R_5}=\frac{1}{1}+\frac{1}{5}\) → \(R_5=\frac{5}{6}\,\text{Ω}\)
- \(\displaystyle \frac{1}{R_6}=\frac{1}{7}+\frac{1}{2}\) → \(R_6=\frac{14}{9}\,\text{Ω}\)
- \(R_{\text{total}}=R_5+R_6=\frac{5}{6}+\frac{14}{9}=\frac{43}{18}\,\text{Ω}\approx 2,38\,\text{Ω}\)
Com uma fonte de 20 V, a corrente total é \(I_{\text{total}}=V/R_{\text{total}}\approx 8,37\,\text{A}\). A queda de tensão em cada resistor combinado é então calculada usando a Lei de Ohm, e as correntes dos ramos individuais seguem de suas respectivas resistências.
Esses princípios permitem que os engenheiros projetem sistemas de energia confiáveis e eficientes que mantenham a tensão constante e, ao mesmo tempo, forneçam múltiplos caminhos para a corrente, um requisito fundamental para a infraestrutura elétrica residencial e industrial.
