Entendendo Circuitos Série-Paralelo: Como Funcionam e Por Que Importam

Em circuitos série simples, todos os componentes são conectados extremidade a extremidade para formar apenas um caminho para a corrente fluir através do circuito:

Em circuitos paralelos simples, todos os componentes são conectados entre os mesmos dois conjuntos de pontos eletricamente comuns, criando múltiplos caminhos para a corrente fluir de uma extremidade da bateria para a outra:

Regras sobre Circuitos Série e Paralelo

Com cada uma destas duas configurações básicas de circuito, temos conjuntos específicos de regras descrevendo relações de tensão, corrente e resistência.

Circuitos Série:

• Quedas de tensão somam para igualar a tensão total.
• Todos os componentes compartilham a mesma corrente (igual).
• Resistências somam para igualar a resistência total.

Circuitos Paralelos:

• Todos os componentes compartilham a mesma tensão (igual).
• Correntes de ramo somam para igualar a corrente total.
• Resistências diminuem para igualar a resistência total.

Circuitos Série-Paralelo

No entanto, se os componentes do circuito são conectados em série em algumas partes e em paralelo em outras, não poderemos aplicar um único conjunto de regras a cada parte desse circuito. Em vez disso, teremos que identificar quais partes do circuito são série e quais são paralelas, então aplicar seletivamente as regras de série e paralelas conforme necessário para determinar o que está acontecendo. Considere o seguinte circuito, por exemplo:

Este circuito não é nem série simples nem paralelo simples. Em vez disso, contém elementos de ambos. A corrente sai da parte inferior da bateria, divide-se para percorrer R₃ e R₄, reúne-se, depois divide-se novamente para percorrer R₁ e R₂, e reúne-se novamente para retornar ao topo da bateria. Existe mais de um caminho para a corrente viajar (não é série), mas existem mais de dois conjuntos de pontos eletricamente comuns no circuito (não é paralelo).

Como o circuito é uma combinação de série e paralelo, não podemos aplicar as regras para tensão, corrente e resistência "em toda a tabela" para começar a análise como poderíamos quando os circuitos eram de um tipo ou de outro. Por exemplo, se o circuito acima fosse série simples, poderíamos apenas somar R₁ a R₄ para chegar a uma resistência total, resolver para a corrente total e então resolver todas as quedas de tensão. Da mesma forma, se o circuito acima fosse paralelo simples, poderíamos apenas resolver as correntes de ramo, somar as correntes de ramo para obter a corrente total e então calcular a resistência total a partir da tensão total e corrente total. No entanto, a solução deste circuito será mais complexa.

A tabela ainda nos ajudará a gerenciar os diferentes valores para circuitos de combinação série-paralelo, mas teremos que ter cuidado como e onde aplicamos as diferentes regras para série e paralelo. A Lei de Ohm, claro, ainda funciona da mesma forma para determinar valores dentro de uma coluna vertical na tabela.

Se formos capazes de identificar quais partes do circuito são série e quais são paralelas, podemos analisá-lo em etapas, abordando cada parte de cada vez, usando as regras apropriadas para determinar as relações de tensão, corrente e resistência. O resto deste capítulo será dedicado a mostrar técnicas para fazer isso.

REVISÃO:

• As regras de circuitos série e paralelos devem ser aplicadas seletivamente a circuitos contendo ambos os tipos de interconexões.

PLANILHAS RELACIONADAS:

• Planilha de Circuitos CC Série-Paralelo