Qual é a diferença entre circuitos em série e paralelos?

A topologia de circuito é uma família de conceitos fascinante e surpreendentemente acessível. Hoje, vamos explorar a diferença entre circuitos em série e paralelos.

O que é um circuito em série? Além disso, o que é um circuito paralelo? Mesmo se você não tiver absolutamente nenhuma ideia, já podemos dizer que você provavelmente usa os dois tipos de circuitos todos os dias de sua vida.

Compreendendo a diferença entre um circuito em série e um circuito paralelo: definição e conceitos-chave

Nos termos mais simples possíveis: um circuito em série oferece a corrente de eletricidade um caminho ideal através do labirinto. Circuitos paralelos, por outro lado, são configurados para que haja dois ou mais caminhos através do circuito para a corrente seguir. Esses tipos de circuitos são considerados "paralelos" porque o caminho de ramificação da corrente segue ao longo de si mesmo, conforme ela passa por ambos os loops simultaneamente.

O comportamento de uma corrente em um circuito paralelo à medida que ela passa por um circuito é amplamente determinado pelo fato de que um a corrente elétrica buscará as áreas de menor tensão em um determinado sistema, ocupando essas áreas da maneira que puder.

Não é exatamente tão simples, mas você ficará feliz em saber que realmente existem apenas algumas outras regras envolvidas aqui. O que exatamente determina o caminho de menor resistência da corrente?

Relacionado: Como verificar a tensão com um multímetro

Série vs. Circuitos paralelos: o que está acontecendo aqui em Toledo?

Para visualizar esse fenômeno, vamos citar algumas palavras-chave do vocabulário para manter em mente:

• Atual: Energia elétrica, retirada de uma fonte e ligada por um conduíte.
• Fonte: De onde vem a eletricidade? Uma bateria? Um raio?
• Conduíte: Qualquer coisa condutiva o suficiente para extrair eletricidade de sua fonte. O fio de cobre dentro do cabo de carregamento do smartphone é um exemplo de conduíte elétrico, conduzindo a corrente do computador ou de um carregador de bloco para a bateria que precisa ser carregada.
• Circuito fechado: Uma rede elétrica fechada, na qual a corrente tem um caminho direto de volta à fonte, formando um circuito completo, contínuo e ininterrupto.
• Voltagem: Uma medida da energia potencial por unidade quando quaisquer dois pontos no circuito são comparados um com o outro. Este é o mecanismo pelo qual a corrente encontra seu caminho através de um circuito; o excesso de voltagem em uma parte do sistema flui para pontos de menor voltagem, buscando constantemente o equilíbrio.
• Resistência: Qualquer fator que iniba a compensação de tensão e fluxo. O silicone é um exemplo de material isolante altamente resistente usado comumente em eletrônicos. O material resistente é usado para direcionar o fluxo de eletricidade por todo o circuito e evitar que ela escape de seu conduíte.

Ao visualizar uma corrente elétrica, estamos lidando com a transferência de elétrons de átomo a átomo ao longo do conduíte. Um objeto torna-se carregado positiva ou negativamente quando tem mais elétrons do que prótons, que não deixam o átomo por conta própria.

Os elétrons são a moeda da eletricidade. Essa transferência de elétrons é parte integrante da maneira como uma corrente é transmitida por cada átomo do conduíte.

Como os elétrons passam pelos circuitos em série e paralelos?

Pense em todos esses elétrons percorrendo os trilhos do conduíte como se fossem minúsculos carros dirigindo em uma superestrada em miniatura.

Em um circuito fechado e completo, a eletricidade segue seu conduíte para onde eventualmente "afundará" - isto é, o ponto de menor tensão disponível para a corrente, o lugar onde ela se sentirá fisicamente mais compelida a vai. A eletricidade circula pelo sistema fechado de forma organizada e contínua, sua tensão total conservada se distribuindo por todo o sistema naturalmente, assumindo um estado quântico específico.

Em um circuito paralelo, em vez de viajar continuamente por este único caminho em loop, existem "rampas de acesso" e "off-ramps", junções de acesso que oferecem à corrente uma rota cênica alternativa por meio de dois ou mais ramais paralelos. O estado de loop simples agora está se distribuindo de maneira muito diferente ao longo do circuito.

Relacionado: Idéias de projetos eletrônicos DIY para estudantes de engenharia

Tensão em paralelo: Leis do circuito de Kirchhoff

Vimos circuitos paralelos descritos como semelhantes a vasos sanguíneos ramificados em certa medida. Toda a rede suporta o fluxo sanguíneo por todas as veias e capilares, alcançando todos os cantos do corpo aos quais o sistema está conectado.

O físico alemão Gustav Kirchhoff foi um dos primeiros a formalizar matematicamente a análise de circuitos. Ele foi capaz de simplificar o comportamento da eletricidade em um circuito usando duas leis físicas que andam de mãos dadas.

Uma corrente que passa por qualquer circuito obedece a essas leis fisicamente, não importa o que:

1. A energia que flui para um nó ou a interseção de um circuito ramificado deve ser igual à energia que flui para fora dele, conservando a carga total líquida do sistema.
2. A soma total das diferenças elétricas potenciais líquidas em todo o sistema deve ser igual a zero. Componentes de alimentação, como células de bateria, contribuem para essa soma, alimentando componentes que consomem energia, como resistores ou aparelhos como lâmpadas.

Ambos esclarecem o que exatamente está governando o comportamento da corrente em qualquer circuito. Este segundo ponto, entretanto, é particularmente interessante.

Essencialmente, esta segunda lei afirma que cada elétron que passa pelo circuito deve ganhar exatamente tanta energia quanto perde ao longo do caminho. Se qualquer um dos requisitos não estiver sendo atendido, o caminho considerado não é um caminho viável para a corrente fluir naturalmente.

Relacionado: Projetos eletrônicos DIY de baixo orçamento para iniciantes

Exemplos de circuitos em série e paralelos

O exemplo mais comum de tensão em paralelo vs. em série: luzes de Natal. Especificamente, cordas modernas vs. luzes vintage.

Originalmente, as luzes de Natal costumavam ser colocadas em série, uma série de lâmpadas em margarida; se uma lâmpada falhar, tudo se apaga, tanto antes como depois da lâmpada queimada. O circuito agora está aberto e foi efetivamente interrompido.

É uma situação lamentável, mas não deixe este primeiro exemplo estragar os circuitos em série para você. Ainda existem muitas circunstâncias em que os circuitos em série são, de fato, o tipo apropriado de circuito a ser escolhido:

• Dispositivos simples que controlam apenas um aparelho - as pequenas luzes LED em alguns brinquedos, por exemplo
• Uma lanterna ou qualquer outro dispositivo simples acionado pelo toque de um interruptor
• Um fusível protegendo um grande aparelho, como uma máquina de lavar, de sobrecorrente; eles estão ligados em um circuito em série para que a série seja interrompida por consequência quando o fusível é acionado

Em contraste, os circuitos paralelos são projetados para permanecer em operação sob quaisquer condições. As luzes de Natal modernas usam um circuito paralelo para evitar o desastre de feriado já mencionado, por exemplo. Mesmo se sobrar apenas uma lâmpada, ela ainda poderá brilhar.

Outros exemplos comuns de circuitos paralelos incluem o seguinte:

• Os faróis do carro são ligados em paralelo para que um lado permaneça funcional mesmo se o outro lado falhar
• Os sistemas de alto-falantes comerciais usam circuitos paralelos pelo mesmo motivo
• Os postes de luz dependem da tensão em paralelo para manter a maior parte da rua iluminada

Nem os circuitos paralelos nem os circuitos em série devem ser vistos como "melhores" ou "piores" do que o outro - ambos são incrivelmente úteis em suas próprias maneiras em diferentes circunstâncias. Se você sabe o que precisa fazer com o circuito que está projetando, o lado da cerca à qual você pertence deve ser completamente óbvio.

Relacionado: O que é um multímetro e onde você pode usá-lo?

Noções básicas sobre circuitos: circuitos paralelos e em série, e por que ambos são importantes

A eletricidade é perigosa. Entender como os circuitos funcionam é uma maneira de se manter seguro, não importa onde você esteja se metendo.

A boa notícia: se você for capaz de compreender esses conceitos e outros neste campo, estará armado e pronto com tudo o que você precisa saber para evitar que seu projeto frite seu corpo vivo como uma galinha pepita. Acredite em alguém que esteve lá.

Qual é a diferença entre AC e DC e como você pode convertê-los?

Ficou confuso com a alimentação CA e CC? Continue lendo para aprender as diferenças e como AC e DC podem ser convertidos.

Leia a seguir

Sobre o autor