Qual é a diferença entre circuitos em série e em paralelo?

Todo circuito elétrico precisa de um caminho fechado de materiais condutores. Há duas formas básicas de ligar vários componentes, e elas se comportam de jeitos bem diferentes. Três grandezas descrevem o que acontece:

• Corrente elétrica (i), em ampères (A): quanta carga passa por um ponto a cada segundo. É medida com um amperímetro ligado em série.
• Tensão ou diferença de potencial, ddp (U), em volts (V): o "empurrão" dado às cargas, ligado à energia que elas transportam. É medida com um voltímetro ligado em paralelo com o componente.
• Resistência (R), em ohms (Ω): o quanto um componente dificulta a passagem da corrente.

Elas se ligam pela 1ª lei de Ohm: U = R · i (então i = U / R e R = U / i).

Num circuito em série só existe um caminho, então:

• a corrente é a mesma em todos os pontos: i = i₁ = i₂;
• a tensão da fonte se divide entre os componentes: U = U₁ + U₂;
• as resistências se somam: R = R₁ + R₂ + …;
• se uma lâmpada queima, o circuito se abre e tudo apaga; com mais lâmpadas, todas brilham menos.

Num circuito em paralelo a corrente se divide num nó e depois se junta de novo, então:

• cada ramo recebe a tensão toda da fonte: U = U₁ = U₂;
• as correntes dos ramos se somam: i = i₁ + i₂;
• a resistência equivalente vem de 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + … e é sempre menor que a menor resistência dos ramos. Para dois resistores: R = (R₁ · R₂) / (R₁ + R₂), o famoso "produto pela soma";
• se uma lâmpada queima, as outras continuam acesas com o mesmo brilho. A pilha passa a fornecer menos corrente (com todas as lâmpadas funcionando, um circuito em paralelo puxa mais corrente que um em série, e por isso sua pilha descarrega mais rápido).

Por que um ramo a mais diminui a resistência total? Pense num supermercado: abrir mais um caixa não atrasa ninguém, só dá aos clientes mais uma saída. Mais ramos são mais caminhos, então, com a mesma tensão, passa mais corrente no total.

As mesmas regras valem para pilhas e painéis solares. Pilhas em série somam suas tensões: duas pilhas de 1,5 V dão 3 V. Pilhas iguais em paralelo mantêm a tensão, mas duram mais. É por isso que aparelhos que precisam de mais tensão colocam as pilhas uma atrás da outra. Tudo isso vem do jeito como a eletricidade transporta energia num circuito fechado.

Quais são as fórmulas dos circuitos em série e em paralelo?#

Série: i é a mesma, U = U₁ + U₂, R = R₁ + R₂. Paralelo: U é a mesma, i = i₁ + i₂, 1/R = 1/R₁ + 1/R₂. Nos dois casos, U = R · i em cada componente.

Como diferenciar um circuito em série de um em paralelo?#

Siga a corrente com o dedo a partir da pilha. Se ela só tem um caminho, é série. Se chega a um nó e pode se dividir em ramos que depois se juntam, esses ramos estão em paralelo.

O que é um circuito misto?#

É um circuito que tem partes em série e partes em paralelo. Para resolver, troque cada grupo em paralelo pela sua resistência equivalente, some o que ficou em série e use a lei de Ohm para achar a corrente total.

Por que a resistência diminui quando se ligam resistores em paralelo?#

Cada ramo novo é mais um caminho para a corrente. Com mais caminhos, passa mais corrente com a mesma tensão, e isso quer dizer que a resistência equivalente é menor.

Como ligar pilhas em série e em paralelo?#

Em série, liga-se o polo + de uma ao polo − da seguinte: as tensões se somam (quatro pilhas de 1,5 V dão 6 V). Em paralelo, ligam-se os + juntos e os − juntos: a tensão fica a mesma, mas o conjunto dura mais.

As lâmpadas brilham mais em série ou em paralelo?#

Em paralelo. Cada lâmpada recebe a tensão toda da fonte, enquanto em série a tensão se divide e cada uma brilha menos.