Circuito en serie y en paralelo: diferencias y fórmulas

Circuito en serie y en paralelo: las diferencias, cómo se calculan y un laboratorio para comprobarlo.

En un circuito en serie los receptores van uno detrás de otro y comparten la misma corriente; en un circuito en paralelo, cada receptor tiene su propia rama y todos reciben la misma tensión. Por eso, en serie, si una bombilla se funde se apagan todas, y en paralelo las demás siguen encendidas.

⏱ 9 min · Por Jaime Aniorte, profesor de Tecnología

➜ En serie · En paralelo · Diferencias · Resistencia equivalente · El mixto · Cortocircuito · Medir · Preguntas frecuentes

Las luces de Navidad que se apagan todas a la vez

Seguro que lo has visto: en una guirnalda antigua de luces de Navidad se funde una sola bombillita y se apaga la tira entera. Y toca ir probando una por una hasta dar con la culpable. En tu casa pasa justo lo contrario: se funde la bombilla de la cocina y la del salón sigue encendida.

No es que las bombillas sean distintas: es que están conectadas de otra forma. La guirnalda antigua tenía las bombillas en serie, y la instalación de tu casa las tiene en paralelo. Son las dos maneras básicas de conectar varios receptores a una pila, y entenderlas es la mitad de la electricidad de la ESO.

Las guirnaldas LED de ahora suelen ir por tramos o llevan un puente en cada LED, para que no se apague todo.

Qué es un circuito en serie

En un circuito en serie los receptores (bombillas, resistencias, motores…) van uno detrás de otro, como los vagones de un tren. La corriente sale de la pila, atraviesa el primero, luego el segundo… y vuelve a la pila. Solo hay un camino. De ahí salen sus cuatro reglas:

1. La intensidad es la misma en todos. La corriente no tiene por dónde desviarse: la que atraviesa la primera bombilla es la misma que atraviesa la segunda. No se «gasta» por el camino.
2. La tensión de la pila se reparte. Con dos bombillas iguales y una pila de 9 V, cada una se queda con 4,5 V; con tres, 3 V cada una.
3. Cuantos más receptores, menos brilla cada uno. Cada bombilla nueva pone más resistencia en el único camino y pasa menos corriente.
4. Si uno se funde, se apagan todos. Una bombilla fundida corta el camino, y no hay otro.

Qué es un circuito en paralelo

En un circuito en paralelo cada receptor va en su propia rama, y todas las ramas se conectan a los dos polos de la pila. Es como una autopista que se abre en varios carriles. Sus cuatro reglas son el espejo de las de la serie:

1. La tensión es la misma en todos. Cada rama está conectada directamente a la pila, así que cada bombilla recibe los 9 V completos.
2. La intensidad se reparte entre las ramas, más por la de menos resistencia, y la que sale de la pila es la suma de todas.
3. Cada receptor brilla igual que si estuviera solo. Añadir una bombilla no le quita nada a las demás… pero la pila da más corriente.
4. Si uno se funde, los demás siguen. Se corta su rama, no las otras.

Diferencias entre circuito en serie y en paralelo

Cómo se calcula la resistencia equivalente

La resistencia equivalente es la de una sola resistencia que, puesta en lugar de todas, haría pasar la misma corriente por la pila. Es el primer paso de cualquier problema.

En serie, se suman:

R_eq = R₁ + R₂ + R₃ + …

En paralelo, se suman las inversas y luego se le da la vuelta al resultado:

1R_eq = 1R₁ + 1R₂ + …

Con solo dos resistencias hay un atajo, el producto partido por la suma:

R_eq = R₁ · R₂R₁ + R₂

Y con n resistencias iguales en paralelo, R_eq = Rn: dos bombillas de 6 Ω en paralelo equivalen a 3 Ω, y tres, a 2 Ω.

La idea que más cuesta: en paralelo, cuantas más ramas, menos resistencia total. Parece al revés, pero piénsalo como carriles: abrir otro carril no frena el tráfico, le da otro sitio por donde pasar.

Ejemplo resuelto: dos bombillas, en serie y en paralelo

Las mismas dos bombillas de 6 Ω y la misma pila de 9 V, conectadas de las dos formas. Son los valores del laboratorio: puedes comprobar cada número.

Lo que hay que llevarse: en serie cada bombilla luce con la cuarta parte de la potencia (no la mitad: tiene la mitad de tensión y la mitad de corriente). En paralelo lucen a tope, pero la pila da 3 A en vez de 0,75 A, cuatro veces más, y se gasta cuatro veces antes.

El laboratorio trata la bombilla como una resistencia fija de 6 Ω. Una bombilla real de filamento cambia su resistencia con la temperatura, así que en el taller los números no salen exactos; para la ESO, el modelo es el bueno.

El circuito mixto: serie y paralelo a la vez

En la vida real casi nunca está todo en serie ni todo en paralelo. Un circuito mixto combina las dos cosas. El más típico: una bombilla en serie con dos que van en paralelo entre sí. Se resuelve por partes:

1. Primero, el grupo en paralelo: dos de 6 Ω equivalen a 3 Ω.
2. Ese grupo está en serie con la otra bombilla: R_eq = 6 + 3 = 9 Ω.
3. La intensidad que da la pila: I = 9 V9 Ω = 1 A. Toda pasa por la bombilla de la serie.
4. La tensión de la bombilla de la serie: 1 A · 6 Ω = 6 V. Al grupo en paralelo le quedan 9 − 6 = 3 V.
5. En el paralelo, cada bombilla recibe esos 3 V, y por cada una pasan 3 V6 Ω = 0,5 A.

Resultado: la bombilla de la serie luce con 6 W (un 44 % de su brillo normal) y las dos del paralelo, con 1,5 W cada una (un 11 %). La que va sola en serie brilla bastante más, aunque las tres sean iguales. Es la pregunta trampa favorita de los exámenes, y en el modo «Paso a paso» del laboratorio puedes ver cómo se reduce el circuito, paso a paso, con tus propios valores.

Por qué en casa todo va en paralelo

Si la instalación de tu casa fuera en serie, pasarían tres cosas absurdas:

• Para encender la luz de la cocina tendrías que encender todo lo demás, porque habría un solo camino.
• Cada aparato que enchufaras haría que los otros funcionaran peor, porque los 230 V se repartirían entre todos.
• Una bombilla fundida dejaría la casa a oscuras.

En paralelo, cada enchufe y cada punto de luz recibe los 230 V completos. El precio es el que vimos en el ejemplo: cuantos más aparatos encendidos, más corriente total. Por eso salta el automático si pones a la vez el horno, la lavadora y el radiador: no falla ningún aparato, es que la suma de las corrientes pasa del límite. ¿Y hay algo en serie? Sí: el interruptor va en serie con la bombilla que controla, y el automático y el diferencial, en serie con toda la instalación, para poder cortarla entera.

El cortocircuito y el fusible

Un cortocircuito es un camino casi sin resistencia: por ejemplo, un cable que une los dos bornes de la pila. Con una resistencia casi nula, la corriente se dispara, los cables se calientan y la pila se estropea. Si el cable une solo los extremos de una bombilla, la corriente va por el cable, esa bombilla se apaga y las demás brillan más, porque se reparten la tensión entre menos.

Para eso está el fusible: un hilo que se funde y corta el circuito si pasa más corriente de la que aguanta (su calibre), ya sea por un cortocircuito o por una sobrecarga, como una regleta con demasiados aparatos. En el laboratorio puedes poner un fusible de 2, 5 o 10 A, provocar el cortocircuito y rearmarlo.

Dónde se conectan el amperímetro y el voltímetro

• El amperímetro, en serie, en el mismo camino que la corriente que quieres medir: la corriente tiene que atravesarlo. Casi no tiene resistencia, así que, si lo conectas en paralelo con una bombilla, se comporta como un cable y la cortocircuita.
• El voltímetro, en paralelo, entre los dos bornes de lo que quieres medir. Tiene una resistencia enorme, así que, si lo pones en serie, corta el circuito y todo se apaga.

En el laboratorio puedes conectarlos bien… y mal, para ver qué pasa en cada caso.

Pruébalo en el laboratorio

El simulador de circuitos monta los circuitos por bloques: cada bloque va en serie con el siguiente, y dentro de un bloque puedes añadir ramas en paralelo. Tiene cinco modos:

• Libre: monta lo que quieras, funde bombillas, pon un cable puente o un fusible, conecta los aparatos de medida y mira cómo corren los electrones por cada rama, más deprisa donde pasa más corriente.
• Ley de Ohm: mueve la tensión y la resistencia y mira la intensidad.
• Predice: trece preguntas para pensar antes de ver. ¿Qué bombilla brillará más? ¿Qué pasa si se funde esta? Eliges, cierras el interruptor y lo compruebas; si fallas, te explica por qué.
• Paso a paso: resuelve tu circuito como en el cuaderno, reduciendo el dibujo hasta la resistencia equivalente.
• Practica: preguntas que se corrigen solas en tres niveles (de 1.º de ESO sin cálculos a los mixtos de 3.º y 4.º), en rondas de diez. Si eres docente, el modo clase pone la pregunta en grande para el proyector, con temporizador y marcador de dos equipos.

En mis clases, la pregunta del mixto es la que más sorprende: casi todos esperan que las tres bombillas brillen igual, y verlo en el laboratorio les convence más que cualquier explicación.

Errores típicos (y cómo no caer en ellos)

• «En serie la tensión es la misma». No: en serie lo que es igual es la intensidad; la tensión se reparte. En paralelo es al revés.
• «La corriente se gasta por el camino». No se gasta: en serie, la que sale de una bombilla es la que entra en la siguiente.
• «En paralelo la resistencia total es la suma». Es justo lo contrario: baja, y siempre queda por debajo de la más pequeña.
• «Al añadir bombillas en paralelo, todas brillan menos». Siguen igual; lo que sube es la corriente de la pila.
• Resolver el mixto de golpe. Siempre por partes: primero el grupo en paralelo, luego la serie.
• Conectar el amperímetro en paralelo. El amperímetro va en serie, y el voltímetro, en paralelo.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre un circuito en serie y uno en paralelo?

En serie los receptores van uno detrás de otro, por un solo camino: comparten la intensidad y se reparten la tensión. En paralelo cada uno va en su rama: todos reciben la misma tensión y la intensidad se reparte. Si se funde uno, en serie se apagan todos y en paralelo no.

¿Qué brilla más, dos bombillas en serie o en paralelo?

En paralelo. Con dos bombillas de 6 Ω y una pila de 9 V, en paralelo cada una recibe 9 V y luce con 13,5 W, igual que sola; en serie cada una se queda con 4,5 V y luce con unos 3,4 W, la cuarta parte.

¿Cómo se calcula la resistencia equivalente en paralelo?

Se suman las inversas, 1R_eq = 1R₁ + 1R₂ + …, y se le da la vuelta al resultado. Con dos resistencias vale el atajo del producto partido por la suma, y con n resistencias iguales, Rn. El resultado siempre es menor que la resistencia más pequeña.

¿Por qué los enchufes de casa están en paralelo?

Para que cada aparato reciba los 230 V completos, funcione aunque los demás estén apagados y no deje de funcionar si otro se estropea. Lo que se suma es la corriente: por eso salta el automático si se encienden demasiados aparatos a la vez.

¿Qué es un circuito mixto y cómo se resuelve?

Es el que combina receptores en serie y en paralelo. Se resuelve por partes: se calcula la resistencia equivalente de cada grupo en paralelo, se suma con las que están en serie, se halla la intensidad total con la ley de Ohm y se vuelve hacia atrás repartiendo tensiones y corrientes.

¿Qué es un cortocircuito?

Un camino casi sin resistencia entre dos puntos del circuito, como un cable que une los dos bornes de la pila. La corriente se dispara, los cables se calientan y la pila se estropea. El fusible corta el circuito antes de que pase.

¿Dónde se conecta el amperímetro y dónde el voltímetro?

El amperímetro, en serie, en el mismo camino que la corriente que se mide. El voltímetro, en paralelo, entre los dos bornes del elemento. Al revés, el amperímetro cortocircuita el elemento y el voltímetro corta el circuito.

¿Por qué en paralelo la pila se gasta antes?

Porque cada bombilla en paralelo pide su propia corriente y la pila tiene que dar la suma. Con dos bombillas iguales, en paralelo la pila da cuatro veces más corriente que con las mismas dos en serie, y se agota antes.

Para seguir: todas las cuentas de este artículo salen de la ley de Ohm. Para leer el valor de una resistencia, el código de colores de resistencias. Y la unidad de electricidad tiene el bloque completo de serie y paralelo, con más ejemplos y el proyecto de iluminar una maqueta.