Parallellkoppling av motstånd, tillsammans med serie, är det huvudsakliga sättet att ansluta element i en elektrisk krets. I den andra versionen installeras alla element sekventiellt: slutet av ett element är anslutet till början av nästa. I en sådan krets är strömstyrkan på alla element densamma, och spänningsfallet beror på resistansen hos varje element. Det finns två noder i en seriell anslutning. Början av alla element är kopplade till en och deras ändar till den andra. Konventionellt, för likström, kan de betecknas som plus och minus, och för växelström som fas och noll. På grund av dess egenskaper används den ofta i elektriska kretsar, inklusive de med en blandad anslutning. Egenskaperna är desamma för DC och AC.
Beräkning av total resistans när motstånd är parallellkopplade
Till skillnad från en seriekoppling, där för att hitta den totala resistansen räcker det att addera värdet för varje element, för en parallellkoppling, kommer detsamma att gälla för konduktivitet. Och eftersom det är omvänt proportionellt mot motståndet får vi formeln presenterad tillsammans med kretsen i följande figur:
Det är nödvändigt att notera en viktig egenskap vid beräkningen av parallellkopplingen av motstånd: det totala värdet kommer alltid att vara mindre än det minsta av dem. För motstånd gäller detta för både lik- och växelström. Spolar och kondensatorer har sina egna egenskaper.
Ström och spänning
När du beräknar motståndens parallella resistans måste du veta hur du beräknar spänning och ström. I det här fallet kommer Ohms lag att hjälpa oss, som bestämmer förhållandet mellan resistans, ström och spänning.
Baserat på den första formuleringen av Kirchhoffs lag får vi att summan av de strömmar som konvergerar i en nod är lika med noll. Riktningen väljs enligt strömriktningen. Således kan den positiva riktningen för den första noden betraktas som den inkommande strömmen från strömförsörjningen. Och det utgående från varje motstånd kommer att vara negativt. För den andra noden är bilden motsatt. Baserat på lagens formulering får vi att den totala strömmen är lika med summan av de strömmar som passerar genom varje parallellkopplat motstånd.
Den slutliga spänningen bestäms av den andra Kirchhoff-lagen. Det är samma för varje motstånd och är lika med summan. Den här funktionen används för att ansluta uttag och belysning i lägenheter.
Beräkningsexempel
Som det första exemplet, låt oss beräkna resistansen när identiska motstånd ansluts parallellt. Strömmen som flyter genom dem kommer att vara densamma. Ett exempel på resistansberäkning ser ut så här:
Det här exemplet visar tydligt detatt det totala motståndet är dubbelt så lågt som var och en av dem. Detta motsvarar det faktum att den totala strömstyrkan är dubbelt så hög som den för en. Det korrelerar också bra med att fördubbla konduktiviteten.
Andra exemplet
Betrakta ett exempel på en parallellkoppling av tre motstånd. För att beräkna använder vi standardformeln:
På liknande sätt beräknas kretsar med ett stort antal parallellkopplade motstånd.
Exempel på blandad anslutning
För en blandad förening som den nedan kommer beräkningen att göras i flera steg.
Till att börja med kan seriella element villkorligt ersättas av ett motstånd med ett motstånd lika med summan av de två ersatta. Vidare betraktas det totala motståndet på samma sätt som för det föregående exemplet. Denna metod är också lämplig för andra mer komplexa system. Genom att konsekvent förenkla kretsen kan du få önskat värde.
Till exempel, om två parallella motstånd är anslutna istället för R3, måste du först beräkna deras resistans och ersätta dem med en motsvarande. Och sedan samma sak som i exemplet ovan.
Applicering av en parallellkrets
Parallell anslutning av motstånd finner sin tillämpning i många fall. Seriekoppling ökar motståndet, men i vårt fall kommer det att minska. Till exempel kräver en elektrisk krets ett motstånd på 5 ohm, men det finns bara 10 ohm och högre motstånd. Från det första exemplet vet viatt man kan få halva resistansvärdet om man installerar två identiska motstånd parallellt med varandra.
Du kan minska resistansen ännu mer, till exempel om två par parallellkopplade motstånd är parallellkopplade i förhållande till varandra. Man kan minska resistansen med en faktor två om motstånden har samma resistans. Genom att kombinera med en seriell anslutning kan valfritt värde erhållas.
Det andra exemplet är användningen av parallellkoppling för belysning och uttag i lägenheter. Tack vare denna anslutning kommer spänningen på varje element inte att bero på deras antal och kommer att vara densamma.
Ett annat exempel på användning av parallellkoppling är skyddsjordning av elektrisk utrustning. Till exempel, om en person rör vid enhetens metallhölje, på vilken ett haveri inträffar, kommer en parallell anslutning att erhållas mellan den och skyddsledaren. Den första noden kommer att vara kontaktplatsen och den andra kommer att vara transformatorns nollpunkt. En annan ström kommer att flyta genom ledaren och personen. Resistansvärdet för den senare tas som 1000 ohm, även om det verkliga värdet ofta är mycket högre. Om det inte fanns någon jord skulle all ström som flyter i kretsen gå genom personen, eftersom han skulle vara den enda ledaren.
Parallellanslutning kan även användas för batterier. Spänningen förblir densamma, men deras kapacitans fördubblas.
Resultat
När motstånd är parallellkopplade kommer spänningen över dem att vara densamma, och strömmenär lika med summan av strömmarna som flyter genom varje motstånd. Konduktiviteten kommer att vara lika med summan av varje. Från detta erhålls en ovanlig formel för motståndens totala resistans.
Det är nödvändigt att ta hänsyn till vid beräkning av parallellkopplingen av motstånd att slutmotståndet alltid kommer att vara mindre än det minsta. Detta kan också förklaras av summeringen av konduktansen hos motstånden. Den senare kommer att öka med tillsatsen av nya element, och följaktligen kommer konduktiviteten att minska.
