Parallelforbindelse af modstande, sammen med serie, er den vigtigste måde at forbinde elementer i et elektrisk kredsløb. I den anden version er alle elementer installeret sekventielt: slutningen af et element er forbundet med begyndelsen af det næste. I et sådant kredsløb er strømstyrken på alle elementer den samme, og spændingsfaldet afhænger af modstanden af hvert element. Der er to noder i en seriel forbindelse. Begyndelsen af alle elementer er forbundet med det ene, og deres ender til det andet. Konventionelt kan de for jævnstrøm betegnes som plus og minus, og for vekselstrøm som fase og nul. På grund af dets egenskaber er det meget udbredt i elektriske kredsløb, inklusive dem med en blandet forbindelse. Egenskaberne er de samme for DC og AC.
Beregning af total modstand, når modstande er forbundet parallelt
I modsætning til en serieforbindelse, hvor man finder den samlede modstand, er det nok at tilføje værdien af hvert element, for en parallelforbindelse vil det samme være tilfældet for ledningsevne. Og da den er omvendt proportional med modstanden, får vi formlen præsenteret sammen med kredsløbet i følgende figur:
Det er nødvendigt at bemærke et vigtigt træk ved beregningen af parallelforbindelsen af modstande: den samlede værdi vil altid være mindre end den mindste af dem. For modstande gælder dette både for jævn- og vekselstrøm. Spoler og kondensatorer har deres egne karakteristika.
Strøm og spænding
Når du beregner modstandens parallelle modstand, skal du vide, hvordan du beregner spænding og strøm. I dette tilfælde vil Ohms lov hjælpe os, som bestemmer forholdet mellem modstand, strøm og spænding.
Baseret på den første formulering af Kirchhoffs lov, opnår vi, at summen af strømmene, der konvergerer i en knude, er lig med nul. Retningen vælges i henhold til strømretningen. Således kan den positive retning for den første knude betragtes som den indkommende strøm fra strømforsyningen. Og det udgående fra hver modstand vil være negativt. For den anden knude er billedet modsat. Baseret på lovens formulering får vi, at den samlede strøm er lig med summen af de strømme, der passerer gennem hver modstand forbundet parallelt.
Den endelige spænding bestemmes af den anden Kirchhoff-lov. Det er det samme for hver modstand og er lig med totalen. Denne funktion bruges til at forbinde stikkontakter og belysning i lejligheder.
Beregningseksempel
Som det første eksempel, lad os beregne modstanden, når identiske modstande forbindes parallelt. Strømmen, der løber gennem dem, vil være den samme. Et eksempel på beregning af modstand ser sådan ud:
Dette eksempel viser tydeligt detat den samlede modstand er dobbelt så lav som hver af dem. Dette svarer til, at den samlede strømstyrke er dobbelt så høj som for én. Det korrelerer også godt med fordobling af ledningsevnen.
Andet eksempel
Overvej et eksempel på en parallelforbindelse af tre modstande. For at beregne bruger vi standardformlen:
På samme måde beregnes kredsløb med et stort antal modstande forbundet parallelt.
Eksempel på blandet forbindelse
For en blandet forbindelse som den nedenfor, vil beregningen blive udført i flere trin.
Til at begynde med kan serielle elementer erstattes betinget af en modstand med en modstand lig med summen af de to erstattede. Yderligere betragtes den samlede modstand på samme måde som for det foregående eksempel. Denne metode er også velegnet til andre mere komplekse ordninger. Ved at forenkle kredsløbet konsekvent kan du få den ønskede værdi.
For eksempel, hvis to parallelle modstande er forbundet i stedet for R3, skal du først beregne deres modstand og erstatte dem med en tilsvarende. Og så det samme som i eksemplet ovenfor.
Anvendelse af et parallelkredsløb
Parallelforbindelse af modstande finder sin anvendelse i mange tilfælde. Serieforbindelse øger modstanden, men i vores tilfælde vil den falde. For eksempel kræver et elektrisk kredsløb en modstand på 5 ohm, men der er kun 10 ohm og højere modstande. Fra det første eksempel ved viat du kan få halvdelen af modstandsværdien, hvis du installerer to identiske modstande parallelt med hinanden.
Du kan reducere modstanden endnu mere, for eksempel hvis to par modstande, der er forbundet parallelt, er forbundet parallelt i forhold til hinanden. Du kan reducere modstanden med en faktor på to, hvis modstandene har samme modstand. Ved at kombinere med en seriel forbindelse kan enhver værdi opnås.
Det andet eksempel er brugen af parallelforbindelse til belysning og stikkontakter i lejligheder. Takket være denne forbindelse vil spændingen på hvert element ikke afhænge af deres antal og vil være den samme.
Et andet eksempel på brug af parallelforbindelse er den beskyttende jording af elektrisk udstyr. For eksempel, hvis en person rører metalhuset på enheden, hvor der opstår et sammenbrud, opnås en parallel forbindelse mellem den og beskyttelseslederen. Den første knude vil være kontaktstedet, og den anden vil være transformatorens nulpunkt. En anden strøm vil strømme gennem lederen og personen. Modstandsværdien af sidstnævnte tages som 1000 ohm, selvom den reelle værdi ofte er meget højere. Hvis der ikke var jord, ville al den strøm, der flyder i kredsløbet, gå gennem personen, da han ville være den eneste leder.
Parallelforbindelse kan også bruges til batterier. Spændingen forbliver den samme, men deres kapacitans fordobles.
Resultat
Når modstande er forbundet parallelt, vil spændingen over dem være den samme, og strømmener lig med summen af de strømme, der strømmer gennem hver modstand. Ledningsevne vil være lig med summen af hver. Ud fra dette opnås en usædvanlig formel for den samlede modstand af modstande.
Det er nødvendigt at tage højde for, når man beregner parallelforbindelsen af modstande, at den endelige modstand altid vil være mindre end den mindste. Dette kan også forklares ved summeringen af modstandenes konduktans. Sidstnævnte vil stige med tilføjelsen af nye elementer, og følgelig vil ledningsevnen falde.
