Viele Netzwerke können auf Serien-Parallel-Kombinationen reduziert werden, wodurch die Komplexität bei der Berechnung der Schaltungsparameter wie Widerstand, Spannung und Strom reduziert wird. Wenn mehrere Widerstände mit nur einem Strompfad zwischen zwei Punkten geschaltet sind, spricht man von einer Reihenschaltung. In einer Parallelschaltung wird der Strom jedoch auf jeden Widerstand aufgeteilt, sodass mehr Strom durch den Weg des geringsten Widerstands fließt. Eine Parallelschaltung hat Eigenschaften, die es erlauben, sowohl die Einzelwiderstände als auch den Ersatzwiderstand mit einer einzigen Formel zu berechnen. Der Spannungsabfall ist an jedem parallel geschalteten Widerstand gleich.
Holen Sie sich den Strom und die Spannung. Dies kann ein Wert sein, der Ihnen in einer theoretischen Aufgabe gegeben wird oder die Sie mit einem Voltmeter, Amperemeter oder Multimeter messen. Die Spannung muss nur über einen Widerstand bezogen werden, da sie für alle gleich ist. Allerdings muss der Strom Ij (j = 1,2, …,n) für jeden Widerstand gefunden werden, wobei Ij den Strom darstellt, der parallel durch den j-ten Widerstand fließt, und es gibt insgesamt n Widerstände.
Berechnen Sie den Widerstand Rj (j = 1,2, …,n) jedes Elements, wobei Rj den Widerstand des j-ten parallelen Widerstands darstellt und es insgesamt n Widerstände gibt. Der Widerstand jedes Elements wird durch die Formel Rj = V / Ij angegeben. Wenn Sie beispielsweise drei Widerstände parallel zu einer Spannung haben Abfall von 9 Volt und Strömen I1 = 3 Ampere, I2 = 6 Ampere und I3 = 2 Ampere, die Widerstände sind R1 = 3 Ohm, R2 = 1,5 Ohm und R3 = 4,5 Ohm.
Berechnen Sie den Ersatzwiderstand für den Stromkreis, wenn dieser Teil eines größeren Netzwerks ist. Eine Gruppe von parallel geschalteten Widerständen kann durch einen einzelnen äquivalenten Widerstand Req ersetzt werden, was die Berechnungen beim Versuch, Netzwerkparameter zu erhalten, vereinfacht. Anstelle einer Gruppe von parallel geschalteten Widerständen gibt es nun einen einzigen äquivalenten Widerstand mit der ursprünglichen Spannung V über es und einem durch ihn fließenden Strom I total, d. h. die Summe aller Ströme durch jeden der parallel geschalteten Widerstände. Der Ersatzwiderstand Req für eine Parallelschaltung ergibt sich aus der Summe der Kehrwerte der Einzelwiderstände wie folgt
Der Ersatzwiderstand ist immer kleiner als jeder der Einzelwiderstände in einer Parallelschaltung. Für das Beispiel mit den drei Widerständen beträgt der Ersatzwiderstand Req=0,82 Ohm. Das bedeutet, dass die Schaltung durch einen einzelnen Widerstand mit einem Widerstand von 0,82 Ohm, einer Spannung von 9 Volt und einem Strom von 11 Ampere ersetzt werden kann.
Verweise
- Mad Lab: Widerstände
Tipps
- Für den Sonderfall zweier parallel geschalteter Widerstände sind die Ströme umgekehrt proportional zu ihren Widerständen. Die Formel V = I1 * R1 = I2 * R2 kann umgestellt werden, um R1 / R2 = I2 / I1 zu erhalten.
Über den Autor
Selma Leathem hat Erfahrung mit dem Schreiben für ein breites Publikum zu einer Vielzahl von Themen, von professionellen wissenschaftlichen Publikationen bis hin zu Hobbygärtnern und Modeberatung. Mit einem Abschluss in Physik und Erfahrung im Schreiben über Elektronik, Ingenieurwesen, Software, Gartenarbeit, Haushalt, Essen und Mode ist sie ein Name, auf den man achten sollte.
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