Τα χαρακτηριστικά ενός παράλληλου κυκλώματος

Τα ηλεκτρικά κυκλώματα μπορούν να έχουν τα στοιχεία κυκλώματος τους διατεταγμένα είτε σε σειρά είτε παράλληλα. Σε κυκλώματα σειρών, τα στοιχεία συνδέονται χρησιμοποιώντας τον ίδιο κλάδο που στέλνει ηλεκτρικό ρεύμα μέσω καθεμιάς από αυτές ένα προς ένα. Σε παράλληλα κυκλώματα, τα στοιχεία έχουν τους δικούς τους ξεχωριστούς κλάδους. Σε αυτά τα κυκλώματα, το ρεύμα μπορεί να ακολουθήσει διαφορετικές διαδρομές.

Επειδή το ρεύμα μπορεί να λάβει διαφορετικές διαδρομές σε ένα παράλληλο κύκλωμα, το ρεύμα δεν είναι σταθερό σε ένα παράλληλο κύκλωμα. Αντ 'αυτού, για κλάδους που συνδέονται παράλληλα μεταξύ τους, η τάση ή η πιθανή πτώση σε κάθε κλάδο είναι σταθερή. Αυτό συμβαίνει επειδή το ρεύμα διανέμεται σε κάθε κλάδο σε ποσότητες που είναι αντιστρόφως ανάλογες με την αντίσταση κάθε κλάδου. Αυτό προκαλεί το ρεύμα να είναι το μεγαλύτερο όπου η αντίσταση είναι μικρότερη και το αντίστροφο.

Αυτές οι ιδιότητες επιτρέπουν στα παράλληλα κυκλώματα να επιτρέπουν τη ροή της φόρτισης σε δύο ή περισσότερες διαδρομές, καθιστώντας το πρότυπο υποψήφιο σε σπίτια και ηλεκτρικές συσκευές μέσω ενός σταθερού και αποδοτικού συστήματος ισχύος. Επιτρέπει την ηλεκτρική ενέργεια να ρέει μέσω άλλων τμημάτων ενός κυκλώματος όταν ένα μέρος έχει υποστεί ζημιά ή σπάσει και μπορούν να διανέμουν ισχύ εξίσου σε διαφορετικά κτίρια. Αυτά τα χαρακτηριστικά μπορούν να αποδειχθούν μέσω διαγράμματος και παραδείγματος παράλληλου κυκλώματος.

•••Σάιντ Χουσεΐν Άθερ

Σε ένα διάγραμμα παράλληλου κυκλώματος, μπορείτε να προσδιορίσετε τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος δημιουργώντας ροές ηλεκτρικού ρεύματος από το θετικό άκρο της μπαταρίας στο αρνητικό άκρο. Το θετικό άκρο δίνεται από το + στην πηγή τάσης και το αρνητικό, -.

Καθώς σχεδιάζετε τον τρόπο που κινείται το ρεύμα σε όλους τους κλάδους του παράλληλου κυκλώματος, λάβετε υπόψη ότι όλα το ρεύμα που εισέρχεται σε έναν κόμβο ή σημείο στο κύκλωμα θα πρέπει να ισούται με όλο το ρεύμα που φεύγει ή εξέρχεται από αυτό σημείο. Λάβετε επίσης υπόψη ότι η τάση που πέφτει γύρω από κάθε κλειστό βρόχο στο κύκλωμα πρέπει να είναι ίση με το μηδέν. Αυτές οι δύο δηλώσεις είναιΟι νόμοι κυκλώματος του Kirchhoff.​

Τα παράλληλα κυκλώματα χρησιμοποιούν κλάδους που επιτρέπουν στο ρεύμα να ταξιδεύει σε διαφορετικές διαδρομές μέσω του κυκλώματος. Το τρέχον ταξιδεύει από το θετικό άκρο της μπαταρίας ή της πηγής τάσης στο αρνητικό άκρο. Η τάση παραμένει σταθερή σε όλο το κύκλωμα, ενώ το ρεύμα αλλάζει ανάλογα με την αντίσταση κάθε διακλάδωσης.

• Τα παράλληλα κυκλώματα είναι διατεταγμένα έτσι ώστε το ρεύμα να κινείται ταυτόχρονα μέσω διαφόρων κλάδων. Η τάση, όχι ρεύμα, είναι σταθερή καθ 'όλη τη διάρκεια, και ο νόμος του Ohm μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό της τάσης και του ρεύματος. Στα κυκλώματα παράλληλης σειράς, το κύκλωμα μπορεί να αντιμετωπιστεί τόσο ως σειρά όσο και ως παράλληλο κύκλωμα.

Για να βρείτε τη συνολική αντίσταση των αντιστάσεων που είναι διατεταγμένες παράλληλα μεταξύ τους, χρησιμοποιήστε τον τύπο

στην οποία η αντίσταση κάθε αντίστασης αθροίζεται στη δεξιά πλευρά της εξίσωσης. Στο παραπάνω διάγραμμα, η συνολική αντίσταση σε ohms (Ω) μπορεί να υπολογιστεί ως εξής:

1. 1 / Ρ_σύνολο = 1/5 Ω + 1/6 Ω + 1/10 Ω
2. 1 / Ρ_σύνολο = 6/30 Ω + 5/30 Ω + 3/30 Ω
3. 1 / Ρ_σύνολο = 14/30 Ω
   
4. Ρ_σύνολο = 15/7 Ω ή περίπου 2,14 Ω

Σημειώστε ότι μπορείτε να "αναστρέψετε" και τις δύο πλευρές της εξίσωσης από το βήμα 3 στο βήμα 4 όταν υπάρχει μόνο ένας όρος και στις δύο πλευρές της εξίσωσης (σε αυτήν την περίπτωση,1 / Ρ_σύνολοστα αριστερά και14/30 Ωστα δεξιά).

Αφού υπολογίσετε την αντίσταση, το ρεύμα και η τάση μπορούν να υπολογιστούν χρησιμοποιώντας το νόμο του OhmV = I / Rστο οποίοΒμετράται η τάση σε βολτ,Εγώμετράται ρεύμα σε ενισχυτές, καιΡείναι αντίσταση στα ωμ. Σε παράλληλα κυκλώματα, το άθροισμα των ρευμάτων μέσω κάθε διαδρομής είναι το συνολικό ρεύμα από την πηγή. Το ρεύμα σε κάθε αντίσταση στο κύκλωμα μπορεί να υπολογιστεί πολλαπλασιάζοντας την αντίσταση επί της τάσης για την αντίσταση. Η τάση παραμένει σταθερή σε όλο το κύκλωμα, οπότε η τάση είναι η τάση της μπαταρίας ή της πηγής τάσης.

•••Σάιντ Χουσεΐν Άθερ

Στα κυκλώματα σειράς, το ρεύμα είναι σταθερό σε όλο, οι πτώσεις τάσης εξαρτώνται από την αντίσταση κάθε αντίστασης και η συνολική αντίσταση είναι το άθροισμα κάθε μεμονωμένης αντίστασης. Σε παράλληλα κυκλώματα, η τάση είναι σταθερή καθ 'όλη τη διάρκεια, το ρεύμα εξαρτάται από κάθε αντίσταση και το αντίστροφο της συνολικής αντίστασης είναι το άθροισμα του αντίστροφου κάθε μεμονωμένης αντίστασης.

Οι πυκνωτές και οι επαγωγείς μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αλλαγή της φόρτισης σε σειρά και παράλληλα κυκλώματα με την πάροδο του χρόνου. Σε ένα κύκλωμα σειράς, το σύνολοχωρητικότητατου κυκλώματος (δίνεται από τη μεταβλητήντο), η πιθανότητα ενός πυκνωτή να αποθηκεύει φόρτιση με την πάροδο του χρόνου, είναι το αντίστροφο άθροισμα των αντίστροφων κάθε μεμονωμένης χωρητικότητας, καισυνολική επαγωγή​ (​Εγώ), η δύναμη των πηνίων να εκφορτώνουν την πάροδο του χρόνου, είναι το άθροισμα κάθε πηνίου. Αντίθετα, σε ένα παράλληλο κύκλωμα, η συνολική χωρητικότητα είναι το άθροισμα κάθε μεμονωμένου πυκνωτή και το αντίστροφο της συνολικής επαγωγής είναι το άθροισμα των αντίστροφων κάθε μεμονωμένης επαγωγής.

Οι σειρές και τα παράλληλα κυκλώματα έχουν επίσης διαφορετικές λειτουργίες. Σε ένα κύκλωμα σειράς, εάν ένα μέρος είναι σπασμένο, το ρεύμα δεν θα ρέει καθόλου μέσω του κυκλώματος. Σε ένα παράλληλο κύκλωμα, ένα μεμονωμένο άνοιγμα διακλάδωσης σταματά μόνο το ρεύμα σε αυτόν τον κλάδο. Οι υπόλοιποι κλάδοι θα συνεχίσουν να λειτουργούν επειδή το ρεύμα έχει πολλές διαδρομές που μπορεί να διασχίσει το κύκλωμα.

•••Σάιντ Χουσεΐν Άθερ

Κυκλώματα που έχουν και τα δύο διακλαδισμένα στοιχεία που είναι επίσης συνδεδεμένα έτσι ώστε το ρεύμα να ρέει προς μία κατεύθυνση μεταξύ αυτών των κλάδωνκαι τα δυοσειρά και παράλληλη. Σε αυτές τις περιπτώσεις, μπορείτε να εφαρμόσετε κανόνες τόσο από τις σειρές όσο και από τους παράλληλους ανάλογα με το κύκλωμα. Στο παραπάνω παράδειγμα,R1καιR2είναι παράλληλα μεταξύ τους για να σχηματίσουνR5, και έτσι είναιR3καιR4σχηματίζωR6. Μπορούν να συνοψιστούν παράλληλα ως εξής:

1. 1 / R5 = 1/1 Ω + 1/5 Ω 
2. 1 / R5 = 5/5 Ω + 1/5 Ω 
3. 1 / R5 = 6/5 Ω
   
4. R5 = 5/6 Ω ή περίπου 0,83 Ω

1. 1 / R6 = 1/7 Ω + 1/2 Ω 
2. 1 / R6 = 2/14 Ω + 7/14 Ω 
3. 1 / R6 = 9/14 Ω
   
4. R6 = 14/9 Ω ή περίπου 1,56 Ω

•••Σάιντ Χουσεΐν Άθερ

Το κύκλωμα μπορεί να απλοποιηθεί για να δημιουργήσει το κύκλωμα που φαίνεται ακριβώς παραπάνω μεR5καιR6. Αυτές οι δύο αντιστάσεις μπορούν να προστεθούν άμεσα σαν το κύκλωμα να ήταν σειρές.

Με 20Βως τάση, ο νόμος του Ohm υπαγορεύει ότι το συνολικό ρεύμα ισούται μεV / R, ή20V / (43/18 Ω) = 360/43 Αή περίπου8.37 Α.Με αυτό το συνολικό ρεύμα, μπορείτε να προσδιορίσετε την πτώση τάσης και στα δύο R5 και R6 χρησιμοποιώντας το νόμο Ohms (V = I / R) επισης.

ΓιαR5​,

ΓιαR6​,

Τέλος, αυτές οι τάσεις πέφτουν γιαR5καιR6μπορεί να χωριστεί πίσω στα αρχικά παραλληλισμένα κυκλώματα για τον υπολογισμό του ρεύματος τουR1καιR2ΓιαR5καιR2καιR3ΓιαR6χρησιμοποιώντας το νόμο του Ohm.

​I1 = (1800/258 V) / 1 Ω = 1800/258 Αή abouτ 6.98 Α.​

​I2 =​ ​(1800/258 V)​ ​/ 5 Ω = 1500/43 Αή abouτ 34.88 A.​

​I3 = (​​680/129 Β​​) /​ ​7 Ω = 4760/129 Αή περίπου36.90 Α​.

​I3 = (​​680/129 Β​​) /​ ​2 Ω = 1360/129 Αή περίπου10.54 Α.​