Rinnakkaispiirin ominaisuudet

Sähköpiirien piirielementit voidaan järjestää joko sarjaan tai yhdensuuntaisesti. Sarjapiireissä elementit kytketään samalla haaralla, joka lähettää sähkövirtaa niiden läpi yksitellen. Rinnakkaispiireissä elementeillä on omat erilliset haaransa. Näissä piireissä virta voi kulkea eri polkuja läpi.

Koska virta voi kulkea eri polkuja rinnakkaispiirissä, virta ei ole vakio rinnakkaispiirissä. Sen sijaan haaroille, jotka on kytketty rinnakkain toistensa kanssa, jännite tai potentiaalihäviö jokaisen haaran yli on vakio. Tämä johtuu siitä, että virta jakaa itsensä jokaisen haaran yli määrinä, jotka ovat kääntäen verrannollisia kunkin haaran vastukseen. Tämän vuoksi virta on suurin siellä, missä vastus on pienin, ja päinvastoin.

Nämä ominaisuudet antavat rinnakkaisten piirien sallia varauksen virrata kahden tai useamman polun läpi, mikä tekee siitä vakiomuotoisen ehdokkaan kodeissa ja sähkölaitteissa vakaan ja tehokkaan sähköjärjestelmän kautta. Se antaa sähkön virrata piirin muiden osien läpi, kun osa on vaurioitunut tai rikkoutunut, ja ne voivat jakaa virtaa tasaisesti eri rakennuksiin. Nämä ominaisuudet voidaan osoittaa kaavion ja esimerkin avulla rinnakkaispiiristä.

•••Syed Hussain Ather

Rinnakkaispiirikaaviossa voit määrittää sähkövirran luomalla sähkövirran akun positiivisesta päästä negatiiviseen päähän. Positiivisen pään antaa jännitelähteen + ja negatiivinen, -.

Kun piirrät tapaa, jolla virta kulkee rinnakkaispiirin haarojen läpi, pidä mielessä, että kaikki virran, joka tulee piirin yhteen solmuun tai pisteeseen, tulisi olla yhtä suuri kuin kaikki siitä lähtevä tai poistuva virta kohta. Pidä myös mielessä, että jännitteen pudotuksen piirin minkä tahansa suljetun silmukan ympärillä tulisi olla nolla. Nämä kaksi lausumaa ovatKirchhoffin piirilakit.​

Rinnakkaispiirit käyttävät haaroja, jotka antavat virran kulkea eri reittien läpi piirin. Virta kulkee akun tai jännitelähteen positiivisesta päästä negatiiviseen päähän. Jännite pysyy vakiona koko piirissä, kun virta vaihtelee kunkin haaran vastuksen mukaan.

• Rinnakkaispiirit on järjestetty siten, että virta voi kulkea samanaikaisesti eri haarojen läpi. Jännite, ei virta, on vakio koko ajan, ja Ohmin lakia voidaan käyttää jännitteen ja virran laskemiseen. Sarjarinnakkaisissa piireissä piiriä voidaan käsitellä sekä sarja- että rinnakkaispiirinä.

Käytä kaavaa löytääksesi vastusten rinnakkain järjestettyjen vastusten kokonaisvastus

jossa kunkin vastuksen vastus lasketaan yhtälön oikealle puolelle. Yllä olevassa kaaviossa kokonaisresistanssi ohmina (Ω) voidaan laskea seuraavasti:

1. 1 / R_{kaikki yhteensä} = 1/5 Ω + 1/6 Ω + 1/10 Ω
2. 1 / R_{kaikki yhteensä} = 6/30 Ω + 5/30 Ω + 3/30 Ω
3. 1 / R_{kaikki yhteensä} = 14/30 Ω
   
4. R_{kaikki yhteensä} = 15/7 Ω tai noin 2,14 Ω

Huomaa, että voit "kääntää" yhtälön molemmat puolet vaiheesta 3 vaiheeseen 4, kun yhtälön molemmilla puolilla on vain yksi termi (tässä tapauksessa1 / R_{kaikki yhteensä}vasemmalla ja14/30 Ωoikealla).

Kun olet laskenut vastuksen, virta ja jännite voidaan laskea Ohmin laillaV = I / RjossaVon jännite mitattuna voltteina,Minäon ampeereina mitattu virta, jaRon vastus ohmina. Rinnakkaisissa piireissä kunkin polun läpi kulkevien virtojen summa on lähteen kokonaisvirta. Kunkin piirin vastuksen virta voidaan laskea kertomalla vastuksen jännite kertaa vastus. Jännite pysyy vakiona koko piirissä, joten jännite on akun tai jännitelähteen jännite.

•••Syed Hussain Ather

Sarjapiireissä virta on vakio kaikkialla, jännitehäviöt riippuvat kunkin vastuksen vastuksesta ja kokonaisvastus on kunkin yksittäisen vastuksen summa. Rinnakkaispiireissä jännite on vakio kaikkialla, virta riippuu jokaisesta vastuksesta ja kokonaisvastuksen käänteinen arvo on kunkin yksittäisen vastuksen käänteisen summa.

Kondensaattoreita ja induktoreita voidaan käyttää varauksen muuttamiseen sarjassa ja rinnakkaispiireissä ajan mittaan. Sarjapiirissä yhteensäkapasitanssipiirin (antaa muuttujaC), kondensaattorin potentiaali varastoida varausta ajan myötä, on kunkin yksittäisen kapasitanssin käänteisten käänteissumma jakokonaisinduktanssi​ (​Minä), induktoreiden voima antaa varausta ajan myötä, on kunkin induktorin summa. Sitä vastoin rinnakkaispiirissä kokonaiskapasitanssi on kunkin yksittäisen kondensaattorin summa, ja kokonaisinduktanssin käänteinen arvo on kunkin yksittäisen induktanssin käänteisten summa.

Sarja- ja rinnakkaispiireillä on myös erilaiset toiminnot. Sarjapiirissä, jos yksi osa on rikki, virta ei virtaa piirin läpi ollenkaan. Rinnakkaispiirissä yksittäinen haaran aukko pysäyttää vain tuossa haarassa olevan virran. Loput haarat jatkavat toimintaansa, koska virralla on useita polkuja, jotka se voi kulkea piirin yli.

•••Syed Hussain Ather

Piirit, joissa on molemmat haarautuneet elementit, jotka ovat myös yhteydessä toisiinsa siten, että virta kulkee yhteen suuntaan näiden haarojen välillämolemmatsarja ja rinnakkainen. Näissä tapauksissa voit soveltaa sääntöjä molemmista sarjoista ja rinnakkain piirille sopivalla tavalla. Yllä olevassa esimerkissäR1jaR2muodostuvat rinnakkain toistensa kanssaR5ja niin ovatR3jaR4muodostamaanR6. Ne voidaan summata rinnakkain seuraavasti:

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 tai noin 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 tai noin 1,56 Ω

•••Syed Hussain Ather

Piiri voidaan yksinkertaistaa luomalla piiri, joka on esitetty suoraan ylläR5jaR6. Nämä kaksi vastusta voidaan lisätä suoraviivaisesti ikään kuin piiri olisi sarja.

Kanssa 20Vjännitteenä Ohmin laki määrää, että kokonaisvirta on yhtä suuriV / Rtai20 V / (43/18 Ω) = 360/43 Atai noin8,37 A.Tällä kokonaisvirralla voit määrittää jännitepudotuksen sekä R5: ssä että R6: ssa Ohmin lain (V = I / R) yhtä hyvin.

SilläR5​,

SilläR6​,

Lopuksi nämä jännitteet laskevatR5jaR6voidaan jakaa takaisin alkuperäisiin rinnakkaispiireihin virran laskemiseksiR1jaR2vartenR5jaR2jaR3vartenR6käyttäen Ohmin lakia.

​I1 = (1800/258 V) / 1 Ω = 1800/258 Atai about 6,98 A.​

​I2 =​ ​(1800/258 V)​ ​/ 5 Ω = 1500/43 Atai about 34,88 A.​

​I3 = (​​680/129 V​​) /​ ​7 Ω = 4760/129 Atai noin36,90 A​.

​I3 = (​​680/129 V​​) /​ ​2 Ω = 1360/129 Atai noin10,54 A.​