I circuiti elettrici possono avere i loro elementi circuitali disposti in serie o in parallelo. Nei circuiti in serie, gli elementi sono collegati utilizzando lo stesso ramo che invia la corrente elettrica attraverso ciascuno di essi uno per uno. Nei circuiti paralleli, gli elementi hanno i propri rami separati. In questi circuiti, la corrente può seguire percorsi diversi.
Poiché la corrente può prendere percorsi diversi in un circuito parallelo, la corrente non è costante in un circuito parallelo. Invece, per rami collegati in parallelo tra loro, la caduta di tensione o potenziale su ciascun ramo è costante. Questo perché la corrente si distribuisce su ciascun ramo in quantità inversamente proporzionali alla resistenza di ciascun ramo. Ciò fa sì che la corrente sia massima dove la resistenza è minima e viceversa.
Queste qualità consentono ai circuiti paralleli di far fluire la carica attraverso due o più percorsi, rendendolo un candidato standard nelle case e nei dispositivi elettrici attraverso un sistema di alimentazione stabile ed efficiente. Consente all'elettricità di fluire attraverso altre parti di un circuito quando una parte è danneggiata o rotta e possono distribuire equamente l'energia tra diversi edifici. Queste caratteristiche possono essere dimostrate attraverso uno schema e un esempio di circuito parallelo.
Schema del circuito parallelo
•••Syed Hussain Ather
In uno schema di circuito parallelo, è possibile determinare il flusso di corrente elettrica creando flussi di corrente elettrica dall'estremità positiva della batteria all'estremità negativa. Il polo positivo è dato dal + sulla sorgente di tensione, e il negativo, -.
Mentre disegni il modo in cui la corrente viaggia attraverso i rami del circuito parallelo, tieni presente che tutto la corrente che entra in un nodo o punto nel circuito dovrebbe essere uguale a tutta la corrente in uscita o in uscita da quello punto. Tieni inoltre presente che la caduta di tensione attorno a qualsiasi circuito chiuso nel circuito dovrebbe essere uguale a zero. Queste due affermazioni sonoLe leggi del circuito di Kirchhoff.
Caratteristiche del circuito parallelo
I circuiti paralleli utilizzano rami che consentono alla corrente di viaggiare attraverso percorsi diversi attraverso il circuito. La corrente viaggia dall'estremità positiva della batteria o della sorgente di tensione all'estremità negativa. La tensione rimane costante in tutto il circuito mentre la corrente cambia a seconda della resistenza di ogni ramo.
Suggerimenti
I circuiti paralleli sono disposti in modo tale che la corrente possa viaggiare contemporaneamente attraverso diversi rami. La tensione, non la corrente, è costante e la legge di Ohm può essere utilizzata per calcolare la tensione e la corrente. Nei circuiti serie-parallelo, il circuito può essere trattato sia come un circuito in serie che come un circuito parallelo.
Esempi di circuiti paralleli
Per trovare la resistenza totale dei resistori disposti in parallelo tra loro, utilizzare la formula
\frac{1}{R_{totale}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\frac{1}{R_3}+...+\frac{1}{R_n }
in cui la resistenza di ciascun resistore è sommata sul lato destro dell'equazione. Nel diagramma sopra, la resistenza totale in ohm (Ω) può essere calcolata come segue:
- 1/Rtotale = 1/5 Ω + 1/6 Ω + 1/10 Ω
- 1/Rtotale = 6/30 Ω + 5/30 Ω + 3/30 Ω
- 1/Rtotale = 14/30 Ω
- Rtotale = 15/7 Ω o circa 2,14 Ω
Nota che puoi "capovolgere" entrambi i lati dell'equazione dal passaggio 3 al passaggio 4 solo quando c'è un solo termine su entrambi i lati dell'equazione (in questo caso,1/Rtotalea sinistra e14/30 Ωsulla destra).
Dopo aver calcolato la resistenza, la corrente e la tensione possono essere calcolate utilizzando la legge di OhmV = I/Rin qualeVè la tensione misurata in volt,ioè la corrente misurata in ampere, eRè la resistenza in ohm. Nei circuiti paralleli, la somma delle correnti attraverso ciascun percorso è la corrente totale dalla sorgente. La corrente a ciascun resistore nel circuito può essere calcolata moltiplicando la tensione per la resistenza per il resistore. La tensione rimane costante in tutto il circuito, quindi la tensione è la tensione della batteria o della sorgente di tensione.
Parallelo vs. Circuiti in serie
•••Syed Hussain Ather
Nei circuiti in serie, la corrente è costante, le cadute di tensione dipendono dalla resistenza di ciascun resistore e la resistenza totale è la somma di ogni singolo resistore. Nei circuiti paralleli, la tensione è costante, la corrente dipende da ciascun resistore e l'inverso della resistenza totale è la somma dell'inverso di ogni singolo resistore.
Condensatori e induttori possono essere utilizzati per alterare la carica nei circuiti in serie e in parallelo nel tempo. In un circuito in serie, il totalecapacitàdel circuito (dato dalla variabileC), il potenziale di un condensatore di immagazzinare carica nel tempo, è la somma inversa degli inversi di ogni singola capacità, e lainduttanza totale (io), il potere degli induttori di cedere carica nel tempo, è la somma di ciascun induttore. Al contrario, in un circuito parallelo, la capacità totale è la somma di ogni singolo condensatore e l'inverso dell'induttanza totale è la somma degli inversi di ogni singola induttanza.
Anche i circuiti in serie e in parallelo hanno funzioni diverse. In un circuito in serie, se una parte è rotta, la corrente non scorrerà affatto attraverso il circuito. In un circuito parallelo, l'apertura di un singolo ramo interrompe solo la corrente in quel ramo. Il resto dei rami continuerà a funzionare perché la corrente ha più percorsi che può seguire attraverso il circuito.
Circuito serie-parallelo
•••Syed Hussain Ather
I circuiti che hanno entrambi gli elementi ramificati che sono anche collegati in modo tale che la corrente fluisca in una direzione tra quei rami sonotutti e dueserie e parallelo. In questi casi, è possibile applicare regole sia da serie che da parallelo a seconda del circuito. Nell'esempio sopra,R1eR2sono in parallelo tra loro per formareR5, e così sonoR3eR4per formareR6. Possono essere sommati in parallelo come segue:
- 1/R5 = 1/1 + 1/5 Ω
- 1/R5 = 5/5 + 1/5 Ω
- 1/R5 = 6/5
- R5 = 5/6 Ω o circa 0,83 Ω
- 1/R6 = 1/7 + 1/2 Ω
- 1/R6 = 2/14 + 7/14
- 1/R6 = 9/14
- R6 = 14/9 o circa 1,56 Ω
•••Syed Hussain Ather
Il circuito può essere semplificato per creare il circuito mostrato direttamente sopra conR5eR6. Questi due resistori possono essere aggiunti semplicemente come se il circuito fosse in serie.
R_{totale}=5/6\Omega+14/9\Omega=2.38\Omega
Con 20Vcome la tensione, la legge di Ohm impone che la corrente totale sia uguale aV/R, o20V / (43/18 ) = 360/43 Ao circa8.37 A.Con questa corrente totale, puoi determinare la caduta di tensione su entrambi R5 e R6 usando la legge di Ohm (V=I/R) anche.
PerR5,
V_5=\frac{360}{43}\times 5/6=6.98\text{V}
PerR6,
V_5=\frac{360}{43}\times 14/9=13.02\text{V}
Infine, queste cadute di tensione perR5eR6può essere suddiviso nei circuiti parallelizzati originali per calcolare la corrente diR1eR2perR5eR2eR3perR6usando la legge di Ohm.
I1 = (1800/258 V) / 1 = 1800/258 Ao sut6,98 A.
I2 = (1800/258 V) / 5 = 1500/43 Ao sut 34,88 A.
I3 = (680/129 V) / 7 = 4760/129 Ao circa36.90 A.
I3 = (680/129 V) / 2 = 1360/129 Ao circa10.54 A.