•••Syed Hussain Ather
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Nello schema del circuito parallelo sopra, la caduta di tensione può essere trovata sommando le resistenze di ciascun resistore e determinando quale tensione risulta dalla corrente in questa configurazione. Questi esempi di circuiti paralleli illustrano i concetti di corrente e tensione su rami diversi.
Nello schema del circuito parallelo, ilvoltaggiola caduta su un resistore in un circuito parallelo è la stessa su tutti i resistori in ciascun ramo del circuito parallelo. La tensione, espressa in volt, misura la forza elettromotrice o la differenza di potenziale che fa funzionare il circuito.
Quando hai un circuito con una quantità nota diattuale, il flusso di carica elettrica, è possibile calcolare la caduta di tensione negli schemi circuitali in parallelo:
- Determina il combinatoresistenza, o opposizione al flusso di carica, dei resistori in parallelo. Riassumi come1/Rtotale = 1/R1 + 1/R2... per ogni resistore. Per il circuito parallelo di cui sopra, la resistenza totale può essere trovata come:
- 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 = 30/14 Ω = 15/7 Ω
- 1/Rtotale = 1/5 Ω + 1/6 Ω+ 1/10 Ω
- Moltiplicare la corrente per la resistenza totale per ottenere la caduta di tensione, secondoLegge di Ohm V = IR. Questo è uguale alla caduta di tensione attraverso l'intero circuito parallelo e ciascun resistore nel circuito parallelo. Per questo esempio, viene data la caduta di tensioneV = 5 A x 15/7 = 75/7 V.
Questo metodo per risolvere le equazioni funziona perché la corrente che entra in qualsiasi punto in un circuito parallelo dovrebbe essere uguale alla corrente in uscita. Ciò si verifica a causa diL'attuale legge di Kirchhoff, che afferma "la somma algebrica delle correnti in una rete di conduttori che si incontrano in un punto è zero". Un calcolatore di circuiti paralleli farebbe uso di questa legge nei rami di un circuito parallelo.
Se confrontiamo la corrente che entra nei tre rami del circuito parallelo, dovrebbe essere uguale alla corrente totale che esce dai rami. Poiché la caduta di tensione rimane costante su ciascun resistore in parallelo, questa caduta di tensione, è possibile sommare la resistenza di ogni resistore per ottenere la resistenza totale e determinare la tensione da quella valore. Esempi di circuiti paralleli lo mostrano.
Caduta di tensione nel circuito in serie
•••Syed Hussain Ather
In un circuito in serie, d'altra parte, puoi calcolare la caduta di tensione su ciascun resistore sapendo che, in un circuito in serie, la corrente è costante. Ciò significa che la caduta di tensione differisce su ciascun resistore e dipende dalla resistenza secondo la legge di OhmV = IR. Nell'esempio sopra, la caduta di tensione su ciascun resistore è:
V_1=R_1I=3\volte 3 = 9\testo{ V}\\ V_2=R_2I=10\volte 3 = 30\testo{ V}\\ V_3=R_3I=5\volte 3 = 15\testo{ V}
La somma di ogni caduta di tensione dovrebbe essere uguale alla tensione della batteria nel circuito in serie. Ciò significa che la nostra batteria ha una tensione di54 V.
Questo metodo di risoluzione delle equazioni funziona perché le cadute di tensione che entrano in tutti i resistori disposti in serie dovrebbero sommarsi alla tensione totale del circuito in serie. Ciò si verifica a causa diLegge della tensione di Kirchhoff, che afferma che "la somma diretta delle differenze di potenziale (tensioni) attorno a qualsiasi circuito chiuso è zero". Ciò significa che, a un dato punto in un circuito in serie chiuso, le cadute di tensione su ciascun resistore dovrebbero sommarsi alla tensione totale del circuito. Poiché la corrente è costante in un circuito in serie, le cadute di tensione devono differire tra ciascun resistore.
Parallelo vs. Circuiti in serie
In un circuito parallelo, tutti i componenti del circuito sono collegati tra gli stessi punti del circuito. Questo dà loro la loro struttura di ramificazione in cui la corrente si divide tra ciascun ramo ma la caduta di tensione su ciascun ramo rimane la stessa. La somma di ciascun resistore fornisce una resistenza totale basata sull'inverso di ogni resistenza (1/Rtotale = 1/R1 + 1/R2 ...per ogni resistenza).
In un circuito in serie, al contrario, c'è un solo percorso per il flusso della corrente. Ciò significa che la corrente rimane costante per tutto il tempo e, invece, le cadute di tensione differiscono tra ogni resistore. La somma di ciascun resistore fornisce una resistenza totale se sommata linearmente (Rtotale = R1 + R2 ...per ogni resistenza).
Circuiti in serie-parallelo
È possibile utilizzare entrambe le leggi di Kirchhoff per qualsiasi punto o anello in qualsiasi circuito e applicarle per determinare tensione e corrente. Le leggi di Kirchhoff forniscono un metodo per determinare la corrente e la tensione in situazioni in cui la natura del circuito come serie e parallelo potrebbe non essere così semplice.
Generalmente, per i circuiti che hanno componenti sia in serie che in parallelo, è possibile trattare le singole parti del circuito come serie o parallele e combinarle di conseguenza.
Questi complicati circuiti serie-parallelo possono essere risolti in più di un modo. Trattare parti di essi come parallele o serie è un metodo. L'uso delle leggi di Kirchhoff per determinare soluzioni generalizzate che utilizzano un sistema di equazioni è un altro metodo. Un calcolatore di circuiti serie-parallelo terrà conto della diversa natura dei circuiti.
•••Syed Hussain Ather
Nell'esempio sopra, l'attuale punto in uscita A dovrebbe essere uguale al punto in uscita corrente A. Ciò significa che puoi scrivere:
(1). I_1=I_2+I_3\testo{ o }I_1-I_2-I_3=0
Se tratti il circuito superiore come un circuito in serie chiuso e tratti la caduta di tensione su ciascun resistore usando la legge di Ohm con la resistenza corrispondente, puoi scrivere:
(2). V_1-R_1I_1-R_2I_2=0
e, facendo lo stesso per il loop inferiore, puoi trattare ogni caduta di tensione nella direzione della corrente come dipendente dalla corrente e dalla resistenza da scrivere:
(3). V_1+V_2+R_3I_3-R_2I_2=0
Questo ti dà tre equazioni che possono essere risolte in diversi modi. Puoi riscrivere ciascuna delle equazioni (1) - (3) in modo tale che la tensione sia da un lato e la corrente e la resistenza dall'altro. In questo modo, puoi trattare le tre equazioni come dipendenti da tre variabili I1, IO2 e io3, con coefficienti di combinazioni di R1, R2 e R3.
\begin{allineato}&(1). I_1-I_2-I_3=0\\ &(2). R_1I_1+R_2I_2+0\volte I_3=V_1\\ &(3). 0\volte I_1+R_2I_2-R_3I_3=V_1+V_2\fine{allineato}
Queste tre equazioni dimostrano come la tensione in ogni punto del circuito dipenda in qualche modo dalla corrente e dalla resistenza. Se ricordi le leggi di Kirchhoff, puoi creare queste soluzioni generalizzate ai problemi dei circuiti e utilizzare la notazione matriciale per risolverli. In questo modo, puoi inserire i valori per due grandezze (tra tensione, corrente, resistenza) per risolvere la terza.