Lygiagrečios grandinės charakteristikos

Elektrinių grandinių grandinės elementai gali būti išdėstyti serijomis arba lygiagrečiai. Nuosekliose grandinėse elementai sujungiami naudojant tą pačią atšaką, kuri per kiekvieną iš jų siunčia elektros srovę po vieną. Lygiagrečiose grandinėse elementai turi savo atskiras šakas. Šiose grandinėse srovė gali pasukti skirtingais keliais.

Kadangi srovė gali eiti skirtingais keliais lygiagrečioje grandinėje, srovė nėra pastovi per lygiagrečią grandinę. Vietoj to, šakoms, kurios yra sujungtos lygiagrečiai viena su kita, įtampa ar potencialo kritimas kiekvienoje šakoje yra pastovus. Taip yra todėl, kad srovė pasiskirsto po kiekvieną šaką kiekiais, kurie yra atvirkščiai proporcingi kiekvienos šakos atsparumui. Tai lemia didžiausią srovę ten, kur atsparumas mažiausias, ir atvirkščiai.

Šios savybės leidžia lygiagrečioms grandinėms leisti krūviui tekėti dviem ar daugiau kelių, todėl per stabilią ir efektyvią maitinimo sistemą jis yra standartinis kandidatas namuose ir elektros prietaisuose. Tai leidžia elektros energijai tekėti per kitas grandinės dalis, kai dalis yra pažeista ar sugedusi, ir jie gali vienodai paskirstyti energiją skirtingiems pastatams. Šias charakteristikas galima parodyti naudojant diagramą ir lygiagrečios grandinės pavyzdį.

•••Syedas Hussainas Atheris

Lygiagrečioje grandinės schemoje galite nustatyti elektros srovės srautą, sukurdami elektros srovės srautus nuo teigiamo akumuliatoriaus galo iki neigiamo galo. Teigiamą galą pateikia įtampos šaltinio + ir neigiamą -.

Nubrėždami srovės kelius lygiagrečios grandinės šakose, nepamirškite, kad viskas srovė, įeinanti į vieną grandinės mazgą ar tašką, turėtų būti lygi visai srovei, paliekančiai arba išeinančiai iš to taškas. Taip pat nepamirškite, kad įtampos kritimas aplink bet kurią uždarą grandinę turėtų būti lygus nuliui. Šie du teiginiai yraKirchhoffo grandinės įstatymai.​

Lygiagrečiose grandinėse naudojamos atšakos, leidžiančios srovei skristi skirtingais keliais. Srovė eina nuo teigiamo akumuliatoriaus ar įtampos šaltinio galo iki neigiamo galo. Įtampa išlieka pastovi visoje grandinėje, o srovė kinta priklausomai nuo kiekvienos šakos varžos.

• Lygiagrečios grandinės yra išdėstytos taip, kad srovė vienu metu galėtų judėti per skirtingas šakas. Įtampa, o ne srovė, yra pastovi, o Ohmo dėsniu galima apskaičiuoti įtampą ir srovę. Nuosekliose lygiagrečiose grandinėse grandinę galima traktuoti ir kaip nuoseklią, ir kaip lygiagrečią grandinę.

Norėdami sužinoti bendrą rezistorių varžą, išdėstytą lygiagrečiai vienas kitam, naudokite formulę

kurioje kiekvieno rezistoriaus varža susumuota dešinėje lygties pusėje. Aukščiau pateiktoje diagramoje bendrą atsparumą omais (Ω) galima apskaičiuoti taip:

1. 1 / R_viso = 1/5 Ω + 1/6 Ω + 1/10 Ω
2. 1 / R_viso = 6/30 Ω + 5/30 Ω + 3/30 Ω
3. 1 / R_viso = 14/30 Ω
   
4. R_viso = 15/7 Ω arba apie 2,14 Ω

Atkreipkite dėmesį, kad abi „lygties“ puses nuo 3 iki 4 žingsnio galite „apversti“ tik tada, kai abiejose lygties pusėse yra tik vienas terminas (šiuo atveju1 / R_visokairėje ir14/30 Ωdešinėje).

Apskaičiavus varžą, srovę ir įtampą galima apskaičiuoti pagal Ohmo dėsnįV = I / RkuriameVyra įtampa, išmatuota voltais,Ašyra srovė, išmatuota amperais, irRyra atsparumas omais. Lygiagrečiose grandinėse kiekvieno kelio srovių suma yra bendra srovė iš šaltinio. Kiekvieno grandinės rezistoriaus srovę galima apskaičiuoti padauginus rezistoriaus įtampą ir varžą. Įtampa išlieka pastovi visoje grandinėje, todėl įtampa yra akumuliatoriaus arba įtampos šaltinio įtampa.

•••Syedas Hussainas Atheris

Nuosekliose grandinėse srovė yra pastovi visame, įtampos kritimai priklauso nuo kiekvieno rezistoriaus varžos, o bendra varža yra kiekvieno atskiro rezistoriaus suma. Lygiagrečiose grandinėse įtampa yra pastovi, srovė priklauso nuo kiekvieno rezistoriaus, o atvirkštinė bendro pasipriešinimo reikšmė yra kiekvieno atskiro rezistoriaus atvirkštinė suma.

Kondensatoriai ir induktoriai gali būti naudojami nuosekliai ir lygiagrečiai grandinėms per tam tikrą laiką pakeisti krūvį. Nuoseklioje grandinėje iš visotalpagrandinės (kurią pateikia kintamasisC), kondensatoriaus potencialas kaupti krūvį laikui bėgant, yra atvirkštinė kiekvienos talpos inversijų suma irviso induktyvumo​ (​Aš), induktorių galia atiduoti krūvį laikui bėgant, yra kiekvieno induktoriaus suma. Priešingai, lygiagrečioje grandinėje bendra talpa yra kiekvieno atskiro kondensatoriaus suma, o atvirkštinė viso induktyvumo vertė yra kiekvieno atskiro induktyvumo inversijų suma.

Nuoseklios ir lygiagrečios grandinės taip pat turi skirtingas funkcijas. Nuoseklioje grandinėje, jei viena dalis yra sulaužyta, srovė apskritai neteka. Lygiagrečioje grandinėje atskira šakos anga sustabdo tik tos šakos srovę. Likusios šakos toliau dirbs, nes srovė turi kelis kelius, kuriuos ji gali eiti per grandinę.

•••Syedas Hussainas Atheris

Grandinės, turinčios abu išsišakojusius elementus, kurie taip pat yra sujungti taip, kad srovė teka viena kryptimi tarp tų atšakųtiekserijos ir lygiagrečios. Tokiais atvejais galite taikyti tiek serijų, tiek lygiagrečių taisykles, jei reikia grandinei. Ankstesniame pavyzdyjeR1irR2yra lygiagrečiai vienas kitam formuotisR5ir taip yraR3irR4suformuotiR6. Jas galima lygiagrečiai apibendrinti taip:

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 arba apie 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 arba apie 1,56 Ω

•••Syedas Hussainas Atheris

Grandinę galima supaprastinti, kad būtų sukurta grandinė, parodyta tiesiogiai aukščiauR5irR6. Šiuos du rezistorius galima pridėti tiesiai taip, lyg grandinė būtų nuosekli.

Su 20Vkaip įtampa, Ohmo įstatymas nurodo, kad bendra srovė lygiV / Rarba20V / (43/18 Ω) = 360/43 Aar apie8,37 A.Naudodami šią bendrą srovę, galite nustatyti įtampos kritimą tiek R5, tiek R6, naudodami Ohmo dėsnį (V = I / R) taip pat.

DėlR5​,

DėlR6​,

Galiausiai šie įtampos kritimaiR5irR6gali būti padalintas atgal į pradines lygiagrečias grandines, kad būtų apskaičiuota srovėR1irR2dėlR5irR2irR3dėlR6pasinaudodamas Ohmo dėsniu.

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

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

​I3 = (​​680/129 V​​) /​ ​7 Ω = 4760/129 Aar apie36,90 A​.

​I3 = (​​680/129 V​​) /​ ​2 Ω = 1360/129 Aar apie10.54 A.​