Charakterystyka obwodu równoległego

Obwody elektryczne mogą mieć swoje elementy obwodów ułożone szeregowo lub równolegle. W obwodach szeregowych elementy są połączone za pomocą tej samej gałęzi, która przesyła prąd elektryczny przez każdy z nich jeden po drugim. W obwodach równoległych elementy mają swoje oddzielne gałęzie. W tych obwodach prąd może obierać różne ścieżki.

Ponieważ prąd może obierać różne ścieżki w obwodzie równoległym, prąd nie jest stały w obwodzie równoległym. Zamiast tego, dla gałęzi, które są połączone ze sobą równolegle, spadek napięcia lub potencjału na każdej gałęzi jest stały. Dzieje się tak, ponieważ prąd rozchodzi się po każdej gałęzi w ilościach, które są odwrotnie proporcjonalne do rezystancji każdej gałęzi. Powoduje to, że prąd jest największy tam, gdzie opór jest najmniejszy i na odwrót.

Te cechy pozwalają równoległym obwodom na przepływ ładunku przez dwie lub więcej ścieżek, co czyni go standardowym kandydatem w domach i urządzeniach elektrycznych poprzez stabilny i wydajny system zasilania. Umożliwia przepływ energii elektrycznej przez inne części obwodu, gdy część jest uszkodzona lub uszkodzona, i może równomiernie rozprowadzać energię w różnych budynkach. Te cechy można zademonstrować za pomocą schematu i przykładu obwodu równoległego.

•••Syed Hussain Ather

Na schemacie obwodu równoległego można określić przepływ prądu elektrycznego, tworząc przepływy prądu elektrycznego od dodatniego końca akumulatora do ujemnego końca. Dodatni koniec jest podany przez + na źródle napięcia, a ujemny -.

Podczas rysowania sposobu, w jaki prąd przepływa przez gałęzie obwodu równoległego, pamiętaj, że wszystkie prąd wchodzący do jednego węzła lub punktu w obwodzie powinien być równy całemu prądowi opuszczającemu lub wychodzącemu z tego punkt. Należy również pamiętać, że spadki napięcia wokół dowolnej zamkniętej pętli w obwodzie powinny wynosić zero. Te dwa stwierdzenia sąPrawa obwodu Kirchhoffa.​

Obwody równoległe wykorzystują gałęzie, które umożliwiają przepływ prądu różnymi drogami w obwodzie. Prąd płynie od dodatniego końca akumulatora lub źródła napięcia do ujemnego końca. Napięcie pozostaje stałe w całym obwodzie, podczas gdy prąd zmienia się w zależności od rezystancji każdej gałęzi.

• Obwody równoległe są rozmieszczone tak, że prąd może przepływać jednocześnie przez różne gałęzie. Napięcie, a nie prąd, jest stałe, a prawo Ohma można wykorzystać do obliczenia napięcia i prądu. W obwodach szeregowo-równoległych obwód można traktować zarówno jako obwód szeregowy, jak i równoległy.

Aby obliczyć całkowitą rezystancję rezystorów ułożonych równolegle, skorzystaj ze wzoru

w którym rezystancja każdego rezystora jest sumowana po prawej stronie równania. Na powyższym wykresie całkowitą rezystancję w omach (Ω) można obliczyć w następujący sposób:

1. 1/R_całkowity = 1/5 Ω + 1/6 Ω + 1/10 Ω
2. 1/R_całkowity = 6/30 Ω + 5/30 Ω + 3/30 Ω
3. 1/R_całkowity = 14/30 Ω
   
4. R_całkowity = 15/7 Ω lub około 2,14 Ω

Zauważ, że możesz „odwrócić” obie strony równania z kroku 3 do kroku 4 tylko wtedy, gdy po obu stronach równania jest tylko jeden wyraz (w tym przypadku1/R_całkowitypo lewej i14/30 Ωpo prawej).

Po obliczeniu rezystancji, prąd i napięcie można obliczyć za pomocą prawa OhmaV = I/Rw którymVczy napięcie jest mierzone w woltach,jajest prądem mierzonym w amperach iRto opór w omach. W obwodach równoległych suma prądów płynących przez każdą ścieżkę jest całkowitym prądem ze źródła. Prąd na każdym rezystorze w obwodzie można obliczyć, mnożąc napięcie razy rezystancję rezystora. Napięcie pozostaje stałe w całym obwodzie, więc napięcie jest napięciem akumulatora lub źródła napięcia.

•••Syed Hussain Ather

W obwodach szeregowych prąd jest stały, spadki napięcia zależą od rezystancji każdego rezystora, a całkowita rezystancja jest sumą każdego pojedynczego rezystora. W obwodach równoległych napięcie jest stałe, prąd zależy od każdego rezystora, a odwrotność całkowitej rezystancji jest sumą odwrotności każdego pojedynczego rezystora.

Kondensatory i cewki indukcyjne mogą być używane do zmiany ładunku w obwodach szeregowych i równoległych w czasie. W obwodzie szeregowym sumapojemnośćobwodu (podany przez zmiennądo), potencjał kondensatora do przechowywania ładunku w czasie, jest odwrotną sumą odwrotności każdej pojedynczej pojemności, acałkowita indukcyjność​ (​ja), moc cewek indukcyjnych do oddawania ładunku w czasie jest sumą każdej cewki indukcyjnej. Natomiast w obwodzie równoległym całkowita pojemność jest sumą każdego pojedynczego kondensatora, a odwrotność całkowitej indukcyjności jest sumą odwrotności każdej pojedynczej indukcyjności.

Obwody szeregowe i równoległe mają również różne funkcje. W obwodzie szeregowym, jeśli jedna część jest uszkodzona, prąd w ogóle nie popłynie przez obwód. W obwodzie równoległym pojedyncze otwarcie odgałęzienia zatrzymuje tylko prąd w tej odgałęzieniu. Pozostałe gałęzie będą nadal działać, ponieważ prąd ma wiele ścieżek, które może obrać w obwodzie.

•••Syed Hussain Ather

Obwody, które mają oba rozgałęzione elementy, które są również połączone w taki sposób, że prąd płynie w jednym kierunku między tymi gałęziamiobieszeregowe i równoległe. W takich przypadkach można zastosować reguły zarówno szeregowe, jak i równoległe, odpowiednio do obwodu. W powyższym przykładzieR1iR2są równoległe do siebie, aby utworzyćR5i tak są soR3iR4kształtowaćR6. Można je zsumować równolegle w następujący sposób:

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 lub około 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 lub około 1,56 Ω

•••Syed Hussain Ather

Obwód można uprościć, aby utworzyć obwód pokazany bezpośrednio powyżej za pomocąR5iR6. Te dwa rezystory można dodać w prosty sposób, tak jakby obwód był szeregowy.

Z 20Vjako napięcie, prawo Ohma mówi, że całkowity prąd jest równy equalV/R, lub20 V / (43/18 Ω) = 360/43 Alub o8.37 A.Przy takim całkowitym prądzie można określić spadek napięcia na obu R5 i R6 za pomocą prawa Ohma (V=I/R) także.

DlaR5​,

DlaR6​,

Wreszcie te napięcia spadają naR5iR6można podzielić z powrotem na oryginalne zrównoleglone obwody, aby obliczyć prądR1iR2dlaR5iR2iR3dlaR6używając prawa Ohma.

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

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

​I3 = (​​680/129 V​​) /​ ​7 Ω = 4760/129 Alub o36,90 zł​.

​I3 = (​​680/129 V​​) /​ ​2Ω = 1360/129 Alub o10.54​