Como calcular a queda de tensão em um resistor em um circuito paralelo

•••Syed Hussain Ather

TL; DR (muito longo; Não li)

No diagrama de circuito paralelo acima, a queda de tensão pode ser encontrada somando as resistências de cada resistor e determinando qual tensão resulta da corrente nesta configuração. Esses exemplos de circuitos paralelos ilustram os conceitos de corrente e tensão em diferentes ramos.

No diagrama de circuito paralelo, oVoltagemqueda em um resistor em um circuito paralelo é o mesmo em todos os resistores em cada ramificação do circuito paralelo. A tensão, expressa em volts, mede a força eletromotriz ou a diferença de potencial que executa o circuito.

Quando você tem um circuito com uma quantidade conhecida deatual, o fluxo de carga elétrica, você pode calcular a queda de tensão em diagramas de circuitos paralelos:

1. Determine o combinadoresistência, ou oposição ao fluxo de carga, dos resistores paralelos. Resuma-os como1 / R_total = 1 / R₁ + 1 / R₂... para cada resistor. Para o circuito paralelo acima, a resistência total pode ser encontrada como:
   1. ​1 / R_total = 1/5 Ω + 1/6 Ω+ 1/10 Ω​
      
   2. ​1 / R_total = 6/30 Ω + 5/30 Ω + 3/30 Ω​
      
   3. ​1 / R_total = 14/30 Ω​
      
   4. ​R_total = ​30/14 Ω = 15/7 ​Ω​
2. Multiplique a corrente pela resistência total para obter a queda de tensão, de acordo comLei de Ohm​ ​V = IR. Isso é igual à queda de tensão em todo o circuito paralelo e em cada resistor no circuito paralelo. Para este exemplo, a queda de tensão é dadaV = 5 A x 15/7 Ω = 75/7 V.​

Esse método de resolver equações funciona porque a corrente que entra em qualquer ponto de um circuito paralelo deve ser igual à corrente que sai. Isso ocorre devido aLei atual de Kirchhoff, que afirma que "a soma algébrica das correntes em uma rede de condutores que se encontram em um ponto é zero." Uma calculadora de circuito paralelo faria uso dessa lei nos ramos de um circuito paralelo.

Se compararmos a corrente que entra nas três ramificações do circuito paralelo, deve ser igual à corrente total que sai das ramificações. Uma vez que a queda de tensão permanece constante em cada resistor em paralelo, esta queda de tensão, você pode some a resistência de cada resistor para obter a resistência total e determinar a tensão desse valor. Exemplos de circuitos paralelos mostram isso.

•••Syed Hussain Ather

Em um circuito em série, por outro lado, você pode calcular a queda de tensão em cada resistor sabendo que, em um circuito em série, a corrente é constante. Isso significa que a queda de tensão difere em cada resistor e depende da resistência de acordo com a Lei de OhmV = IR. No exemplo acima, a queda de tensão em cada resistor é:

A soma de cada queda de tensão deve ser igual à tensão da bateria no circuito em série. Isso significa que nossa bateria tem uma voltagem de54 V.​

Este método de resolver equações funciona porque as quedas de tensão entrando em todos os resistores dispostos em série devem somar à tensão total do circuito em série. Isso ocorre devido aLei de tensão de Kirchhoff, que afirma que "a soma direcionada das diferenças de potencial (tensões) em torno de qualquer malha fechada é zero." Isso significa que, em qualquer ponto em um circuito em série fechado, as quedas de tensão em cada resistor devem somar à tensão total do o circuito. Como a corrente é constante em um circuito em série, as quedas de tensão devem ser diferentes entre cada resistor.

Em um circuito paralelo, todos os componentes do circuito são conectados entre os mesmos pontos do circuito. Isso lhes dá sua estrutura de ramificação na qual a corrente se divide entre cada ramificação, mas a queda de tensão em cada ramificação permanece a mesma. A soma de cada resistor dá uma resistência total com base no inverso de cada resistência (1 / R_total = 1 / R₁ + 1 / R₂ ...para cada resistor).

Em um circuito em série, ao contrário, há apenas um caminho para a corrente fluir. Isso significa que a corrente permanece constante e, em vez disso, as quedas de tensão são diferentes entre cada resistor. A soma de cada resistor dá uma resistência total quando somada linearmente (R_total = R₁ + R₂ ...para cada resistor).

Você pode usar as duas leis de Kirchhoff para qualquer ponto ou loop em qualquer circuito e aplicá-las para determinar a tensão e a corrente. As leis de Kirchhoff fornecem um método para determinar a corrente e a tensão em situações em que a natureza do circuito em série e paralelo pode não ser tão direta.

Geralmente, para circuitos que têm componentes em série e paralelos, você pode tratar as partes individuais do circuito como série ou paralelo e combiná-los de acordo.

Esses complicados circuitos série-paralelo podem ser resolvidos de mais de uma maneira. Tratar partes deles como paralelas ou em série é um método. Usar as leis de Kirchhoff para determinar soluções generalizadas que usam um sistema de equações é outro método. Uma calculadora de circuito em série paralela levaria em consideração a natureza diferente dos circuitos.

•••Syed Hussain Ather

No exemplo acima, o atual ponto de saída A deve ser igual ao atual ponto de saída A. Isso significa que você pode escrever:

Se você tratar o loop superior como um circuito em série fechado e tratar a queda de tensão em cada resistor usando a Lei de Ohm com a resistência correspondente, você pode escrever:

e, fazendo o mesmo para o loop inferior, você pode tratar cada queda de tensão na direção da corrente dependendo da corrente e da resistência para escrever:

Isso fornece três equações que podem ser resolvidas de várias maneiras. Você pode reescrever cada uma das equações (1) - (3) de forma que a tensão esteja de um lado e a corrente e a resistência do outro. Desta forma, você pode tratar as três equações como dependentes de três variáveis ​​I₁, EU₂ e eu₃, com coeficientes de combinações de R₁, R₂ e R₃.

Essas três equações demonstram como a tensão em cada ponto do circuito depende da corrente e da resistência de alguma forma. Se você se lembra das leis de Kirchhoff, pode criar essas soluções generalizadas para problemas de circuito e usar a notação de matriz para resolvê-los. Dessa forma, você pode inserir valores para duas grandezas (entre tensão, corrente, resistência) para resolver para a terceira.