Характеристики параллельной цепи

Электрические цепи могут иметь элементы схемы, расположенные последовательно или параллельно. В последовательных цепях элементы соединяются с помощью одной и той же ветви, которая пропускает электрический ток через каждую из них, один за другим. В параллельных цепях элементы имеют свои отдельные ответвления. В этих цепях ток может проходить по разным путям.

Поскольку ток может проходить по разным путям в параллельной цепи, ток не является постоянным во всей параллельной цепи. Вместо этого для ветвей, которые соединены параллельно друг с другом, падение напряжения или потенциала на каждой ветви является постоянным. Это связано с тем, что ток распределяется по каждой ветви в количестве, обратно пропорциональном сопротивлению каждой ветви. Это приводит к тому, что ток становится наибольшим там, где сопротивление наименьшее, и наоборот.

Эти качества позволяют параллельным цепям пропускать заряд по двум или более путям, что делает его стандартным кандидатом в домах и электрических устройствах через стабильную и эффективную систему питания. Он позволяет электричеству течь через другие части цепи, когда какая-либо часть повреждена или сломана, и они могут равномерно распределять мощность по разным зданиям. Эти характеристики можно продемонстрировать на схеме и на примере параллельной цепи.

•••Сайед Хуссейн Атер

В схеме параллельной цепи вы можете определить поток электрического тока, создав потоки электрического тока от положительного конца батареи к отрицательному. Положительный конец обозначен плюсом на источнике напряжения, а отрицательный -.

Когда вы рисуете путь, по которому ток проходит по ветвям параллельной цепи, помните, что все ток, входящий в один узел или точку в цепи, должен равняться всему току, выходящему или выходящему из этого точка. Также имейте в виду, что падение напряжения вокруг любого замкнутого контура в цепи должно равняться нулю. Эти два утвержденияЗаконы Кирхгофа.​

В параллельных цепях используются ответвления, которые позволяют току проходить по разным маршрутам в цепи. Ток проходит от положительного конца батареи или источника напряжения к отрицательному. Напряжение остается постоянным по всей цепи, в то время как ток изменяется в зависимости от сопротивления каждой ветви.

• Параллельные цепи устроены так, что ток может проходить по разным ветвям одновременно. Напряжение, а не ток, постоянно, и закон Ома может использоваться для расчета напряжения и тока. В последовательно-параллельных цепях схему можно рассматривать как как последовательную, так и как параллельную цепь.

Чтобы найти полное сопротивление резисторов, установленных параллельно друг другу, используйте формулу

в котором сопротивление каждого резистора суммируется в правой части уравнения. На приведенной выше диаграмме общее сопротивление в омах (Ом) можно рассчитать следующим образом:

1. 1 / R_общее = 1/5 Ω + 1/6 Ω + 1/10 Ω
2. 1 / R_общее = 6/30 Ω + 5/30 Ω + 3/30 Ω
3. 1 / R_общее = 14/30 Ω
   
4. р_общее = 15/7 Ом или около 2,14 Ом

Обратите внимание, что вы можете «перевернуть» обе стороны уравнения с шага 3 на шаг 4 только тогда, когда есть только один член с обеих сторон уравнения (в данном случае1 / R_общееслева и14/30 Ωсправа).

После того, как вы рассчитали сопротивление, ток и напряжение можно рассчитать по закону Ома.V = I / Rв которомVнапряжение измеряется в вольтах,яток измеряется в амперах, ирсопротивление в Ом. В параллельных цепях сумма токов, протекающих по каждому пути, является полным током от источника. Ток на каждом резисторе в цепи можно рассчитать, умножив напряжение на сопротивление резистора. Напряжение остается постоянным по всей цепи, поэтому напряжение является напряжением батареи или источника напряжения.

•••Сайед Хуссейн Атер

В последовательных цепях ток постоянен во всем, падение напряжения зависит от сопротивления каждого резистора, а общее сопротивление складывается из каждого отдельного резистора. В параллельных цепях напряжение постоянно, ток зависит от каждого резистора, а величина, обратная величине общего сопротивления, представляет собой сумму, обратную величине каждого отдельного резистора.

Конденсаторы и катушки индуктивности могут использоваться для изменения заряда в последовательной и параллельной цепях с течением времени. В последовательной схеме общаяемкостьсхемы (задается переменнойC), потенциал конденсатора накапливать заряд с течением времени, является обратной суммой обратных величин каждой отдельной емкости, иполная индуктивность​ (​я), мощность индукторов, выделяющих заряд с течением времени, является суммой каждой индуктивности. Напротив, в параллельной цепи общая емкость является суммой каждого отдельного конденсатора, а величина, обратная величине полной индуктивности, является суммой обратных величин каждой индивидуальной индуктивности.

Последовательные и параллельные цепи также имеют разные функции. В последовательной цепи, если одна часть сломана, ток вообще не будет течь по цепи. В параллельной цепи открытие отдельной ветви останавливает только ток в этой ветви. Остальные ветви будут продолжать работать, потому что у тока есть несколько путей, которые он может пройти по цепи.

•••Сайед Хуссейн Атер

Цепи, которые имеют оба разветвленных элемента, которые также соединены таким образом, что ток течет в одном направлении между этими ветвями, являютсяобапоследовательные и параллельные. В этих случаях вы можете применять правила как для последовательного, так и для параллельного подключения, в зависимости от схемы. В приведенном выше примереR1а такжеR2параллельны друг другу, чтобы сформироватьR5, и такR3а такжеR4формироватьR6. Их можно суммировать параллельно следующим образом:

1. 1 / R5 = 1/1 Ом + 1/5 Ом 
2. 1 / R5 = 5/5 Ом + 1/5 Ом 
3. 1 / R5 = 6/5 Ом
   
4. R5 = 5/6 Ом или около 0,83 Ом

1. 1 / R6 = 1/7 Ом + 1/2 Ом 
2. 1 / R6 = 2/14 Ом + 7/14 Ом 
3. 1 / R6 = 9/14 Ом
   
4. R6 = 14/9 Ом или около 1,56 Ом

•••Сайед Хуссейн Атер

Схема может быть упрощена, чтобы создать схему, показанную непосредственно выше, с помощьюR5а такжеR6. Эти два резистора могут быть добавлены просто, как если бы цепь была последовательной.

С 20Vкак напряжение, закон Ома гласит, что полный ток равенV / R, или же20 В / (43/18 Ом) = 360/43 Аили о8,37 А.Имея этот полный ток, вы можете определить падение напряжения на R5 и R6, используя закон Ома (V = I / R) также.

ДляR5​,

ДляR6​,

Наконец, это напряжение падает наR5а такжеR6можно разделить обратно на исходные параллельные схемы для расчета токаR1а такжеR2дляR5а такжеR2а такжеR3дляR6используя закон Ома.

​I1 = (1800/258 В) / 1 Ом = 1800/258 Аили о тебет 6,98 А.​

​I2 =​ ​(1800/258 В)​ ​/ 5 Ом = 1500/43 Аили о тебет 34,88 А.​

​I3 = (​​680/129 В​​) /​ ​7 Ом = 4760/129 Аили о36,90 А​.

​I3 = (​​680/129 В​​) /​ ​2 Ом = 1360/129 Аили о10,54 А.​