ข้อดีและข้อเสียของวงจรขนาน

เมื่อเชื่อมต่อเป็นอนุกรม ส่วนประกอบต่างๆ จะเรียงต่อกันเหมือนรถราง แบตเตอรี่ขับกระแสผ่านวงจรอนุกรมซึ่งเป็นวงปิด ดังนั้นกระแสจะต้องเท่ากันผ่านตัวต้านทานแต่ละตัว

คิดว่าแบตเตอรี่เป็นสถานีสูบน้ำ กระแสไฟเปรียบเสมือนน้ำ และตัวต้านทานเปรียบเสมือนบ้านเรือน วงจรนี้เปรียบเสมือนย่านที่น้ำไหลผ่านบ้านทุกหลังเป็นลำดับ จนกระทั่งกลับมายังสถานีสูบน้ำ ในกรณีนี้น้ำจะต้องไหลผ่านบ้านแต่ละหลังในปริมาณเท่ากัน

กฎของโอห์มเกี่ยวข้องกับแรงดัน กระแส และความต้านทาน และอาจแสดงเป็น:

ที่ไหน:

V = แรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน

ผม = กระแสผ่านตัวต้านทาน

R = ความต้านทาน

หากกระแสเท่ากันในตัวต้านทานทั้งหมดในอนุกรม กฎของโอห์มบ่งชี้ว่าแรงดันไฟในแต่ละส่วนประกอบอาจแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับความต้านทาน

ในทางตรงกันข้าม ในวงจรขนาน ตัวต้านทานหรืออุปกรณ์เชื่อมต่อกันเหมือนขั้นบันได วงจรคู่ขนานเปรียบเสมือนย่านที่บ้านแต่ละหลังตั้งอยู่บนกิ่งก้านของสายน้ำ และอาจดึงน้ำในปริมาณที่แตกต่างกันโดยไม่กระทบต่อส่วนอื่นๆ

กฎของโอห์มที่แสดงเพื่อคำนวณกระแสคือ:ผม = V/R. เมื่อต่อตัวต้านทานแบบขนานกับแหล่งจ่ายแรงดัน ส่วนประกอบแต่ละส่วนจะมีแรงดันไฟฟ้าเท่ากัน แต่อาจดึงกระแสที่แตกต่างกันออกไป ขึ้นอยู่กับความต้านทานแต่ละตัว

ชุดสะสมของตัวต้านทาน R₁, R₂, R₃,... มีค่าเท่ากับตัวต้านทานตัวเดียว Rs เท่ากับผลรวมของความต้านทานทั้งหมด:

เป็นผลให้การใส่ตัวต้านทานลงในวงจรอนุกรมจะเพิ่มความต้านทานที่เท่ากันเสมอ

ตัวต้านทาน R₁, R₂, R₃,... แบบขนานยังทำหน้าที่เป็นตัวต้านทานตัวเดียว แต่การคำนวณความต้านทานเทียบเท่าR_พี มีความซับซ้อนมากขึ้น โดย:

การเพิ่มตัวต้านทานขนานกับวงจรเสมอลดลงแนวต้านที่เท่ากัน ความสัมพันธ์นี้มีนัยที่น่าสนใจในการพิจารณาข้อเสียหรือข้อดีของวงจรคู่ขนาน

ข้อเสียหรือข้อดีของการรวมองค์ประกอบแบบขนานขึ้นอยู่กับสถานการณ์ ตัวอย่างเช่น บ้านมีสายไฟ ดังนั้นอาจใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าแบบขนานได้ เมื่อเสียบตู้เย็นเข้ากับเต้ารับในครัว มันจะกินไฟโดยไม่กระทบต่อแรงดันไฟฟ้า หรือกระแสไฟในส่วนที่เหลือของบ้าน – ดังนั้นจึงไม่ส่งผลต่อการทำงานของเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่นๆ นี่เป็นข้อดีอย่างหนึ่งของการเชื่อมต่อแบบขนาน

หลอดไฟบนสายไฟคริสต์มาสสมัยใหม่ยังเชื่อมต่อแบบขนานอีกด้วย หากหลอดใดหลอดหนึ่งหมด จะกลายเป็นวงจรเปิดที่ไม่ส่งผลต่อหลอดไฟอีกหลอดหนึ่ง ส่วนที่เหลือของสตริงยังคงสว่างอยู่ เนื่องจากหลอดไฟมืดเพียงดวงเดียวจะมองเห็นได้ในทันที จึงสามารถค้นหาและเปลี่ยนหลอดไฟใหม่ได้อย่างง่ายดาย ซึ่งเป็นข้อดีของวงจรขนาน

ไฟคริสต์มาสแบบเก่าเชื่อมต่อกันเป็นชุด และหลอดไฟที่ดับแล้วก็หยุดกระแสไฟตลอดสายทั้งหมด และปิดไฟทั้งหมด ลองนึกภาพว่ามันยากแค่ไหนที่จะหาหลอดไฟเสียหนึ่งหลอด

ข้อเสียของการเชื่อมต่อแบบขนานจะปรากฏชัดเมื่อเกิดไฟฟ้าลัดวงจร เช่น เมื่อมีคนเสียบสายไฟระหว่างหน้าสัมผัสทั้งสองของเต้ารับไฟฟ้า ไฟฟ้าลัดวงจรมีความต้านทานต่ำมาก ซึ่งจะทำให้กระแสในวงจรเพิ่มขึ้นอย่างมาก และปัง! เกิดประกายไฟและสายไฟร้อนจัด อาจทำให้เกิดไฟไหม้ได้

โชคดีที่ฟิวส์ขาดและกลายเป็นวงจรเปิด เนื่องจากเป็นแบบอนุกรมกับสายไฟ ฟิวส์จึงทำงานและหยุดกระแสไฟก่อนที่จะเกิดความเสียหาย