Характеристики паралельної схеми

Електричні схеми можуть мати елементи своїх ланцюгів, розташовані послідовно або паралельно. У послідовних ланцюгах елементи з'єднуються за допомогою однієї і тієї ж гілки, яка посилає електричний струм через кожну з них один за іншим. У паралельних ланцюгах елементи мають свої окремі гілки. У цих ланцюгах струм може проходити по всьому шляху.

Оскільки струм може проходити різні шляхи в паралельному ланцюзі, струм не є постійним у всьому паралельному ланцюзі. Натомість для гілок, які з’єднані паралельно один одному, напруга або падіння потенціалу на кожній гілці є постійними. Це пояснюється тим, що струм розподіляється по кожній гілці в обсягах, пропорційно пропорційних опору кожної гілки. Це призводить до того, що сила струму є найбільшою там, де опір найменший, і навпаки.

Ці якості дозволяють паралельним ланцюгам пропускати заряд по двох або більше шляхах, що робить його стандартним кандидатом у будинках та електричних пристроях через стабільну та ефективну енергосистему. Це дозволяє електриці протікати через інші частини ланцюга, коли частина пошкоджена або зламана, і вони можуть порівну розподіляти потужність між різними будівлями. Ці характеристики можна продемонструвати на схемі та прикладі паралельної схеми.

•••Саєд Хуссейн Атер

На схемі паралельної схеми можна визначити потік електричного струму, створюючи потоки електричного струму від позитивного кінця акумулятора до негативного кінця. Позитивний кінець дається знаком + на джерелі напруги, а негативним -.

Намалюючи, як струм рухається по гілках паралельної схеми, майте на увазі, що всі струм, що надходить в один вузол або точку в ланцюзі, повинен дорівнювати всім струмам, що виходять з нього або виходять з нього точка. Також майте на увазі, що падіння напруги навколо будь-якого замкнутого контуру в ланцюзі має дорівнювати нулю. Ці два твердження єЗакони Кірхгофа.​

Паралельні схеми використовують гілки, які дозволяють струму рухатися по різних маршрутах через ланцюг. Струм рухається від позитивного кінця акумулятора або джерела напруги до негативного кінця. Напруга залишається постійною по всьому ланцюгу, тоді як сила струму змінюється в залежності від опору кожної гілки.

• Паралельні схеми влаштовані таким чином, що струм може рухатися одночасно через різні гілки. Напруга, а не струм, постійна протягом усього часу, і Закон Ома можна використовувати для розрахунку напруги та струму. У послідовно-паралельних ланцюгах схему можна розглядати як послідовну, так і паралельну схему.

Щоб знайти загальний опір резисторів, розташованих паралельно один одному, використовуйте формулу

в якому опір кожного резистора підсумовується в правій частині рівняння. На наведеній вище схемі загальний опір в Омах (Ω) можна обчислити наступним чином:

1. 1 / R_усього = 1/5 Ω + 1/6 Ω + 1/10 Ω
2. 1 / R_усього = 6/30 Ω + 5/30 Ω + 3/30 Ω
3. 1 / R_усього = 14/30 Ω
   
4. Р_усього = 15/7 Ом або приблизно 2,14 Ом

Зверніть увагу, що ви можете "перевернути" обидві сторони рівняння з кроку 3 на крок 4 лише тоді, коли на обох сторонах рівняння є лише один доданок (у цьому випадку1 / R_усьогозліва та14/30 Ωправоруч).

Після того, як ви розрахували опір, струм і напругу можна розрахувати за допомогою закону ОмаV = I / Rв якійV- напруга, виміряна у вольтах,Я- струм, виміряний в амперах, іР- опір в Омах. У паралельних ланцюгах сума струмів, що проходять через кожен шлях, є сумарним струмом від джерела. Струм на кожному резисторі в ланцюзі можна розрахувати, помноживши напругу на опір резистора. Напруга залишається постійною по всьому ланцюгу, тому напруга є напругою акумулятора або джерела напруги.

•••Саєд Хуссейн Атер

У послідовних ланцюгах струм постійний, перепади напруги залежать від опору кожного резистора, а загальний опір - це сума кожного окремого резистора. У паралельних ланцюгах напруга постійна на всьому протязі, струм залежить від кожного резистора, а обернений загальний опір - це сума, обернена до кожного окремого резистора.

Конденсатори та індуктори можуть використовуватися для зміни заряду в послідовних та паралельних ланцюгах з часом. У послідовній схемі загальнаємністьланцюга (задається змінноюC.), потенціал конденсатора накопичувати заряд у часі - це обернена сума обернених значень кожної окремої ємності, азагальна індуктивність​ (​Я), потужність індукторів, що віддають заряд з часом, є сумою кожного індуктора. Навпаки, у паралельному ланцюзі загальна ємність є сумою кожного окремого конденсатора, а обернена до загальної індуктивності - сума інверсів кожної окремої індуктивності.

Серійні та паралельні схеми також мають різні функції. У послідовному ланцюзі, якщо одна частина зламана, струм взагалі не буде проходити по ланцюгу. У паралельному ланцюзі окремий отвір розгалуження зупиняє лише струм у цій відгалуженні. Решта гілок продовжуватимуть працювати, оскільки струм має кілька шляхів, які він може пройти по колу.

•••Саєд Хуссейн Атер

Схеми, що мають обидва розгалужені елементи, які також з'єднані так, що струм протікає в одному напрямку між цими гілкамиобидваряд і паралель. У цих випадках ви можете застосовувати правила як з послідовних, так і з паралельних, відповідно до схеми. У наведеному вище прикладіR1іR2паралельно утворюютьсяR5, і так само єR3іR4формуватиR6. Їх можна підсумувати паралельно наступним чином:

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 або близько .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 або приблизно 1,56 Ом

•••Саєд Хуссейн Атер

Схему можна спростити, створивши схему, показану безпосередньо вище за допомогоюR5іR6. Ці два резистори можна додати прямо, як якщо б схема була послідовною.

З 20Vяк напруга, закон Ома диктує, що загальний струм дорівнюєV / R, або20 В / (43/18 Ом) = 360/43 Аабо приблизно8,37 А.За допомогою цього загального струму ви можете визначити падіння напруги як на R5, так і на R6, використовуючи закон Ома (V = I / R) так само.

ДляR5​,

ДляR6​,

Нарешті, ці напруги падають дляR5іR6можна розділити назад на вихідні паралелізовані схеми для обчислення струмуR1іR2дляR5іR2іR3дляR6за допомогою закону Ома.

​I1 = (1800/258 В) / 1 Ом = 1800/258 Аабо прот 6,98 А.​

​I2 =​ ​(1800/258 В)​ ​/ 5 Ом = 1500/43 Аабо прот 34,88 А.​

​I3 = (​​680/129 V​​) /​ ​7 Ом = 4760/129 Аабо приблизно36,90 А​.

​I3 = (​​680/129 V​​) /​ ​2 Ом = 1360/129 Аабо приблизно10,54 А.​