Równoległe połączenie elementów elektrycznych (przewodów, rezystancji, kondensatorów, indukcyjności) jest takim połączeniem, w którym połączone elementy układu mają dwa wspólne węzły połączeniowe.
Inna definicja: rezystancje są połączone równolegle, jeśli są połączone z tą samą parą węzłów.
Poniższy rysunek przedstawia schemat równoległego połączenia rezystancji R1, R2, R3, R4. Z diagramu widać, że wszystkie te cztery opory mają dwa wspólne punkty (punkty połączeń).
W elektrotechnice przyjmuje się, ale nie jest to ściśle wymagane, ciągnięcie przewodów poziomo i pionowo. Dlatego ten sam schemat można zobrazować jak na poniższym rysunku. Jest to również równoległe połączenie tych samych rezystancji.
Przy połączeniu równoległym odwrotność równoważnej rezystancji jest równa sumie odwrotności wszystkich połączonych równolegle rezystancji. Równoważna przewodność jest równa sumie wszystkich przewodności połączonych równolegle obwodu elektrycznego.
W przypadku powyższego schematu równoważną wytrzymałość można obliczyć za pomocą następującego wzoru:
W szczególnym przypadku, gdy dwa rezystory są połączone równolegle:
Odpowiedni opór obwodu określa wzór:
W przypadku połączenia "n" o tej samej rezystancji, równoważną rezystancję można obliczyć za pomocą następującego wzoru:
Wzory do prywatnych obliczeń pochodzą z podstawowej formuły.
Przy równoległym podłączeniu kondensatorów (kondensatory), równoważna pojemność jest równa sumie równoległych połączonych kondensatorów:
Przy równoległym podłączeniu indukcyjności, równoważną indukcyjność oblicza się w taki sam sposób, jak równoważną rezystancję z połączeniem równoległym:
Należy zwrócić uwagę, że wzajemne indukcyjności nie są brane pod uwagę w formule.
W przypadku odcinka obwodu elektrycznego konieczne jest znalezienie równoległego połączenia rezystancji w celu przekształcenia ich w jeden.
Z diagramu jasno wynika, że tylko R2 i R4 są połączone równolegle. R3 nie jest równoległy, ponieważ na jednym końcu jest podłączony do E1. R1 - jeden koniec podłączony do R5, a nie do węzła. R5 - na jednym końcu połączony z R1, a nie z węzłem. Można również powiedzieć, że szeregowe połączenie rezystancji R1 i R5 jest połączone równolegle z R2 i R4.
Przy równoległym połączeniu rezystancji, prąd przez każdy opór jest z reguły inny. Wielkość prądu jest odwrotnie proporcjonalna do wielkości rezystancji.
Przy połączeniu równoległym różnica potencjałów między węzłami łączącymi elementy obwodów jest taka sama dla wszystkich elementów.
1. W przemyśle, wytwarzana odporność pewnych ilości. Czasami konieczne jest uzyskanie wartości rezystancji poza tymi seriami. W tym celu można połączyć kilka rezystancji równolegle. Równoważna oporność zawsze będzie mniejsza niż największa wartość oporu.
2. Obecny dzielnik.
W tym temacie można przytoczyć wiele przykładów z naszego codziennego życia dotyczących równoległego połączenia oporów. Równoległe połączenie identycznych rezystancji jest żywym przykładem połączenia żyrandola z n-tą liczbą lamp i z taką samą rezystancją dla każdej lampy \\ rys.1 \\.
Jeśli przyjmiemy, że w żyrandolu składającym się z kilku lamp \\ o tej samej rezystancji \\ jedna lampa została wypalona, a inna moc została zastąpiona lampą o innej mocy - w takim przypadku połączenie żyrandola będzie wyglądać jak połączenie równoległe o różnym oporze.
Jakie inne przykłady można przytoczyć z praktyki - z równoległym połączeniem oporów? Załóżmy, że podłączyłeś trzy domowe urządzenia elektryczne za pomocą przedłużacza w swoim mieszkaniu:
Charakter tego połączenia będzie taki, jak równoległa rezystancja połączeniainny rozmiar. Oznacza to, że dla każdego urządzenia opór ma swoje znaczenie.
Jak już wspomniano, wykonywane są obliczenia rezystancji dla połączenia równoległego:
a także obliczenia rezystancji dla mieszanych połączeń rezystorów z szeregowymi i równoległymi połączeniami \\ dla jednego obwodu \\. Obliczanie rezystancji dla połączeń mieszanych rezystorów, bardziej odpowiednie dla różnych schematów blokowych:
W tym temacie obliczenia dla mieszanek nie mają związku.
Wyobraź sobie równoległe połączenie, na przykład, trzech rezystancji \\ rys.2 \\ równych w wielkości, gdzie R1 = R2 = R3 = 36 omów \\ rezystancja żarówki żarowej 95 W. Napięcie 220 V jest podłączone do dwóch punktów węzłowych \\ A, B. \\ Należy obliczyć całkowitą rezystancję wszystkich trzech lamp.
Aby obliczyć całkowitą rezystancję \\ R total \\, potrzebujemy 36 omów podzielonej przez liczbę rezystancji. Rozwiązanie jest proste, Rtotal = 12 omów. To znaczy, wzór obliczania takich obliczeń wygląda tak:
R ogółem = R / n
Załóżmy, że wybieramy selektywnie trzy rezystory:
Konieczne jest określenie całkowitej rezystancji rezystorów w połączeniu równoległym. Do tego obliczenia używamy formuły:
1 / R ogółem = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3.
Zastąp wartości w formule:
1 / R łącznie = 1/20 + 1/40 + 1/10 = 7/40 = 0,18
otrzymujemy: Rtotal = 1 / 0,18 = 5,5 Ohm.
Równoległe połączenie rezystorów - jeden z dwóch rodzajów połączeń elektrycznych, gdy oba zaciski jednego rezystora są podłączone do odpowiednich zacisków innego rezystora lub rezystorów. Często lub równolegle w celu tworzenia bardziej złożonych układów elektronicznych.
Równoległy schemat połączeń pokazano na poniższym rysunku. Przy równoległym podłączeniu rezystorów napięcie na wszystkich opornikach będzie takie samo, a prąd przepływający przez nie będzie proporcjonalny do ich rezystancji:
Całkowitą rezystancję kilku połączonych równolegle rezystorów określa poniższy wzór:
Prąd przepływający przez pojedynczy rezystor, zgodnie z, można znaleźć za pomocą następującego wzoru:
Podczas opracowywania urządzenia konieczne stało się zainstalowanie rezystora o rezystancji 8 omów. Jeśli przeanalizujemy całą nominalną serię standardowych wartości rezystorów, zobaczymy, że nie ma rezystora o impedancji 8 omów.
Wyjściem z tej sytuacji jest użycie dwóch równolegle połączonych rezystorów. Równoważna wartość rezystancji dla dwóch połączonych równolegle rezystorów jest obliczana w następujący sposób:
To równanie pokazuje, że jeśli R1 oznacza R2, wówczas rezystancja R jest równa połowie rezystancji jednego z dwóch rezystorów. Gdy R = 8 Ohm, R1 i R2 muszą mieć wartość 2 × 8 = 16 Ohmów.
Teraz sprawdzimy obliczając całkowitą rezystancję dwóch rezystorów:
W ten sposób uzyskaliśmy niezbędną oporność 8 omów, łącząc równolegle dwa rezystory o wartości 16 Ω.
Znajdź całkowitą rezystancję R trzech równolegle połączonych rezystorów:
Całkowitą rezystancję R oblicza się za pomocą następującego wzoru:
Ta metoda obliczeń może być wykorzystana do obliczenia dowolnej liczby indywidualnych rezystancji połączonych równolegle.
Jednym z ważnych punktów do zapamiętania przy obliczaniu oporników połączonych równolegle jest to, że całkowita rezystancja zawsze będzie mniejsza niż wartość najmniejszego oporu w tej kombinacji.
Bardziej złożone połączenia rezystorów można obliczyć poprzez systematyczne grupowanie rezystorów. Na poniższym rysunku musisz obliczyć całkowitą rezystancję obwodu, składającą się z trzech rezystorów:
Aby ułatwić obliczenia, najpierw grupujemy rezystory za pomocą połączenia równoległego i szeregowego.
Rezystory R2 i R3 są połączone szeregowo (grupa 2). Te z kolei są połączone równolegle z rezystorem R1 (grupa 1).
Połączenie szeregowe rezystorów z grupy 2 oblicza się jako sumę rezystancji R2 i R3:
W rezultacie upraszczamy obwód w postaci dwóch równoległych rezystorów. Teraz całkowity opór całego obwodu można obliczyć w następujący sposób:
Obliczenia bardziej złożonych połączeń rezystorów można przeprowadzić przy użyciu praw Kirchhoffa.
Całkowity prąd I płynący w obwodzie równoległych rezystorów jest równy sumie poszczególnych prądów płynących we wszystkich równoległych gałęziach, a prąd w pojedynczej gałęzi niekoniecznie musi być równy prądowi w sąsiednich gałęziach.
Pomimo równoległego połączenia, do każdego rezystora podawane jest to samo napięcie. Ponieważ wartość rezystancji w obwodzie równoległym może być różna, ilość prądu płynącego przez każdy z rezystorów będzie się różnić (zgodnie z prawem Ohma).
Rozważmy to na przykładzie dwóch równoległych połączonych rezystorów. Prąd płynący przez każdy z rezystorów (I1 i I2) będzie się różnić od siebie, ponieważ rezystancje rezystorów R1 i R2 nie są równe.
Wiemy jednak, że prąd, który wpływa do obwodu w punkcie "A", musi wyjść z obwodu w punkcie "B".
Pierwsza zasada Kirchhoffa mówi: "Całkowity prąd wychodzący z obwodu jest równy prądowi wchodzącemu w obwód".
W ten sposób przepływający prąd całkowity w obwodzie można zdefiniować jako:
Następnie, stosując prawo Ohma, możemy obliczyć prąd przepływający przez każdy rezystor:
Prąd płynący w R1 = U ÷ R1 = 12 ÷ 22 kOhm = 0,545 mA
Prąd płynący w R 2 = U ÷ R2 = 12 ÷ 47 kOhm = 0.255 mA
W związku z tym całkowity prąd będzie równy:
I = 0,545 mA + 0,255 mA = 0,8 mA
Można to również zweryfikować za pomocą prawa Ohma:
I = U ÷ R = 12 V ÷ 15 kΩ = 0,8 mA (to samo)
gdzie 15 kΩ jest całkowitą rezystancją dwóch równolegle podłączonych rezystorów (22 kΩ i 47 kΩ)
Podsumowując, chcielibyśmy zauważyć, że większość nowoczesnych rezystorów oznaczonych jest kolorowymi paskami, a ich cel można rozpoznać.
Aby szybko obliczyć całkowitą rezystancję dwóch lub więcej rezystorów połączonych równolegle, możesz użyć następującego kalkulatora online:
Kiedy dwa lub więcej rezystorów jest połączonych tak, że oba piny jednego rezystora są połączone z odpowiednimi stykami innego rezystora lub rezystorów, mówi się, że są one połączone równolegle ze sobą. Napięcie na każdym rezystorze wewnątrz kombinacji równoległej jest takie samo, ale płynące przez nie prądy mogą się różnić od siebie, w zależności od rezystancji każdego rezystora.
Równoważnik lub impedancja kombinacji równoległej zawsze będzie mniejsza niż minimalna rezystancja rezystora zawartego w połączeniu równoległym.
W każdym obwodzie rezystor ma rezystancję na prąd elektryczny. Rezystory są dwojakiego rodzaju: stałe i zmienne. Podczas opracowywania dowolnego obwodu elektrycznego i naprawy produktów elektronicznych często konieczne jest użycie rezystora o wymaganej wartości znamionowej.
Pomimo tego dla rezystorów istnieją różne wartościmoże się zdarzyć, że nie będzie można znaleźć potrzebnego lub nawet jeden element nie będzie w stanie dostarczyć wymaganego wskaźnika.
Rozwiązaniem tego problemu może być użycie połączeń szeregowych i równoległych. Po przeczytaniu tego artykułu dowiesz się o funkcjach obliczania i wyboru różnych wartości rezystancji.
Często w produkcji dowolnego urządzenia za pomocą rezystorów, które są podłączone zgodnie z obwodem szeregowym. Efekt zastosowania takiej opcji montażu jest zredukowany do zwiększenia całkowitej rezystancji obwodu. Dla tego wariantu elementów łączących tworzony przez nie opór jest obliczany jako suma wartości nominalnych. Jeśli montaż części odbywa się zgodnie ze schematem równoległym, tutaj trzeba obliczyć opórużywając poniższych wzorów.
Schemat połączenia równoległego jest wykorzystywany w sytuacji, gdy zadaniem jest zmniejszenie całkowitego oporu, a ponadto zwiększenie mocy dla grupy elementów połączonych równolegle, która powinna być większa niż w przypadku, gdy są one połączone osobno.
W przypadku łączenia części ze sobą, używając równoległego schematu do obliczenia całkowitego oporu, zostanie zastosowana następująca formuła:
R (ogółem) = 1 / (1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 + 1 / Rn).
Co więcej, jeśli obwód jest tworzony na podstawie tylko dwóch elementów, to aby wyznaczyć całkowitą rezystancję nominalną, należy zastosować następujący wzór:
R (ogółem) = R1 * R2 / R1 + R2.
W odniesieniu do inżynierii radiowej należy zwrócić uwagę na jedną ważną zasadę: jeżeli elementy są połączone ze sobą w obwodzie równoległym mają ten sam wskaźnik, aby następnie obliczyć całkowitą wartość nominalną, całkowita wartość powinna być podzielona przez liczbę połączonych węzłów:
Szczególną uwagę należy zwrócić na fakt, że ostateczny wskaźnik rezystancji w przypadku korzystania z równoległego schematu okablowania na pewno będzie mniej w porównaniu z wartością nominalną dowolnego elementu podłączonego do obwodu.
Dla większej jasności możemy wziąć pod uwagę następujący przykład: przypuśćmy, że mamy trzy rezystory, których wartości wynoszą odpowiednio 100, 150 i 30 omów. Jeśli użyjemy pierwszej formuły do określenia całkowitej wartości, otrzymamy:
R (ogółem) = 1 / (1/100 + 1/150 + 1/30) = 1 / (0,01 + 0,007 + 0,03) = 1 / 0,047 = 21,28 oma.
Jeśli wykonasz proste obliczenia, możesz uzyskać następujące wartości: dla obwodu, który zawiera trzy części, gdzie najniższa wartość rezystancji wynosi 30 Ohm, wynikowa wartość nominalna będzie równa 21.28 Ohm. Wskaźnik ten będzie mniejszy niż minimalna nominalna wartość w łańcuchu o prawie 30%.
Zwykle w przypadku rezystorów połączenie równoległe stosuje się, gdy istnieje zadanie polegające na stworzeniu rezystancji o większej mocy. Aby go rozwiązać, wymagane są rezystory, które powinny mieć równy opór i moc. Dzięki tej opcji możesz określić całkowitą moc w następujący sposób: moc jednego elementu musi być pomnożona przez całkowitą liczbę wszystkich rezystorów, które tworzą obwód podłączony do siebie zgodnie z obwodem równoległym.
Powiedzmy, że jeśli użyjemy pięciu rezystorów, których nominalna wartość wynosi 100 Ohmów, a moc każdego z nich wynosi 1 W, które są połączone ze sobą zgodnie z obwodem równoległym, wówczas całkowity opór będzie równy 20 Ohm, a moc będzie 5 W.
Jeśli weźmiesz te same rezystory, ale podłącz je zgodnie z obwodem szeregowym, to moc końcowa wyniesie 5 W, a całkowita wartość nominalna będzie równa 500 Ohmów.
Równoległe okablowanie rezystorów jest bardzo pożądane, ponieważ często istnieje zadanie stworzenia takiej wartości nominalnej, której nie można uzyskać za pomocą prostego połączenia równoległego. Dzięki temu procedura obliczania tego parametru jest dość skomplikowanagdzie konieczne jest uwzględnienie różnych parametrów.
Tutaj ważną rolę odgrywa nie tylko liczba połączonych elementów, ale także parametry robocze rezystorów - przede wszystkim opór i moc. Jeśli jeden z podłączonych elementów będzie miał nieodpowiedni wskaźnik, to nie rozwiąże to skutecznie problemu utworzenia wymaganej wartości w obwodzie.
Sprawdź poprawność formuł pokazanych tutaj w prostym eksperymencie.
Weź dwa oporniki MLT-2 na 3 i 47 ohm i połączyć je szeregowo. Następnie mierzymy całkowitą rezystancję powstałego obwodu za pomocą multimetru cyfrowego. Jak widzimy, jest równa sumie rezystancji rezystorów zawartych w tym łańcuchu.
Pomiar całkowitej rezystancji przy połączeniu szeregowym
Teraz łączymy nasze rezystory równolegle i mierzymy ich całkowitą rezystancję.
Równoległy pomiar rezystancji
Jak widać, wynikowa rezystancja (2,9 oma) jest mniejsza niż najmniejsza (3 omy) wprowadzana do łańcucha. Powoduje to inną dobrze znaną regułę, którą można zastosować w praktyce:
Przy równoległym podłączeniu rezystorów całkowita rezystancja obwodu będzie mniejsza niż najmniejsza oporność zawarta w tym obwodzie.
Po pierwsze, koniecznie ich moc znamionowa jest brana pod uwagę. Na przykład, musimy wybrać rezystor zastępczy dla 100 ohm i moc 1 W. Weź dwa rezystory po 50 omów i połącz je szeregowo. Jaka jest moc rozpraszania dla tych dwóch rezystorów?
Ponieważ ten sam prąd stały przepływa przez połączone szeregowo rezystory (przypuśćmy 0,1 A), a opór każdego z nich jest 50 omów, więc moc rozproszenia każdego z nich musi być co najmniej 0,5 W. W rezultacie każdy z nich się wyróżnia 0,5 W moc. W sumie to będzie to samo 1 W.
Ten przykład jest raczej niegrzeczny. Dlatego, jeśli masz wątpliwości, warto wziąć rezystory z marginesem mocy.
Przeczytaj więcej o rozpraszaniu mocy rezystora.
Po drugie, połączenie powinno wykorzystywać ten sam typ rezystorów, na przykład serię MLT. Oczywiście nie ma nic złego w robieniu różnych. To tylko zalecenie.
