Paralelní zapojení odporů v elektrickém obvodu. Paralelní zapojení kondenzátorů a cívek.

Paralelní zapojení elektrických prvků (vodičů, rezistorů, kondenzátorů, induktorů) je zapojení, ve kterém mají spojené prvky obvodu dva společné připojovací uzly.

Jiná definice: odpory jsou zapojeny paralelně, pokud jsou připojeny ke stejné dvojici uzlů.

Grafické znázornění paralelního schématu zapojení

Obrázek níže znázorňuje schéma paralelního zapojení odporů R1, R2, R3, R4. Z diagramu je zřejmé, že všechny čtyři tyto odpory mají dva společné body (spojovací uzly).

V elektrotechnice je běžné, ale ne striktně vyžadováno, kreslit vodiče vodorovně i svisle. Proto lze stejné schéma znázornit jako na obrázku níže. Jedná se také o paralelní zapojení stejných odporů.

Vzorec pro výpočet paralelního zapojení odporů

V paralelním zapojení je převrácená hodnota ekvivalentního odporu rovna součtu převrácených hodnot všech paralelně zapojených odporů. Ekvivalentní vodivost je rovna součtu všech paralelně zapojených vodivostí elektrického obvodu.

Pro výše uvedený obvod lze ekvivalentní odpor vypočítat pomocí vzorce:

V konkrétním případě paralelního zapojení dvou odporů:

Ekvivalentní odpor obvodu se určí podle vzorce:

V případě zapojení „n“ stejných odporů lze ekvivalentní odpor vypočítat pomocí následujícího vzorce:

Vzorce pro konkrétní výpočet vyplývají ze základního vzorce.

Vzorec pro výpočet paralelního zapojení kapacit (kondenzátorů)

Pokud jsou kondenzátory zapojeny paralelně, ekvivalentní kapacita se rovná součtu paralelně zapojených kondenzátorů:

Vzorec pro výpočet paralelního zapojení induktorů

Pokud jsou induktory zapojeny paralelně, ekvivalentní indukčnost se vypočítá stejným způsobem jako ekvivalentní odpor při paralelním zapojení:

Je třeba poznamenat, že vzorec nezohledňuje vzájemné indukčnosti.

Příklad skládání paralelního odporu

Pro část elektrického obvodu je nutné najít paralelní zapojení odporů a převést je na jeden.

Diagram ukazuje, že paralelně jsou zapojeny pouze R2 a R4. R3 není paralelní, protože jeden jeho konec je připojen ke zdroji EMF E1. R1 je jedním koncem připojen k R5, nikoli k uzlu. R5 je jedním koncem připojen k R1, nikoli k uzlu. Můžeme také říci, že sériové zapojení rezistorů R1 a R5 je zapojeno paralelně s R2 a R4.

Ekvivalentní odpor R14 lze vypočítat pomocí vzorce pro dva odpory.

Proud v paralelním zapojení

Pokud jsou rezistory zapojeny paralelně, proud protékající každým rezistorem je obecně jiný. Velikost proudu je nepřímo úměrná velikosti odporu.

Paralelní napětí

V paralelním zapojení je rozdíl potenciálů mezi uzly spojujícími prvky obvodu stejný pro všechny prvky.

Použití paralelního zapojení

1. V průmyslu se vyrábějí odpory určitých hodnot. Někdy je nutné získat hodnotu odporu mimo tyto řady. K tomu můžete zapojit několik odporů paralelně. Ekvivalentní odpor bude vždy menší než největší jmenovitý odpor.

Přednášky o TOE

• Historie elektrotechniky
• TOE a elektronika
• Základní informace
  • Základní definice
  • Topologie obvodu
  • Konverze obvodu
  • Prvky elektrického obvodu
  • Provozní režimy
  • Stejnosměrný proud
  • Střídavý proud
  • DC
  • Střídavý proud
  • Moc
  • Magnetické pole
  • Permanentní MDS
  • proměnná MDS
  • Feromagnetické materiály
  • Jednofázový transformátor
  • Třífázový transformátor
  • DC
  • Střídavý proud
  • Elektrický pohon
  • Parametry
  • Rovnice
  • Ekvivalentní obvody
  • Filtry
  • Volnoběh
  • Zkrat
  • Charakteristická impedance
  • Spread faktor
  • Přenosová funkce
  • Zpětné vazby
  • Přehled
  • Klasická metoda
  • Metoda operátora
  • Duhamelův integrál
  • Základní literatura
  • další literatura
  • Sbírky problémů

  

  K jednomu zdroji proudu lze připojit několik spotřebičů. Používají se dva typy připojení:

  Každá metoda je charakterizována vlastními matematickými vzorci, které popisují proud, napětí a odpor v jednotlivých úsecích obvodu.

  Také se používá směsná sloučenina jako kombinace dvou popsaných metod.

  Paralelní připojení

  Tento způsob připojení lze dosáhnout, když je každá svorka vodiče v kontaktu s odpovídající svorkou jiného vodiče (obr. 1).

  Rýže. 1. Způsob paralelního připojení

  Odpor paralelně připojeného obvodu lze určit podle následujícího pravidla:

  (velké R_, R_left( textright) ) – odpory vodičů.

  V tomto případě bude celkový (velký R_>) odpor dokonce menší než nejmenší odpor v obvodu.

  Poznámka: Někdy se vodič s odporem nazývá rezistor, z anglického slova resist. Kromě rezistorů se používají i jiná označení prvků v obvodech.

  Celkový odpor je menší než menší z paralelně zapojených odporů.

  Převrácená hodnota odporu se nazývá vodivost. Měří se v jednotkách dělených ohmy:

  (velké G = frac left( textright) ) – vodivost materiálu, ze kterého je vodič vyroben.

  Tyto dvě veličiny jsou vzájemně inverzní, takže čím vyšší je odpor vedení, tím nižší je jeho vodivost.

  Při paralelním zapojení se vodivosti sčítají.

  Napětí vodiče

  Napětí aplikovaná na konce všech paralelních sekcí jsou stejná.

  (velké U_, U_left( Bright) ) – napětí na koncích vodičů.

  Rýže. 2. Rovnost napětí na koncích paralelně zapojených prvků obvodu

  Pravidlo pro proudy

  Celkový proud bude rozdělen na části. Každá z paralelních sekcí bude mít svůj vlastní tok proudu.

  (large I_, I_left( Bright) ) – proudy protékající paralelně zapojenými vodiči.

  Rýže. 3. Proudy protékající každým paralelně zapojeným prvkem se sčítají

  Navíc podle Ohmova zákona (odkaz) platí, že čím nižší je odpor sekce, tím větší proud jí protéká (obr. 4).

  Rýže. 4. Příklad rozložení proudu přes odpory paralelní části obvodu

  Z obrázku 4 vyplývá, že největší proud 2 A teče vodičem s nejnižším (3 Ohmy) odporem. A nejmenší proud 1 Ampér protéká vodičem s maximálním odporem 6 Ohmů.

  Při toku elektrického proudu bude pozorován jeho tepelný účinek, to znamená, že se odpory zahřejí, bez ohledu na to, zda je zapojíme paralelně nebo sériově. Množství uvolněného tepla lze vypočítat pomocí Joule-Lenzova zákona.

  Sériové připojení

  Chcete-li zjistit celkový odpor řetězu, použijte následující pravidlo:

  Rýže. 5. Způsob sériového připojení

  Celkový odpor je větší než větší odpor v sérii.

  Pravidlo pro stresy

  Napětí aplikované na konce řetězu bude rozděleno mezi vodiče. Čím větší je odpor vodiče, tím větší bude úbytek napětí na jeho koncích.

  Rýže. 6. Metoda výpočtu celkového napětí

  Celkové napětí bude rozděleno na části. Větší napětí bude v oblasti s větším odporem.

  Obrázek 7 ukazuje řetězec sestávající ze 4 odporů zapojených do série. Vodič s nejmenším odporem 5 ohmů má napětí 1 volt.

  Rýže. 7. Příklad rozložení napětí na odporech sériového obvodu

  Nejvyšší napětí 4 Volty je na koncích vodiče s odporem 20 Ohmů. Zatímco celkové napětí na koncích řetězu je 10 Voltů.

  Poznámka: Někdy fyzici místo fráze „napětí na koncích vodiče“ používají frázi „pokles napětí“. Vzhledem k tomu, že po každém prvku sekvenčního řetězce zůstává pouze určitá část původního celkového napětí.

  Proud ve vodičích

  Stejně jako tekutina proudící v potrubí sestávajícím z několika částí zapojených do série, budou stejné náboje protékat prvky zapojenými do série, to znamená, že poteče jediný celkový proud.

  V sériově zapojeném obvodu protéká všemi jeho prvky stejný proud.

  Rýže. 8. Rovnost proudů procházejících prvky sériového řetězce

  Závěry

  Chcete-li vyřešit problémy, musíte si zapamatovat pravidla pro stanovení odporu paralelních a sériových obvodů. Tato pravidla budou platit nejen pro dva, ale i pro libovolný počet zahrnutých prvků.

  Zbývající vzorce pro napětí a proudy lze snadno získat ze vzorců pro odpory pomocí Ohmova zákona pro část obvodu.

  Pro výpočty rozvětvených obvodů se používají Kirchhoffova pravidla.