Parallelschaltung von Widerständen, zusammen mitsequentiell ist die Hauptmethode zum Verbinden von Elementen in einem Stromkreis. In der zweiten Version werden alle Elemente in Reihe installiert: Das Ende eines Elements ist mit dem Anfang des nächsten verbunden. In einem solchen Schema ist die Stromstärke an allen Elementen gleich und der Spannungsabfall hängt vom Widerstand jedes Elements ab. In einer seriellen Verbindung befinden sich zwei Knoten. Die Anfänge aller Elemente sind mit einem verbunden und ihre Enden mit dem zweiten. Herkömmlicherweise können sie für Gleichstrom als Plus und Minus und für Wechselstrom als Phase und Null bezeichnet werden. Aufgrund seiner Eigenschaften wird es häufig in elektrischen Schaltkreisen verwendet, einschließlich solchen mit gemischten Verbindungen. Die Eigenschaften sind für DC und AC gleich.
Berechnung des Gesamtwiderstands bei Parallelschaltung von Widerständen
Im Gegensatz zur seriellen Verbindung, woUm den Gesamtwiderstand zu ermitteln, reicht es aus, den Wert jedes Elements zu addieren. Parallel gilt dies auch für die Leitfähigkeit. Und da es umgekehrt proportional zum Widerstand ist, erhalten wir die Formel zusammen mit dem Diagramm in der folgenden Abbildung:
Ein wichtiges Merkmal sollte beachtet werdenBerechnung der Parallelschaltung von Widerständen: Der Gesamtwert ist immer kleiner als der kleinste. Für Widerstände gilt dies sowohl für Gleich- als auch für Wechselstrom. Spulen und Kondensatoren haben ihre eigenen Eigenschaften.
Strom und Spannung
Bei der Berechnung des ParallelwiderstandsWiderstände müssen wissen, wie Spannung und Strom berechnet werden. In diesem Fall hilft uns das Ohmsche Gesetz, das die Beziehung zwischen Widerstand, Strom und Spannung bestimmt.
Basierend auf der ersten Formulierung von Kirchhoffs Gesetz,Wir erhalten, dass die Summe der an einem Knoten konvergierenden Ströme gleich Null ist. Die Richtung wird in Richtung des Stromflusses gewählt. Somit kann der von der Stromversorgung eingehende Strom als positive Richtung für den ersten Knoten angesehen werden. Und von jedem Widerstand geht ein negativer Ausgang aus. Für den zweiten Knoten ist das Bild das Gegenteil. Basierend auf der Formulierung des Gesetzes erhalten wir, dass der Gesamtstrom gleich der Summe der Ströme ist, die durch jeden parallel geschalteten Widerstand fließen.
Die endgültige Spannung wird durch das zweite Kirchhoffsche Gesetz bestimmt. Sie ist für jeden Widerstand gleich und entspricht der Summe. Diese Funktion wird verwendet, um Steckdosen und Beleuchtung in Wohnungen anzuschließen.
Berechnungsbeispiel
Als erstes Beispiel geben wir die Berechnung anWiderstand bei Parallelschaltung der gleichen Widerstände. Der durch sie fließende Strom ist der gleiche. Ein Beispiel für die Berechnung des Widerstands sieht folgendermaßen aus:
Dieses Beispiel zeigt deutlich, dass der GeneralDer Widerstand ist zweimal niedriger als jeder von ihnen. Dies entspricht der Tatsache, dass die Gesamtstromstärke doppelt so hoch ist wie die von einem. Und korreliert auch perfekt mit der Verdoppelung der Leitfähigkeit.
Zweites Beispiel
Betrachten Sie ein Beispiel für die parallele Verbindung von drei Widerständen. Für die Berechnung verwenden wir die Standardformel:
Schaltungen mit einer großen Anzahl parallel geschalteter Widerstände werden auf ähnliche Weise berechnet.
Beispiel für eine gemischte Verbindung
Für eine gemischte Verbindung, die beispielsweise unten dargestellt ist, wird die Berechnung in mehreren Stufen durchgeführt.
Für den Anfang können aufeinanderfolgende Elemente seinErsetzen Sie bedingt durch einen Widerstand mit einem Widerstand, der der Summe der beiden zu ersetzenden Widerstände entspricht. Ferner wird der Gesamtwiderstand auf die gleiche Weise wie für das vorherige Beispiel berechnet. Diese Methode eignet sich auch für andere komplexere Schaltungen. Durch konsequente Vereinfachung der Schaltung erhalten Sie den gewünschten Wert.
Wenn beispielsweise anstelle des Widerstands R3 zwei parallele angeschlossen sind, müssen Sie zuerst ihren Widerstand berechnen und durch einen äquivalenten ersetzen. Und dann das Gleiche wie im obigen Beispiel.
Anwendung einer Parallelschaltung
Parallelschaltung von Widerständen findet seineAnwendung in vielen Fällen. Die serielle Verbindung erhöht den Widerstand, in unserem Fall nimmt er jedoch ab. Beispielsweise benötigt ein Stromkreis einen Widerstand von 5 Ohm, es gibt jedoch nur Widerstände von 10 Ohm und mehr. Aus dem ersten Beispiel wissen wir, dass Sie den halben Widerstandswert erhalten können, wenn Sie zwei identische Widerstände parallel zueinander installieren.
Sie können den Widerstand noch weiter reduzieren,Zum Beispiel, wenn zwei Paare parallel geschalteter Widerstände parallel zueinander geschaltet sind. Sie können den Widerstand um die Hälfte reduzieren, wenn die Widerstände den gleichen Widerstand haben. Durch die Kombination mit einer seriellen Verbindung kann ein beliebiger Wert erhalten werden.
Das zweite Beispiel verwendet ParallelAnschlüsse für Beleuchtung und Steckdosen in Wohnungen. Dank dieser Verbindung hängt die Spannung an jedem Element nicht von seiner Anzahl ab und ist gleich.
Ein weiteres Beispiel für die Verwendung von ParallelAnschlüsse sind die Schutzerdung elektrischer Geräte. Wenn beispielsweise eine Person den Metallkörper des Geräts berührt, bei dem ein Ausfall auftritt, entsteht eine parallele Verbindung zwischen ihm und dem Schutzleiter. Der erste Knoten ist der Berührungspunkt und der zweite der Nullpunkt des Transformators. Ein anderer Strom fließt durch den Leiter und die Person. Der Widerstandswert des letzteren wird als 1000 Ohm angenommen, obwohl der reale Wert oft viel höher ist. Wenn es keine Erdung gäbe, würde der gesamte im Stromkreis fließende Strom durch die Person fließen, da er der einzige Leiter wäre.
Parallelschaltung kann auch für Batterien verwendet werden. In diesem Fall bleibt die Spannung gleich, aber ihre Kapazität verdoppelt sich.
Das Ergebnis
Wenn Sie Widerstände parallel schalten,Die Spannung über ihnen ist gleich und der Strom ist gleich der Summe, die durch jeden Widerstand fließt. Die Leitfähigkeit entspricht jeweils der Summe. Daraus ergibt sich eine ungewöhnliche Formel für den Gesamtwiderstand der Widerstände.
Bei der Parallelberechnung zu berücksichtigenDer Anschluss von Widerständen besteht darin, dass der Endwiderstand immer kleiner als der kleinste ist. Dies kann auch durch die Summe der Leitfähigkeit der Widerstände erklärt werden. Letzteres nimmt mit der Hinzufügung neuer Elemente zu und die Leitfähigkeit nimmt ab.
