Паралельне з'єднання резисторів, поряд зпослідовним, є основним способом з'єднання елементів в електричному ланцюзі. У другому варіанті всі елементи встановлені послідовно: кінець одного елемента з'єднаний з початком наступного. У такій схемі сила струму на всіх елементах однакова, а падіння напруги залежить від опору кожного елемента. У послідовному з'єднанні є два вузла. До одного під'єднані початку всіх елементів, а до другого їх кінці. Умовно для постійного струму можна позначити їх як плюс і мінус, а для змінного як фазу і нуль. Завдяки своїм особливостям знаходить широке застосування в електричних схемах, в тому числі і зі змішаним з'єднанням. Властивості однакові для постійного і змінного струму.
Розрахунок загального опору при паралельному з'єднанні резисторів
На відміну від послідовного з'єднання, дедля знаходження загального опору досить скласти значення кожного елемента, для паралельного те ж саме буде справедливо для провідності. А так як вона обернено пропорційна опору, отримаємо формулу, представлену разом зі схемою на наступному малюнку:
Необхідно відзначити одну важливу особливістьрозрахунку паралельного з'єднання резисторів: загальне значення буде завжди менше, ніж найменша з них. Для резисторів справедливо як для постійного, так і для змінного струму. Котушки і конденсатори мають свої особливості.
Сила струму і напруга
При розрахунку паралельного опорурезисторів необхідно знати, як розрахувати напругу і силу струму. У цьому випадку нам допоможе закон Ома, який визначає зв'язок між опором, силою струму і напругою.
Виходячи з першої формулювання закону Кирхгофа,отримаємо, що сума сходяться в одному вузлі струмів дорівнює нулю. Напрямок вибираємо по напрямку протікання струму. Таким чином, позитивним напрямком для першого вузла можна вважати вхідний струм від джерела живлення. А негативними будуть відходять з кожного резистора. Для другого вузла картина протилежна. Виходячи з формулювання закону, отримаємо, що сумарний струм дорівнює сумі струмів, що проходять через кожен паралельно з'єднаний резистор.
Підсумкове напруга же визначається за другим законом Кірхгофа. Воно однаково для кожного резистора і дорівнює загальній. Ця особливість використовується для підключення розеток і освітлення в квартирах.
приклад розрахунку
Як перший приклад наведемо розрахунокопору при паралельному з'єднанні однакових резисторів. Сила струму, що протікає через них, буде однаковою. Приклад розрахунку опору виглядає так:
За цим прикладом прекрасно видно, що загальнеопір нижче в два рази, ніж кожне з них. Це відповідає тому, що сумарна сила струму в два рази вище, ніж у одного. А також прекрасно співвідноситься зі збільшенням провідності в два рази.
другий приклад
Розглянемо приклад паралельного з'єднання трьох резисторів. Для розрахунку використовуємо стандартну формулу:
Схожим чином розраховуються схеми з великою кількістю паралельно з'єднаних резисторів.
Приклад змішаного з'єднання
Для змішаного з'єднання, наприклад, представленого нижче, розрахунок проводитиметься в кілька етапів.
Для початку послідовні елементи можнаумовно замінити одним резистором, що володіє опором, що дорівнює сумі двох замінних. Далі загальний опір вважаємо тим же способом, що і для попереднього прикладу. Даний метод підійде і для інших більш складних схем. Послідовно спрощуючи схему, можна отримати необхідне значення.
Наприклад, якщо замість резистора R3 будуть підключені два паралельних, потрібно спочатку розрахувати їх опір, замінивши їх еквівалентним. А далі те ж саме, що і в прикладі вище.
Застосування паралельної схеми
Паралельне з'єднання резисторів знаходить своєзастосування в багатьох випадках. Послідовне підключення збільшує опір, а для нашого випадку воно зменшиться. Наприклад, для електричного кола потрібно опір в 5 Ом, але є тільки резистори на 10 Ом і вище. З першого прикладу ми знаємо, що можна отримати в два рази менше значення опору, якщо встановити два однакових резистора паралельно один одному.
Зменшити опір можна ще більше,наприклад, якщо дві пари паралельно з'єднаних резисторів з'єднати паралельно відносно один одного. Можна зменшити опір ще в два рази, якщо резистори мають однакове опір. Комбінуючи з послідовним з'єднанням, можна отримати будь-яке значення.
Другий приклад - це використання паралельногопідключення для освітлення і розеток в квартирах. Завдяки такому підключенню напруга на кожному елементі не буде залежати від їх кількості і буде однаковим.
Ще один приклад використання паралельногопідключення - це захисне заземлення електрообладнання. Наприклад, якщо людина стосується металевого корпусу приладу, на який відбудеться пробій, вийде паралельне з'єднання його і захисного провідника. Першим вузлом буде місце дотику, а другим нульова точка трансформатора. За провідника і людині буде текти різний струм. Величину опору останнього приймають за 1000 Ом, хоча реальне значення часто набагато більше. Якби не було заземлення, весь струм, що протікає в схемі, пішов би через людину, так як він був би єдиним провідником.
Паралельне з'єднання може використовуватися і для батарей. Напруга при цьому залишається тим самим, проте в два рази зростає їх ємність.
підсумок
При підключенні резисторів паралельно,напруга на них буде однаковим, а струм дорівнює сумі протікають через кожен резистор. Провідність буде рівнятися сумі кожного. Від цього і виходить незвичайна формула сумарного опору резисторів.
Необхідно враховувати при розрахунку паралельногоз'єднання резисторів то, що підсумкове опір буде завжди менше самого маленького. Це також можна пояснити підсумовуванням провідності резисторів. Остання буде зростати при додаванні нових елементів, відповідно і провідність буде зменшуватися.
