Paralleelvooluprobleeme saab hõlpsasti lahendada, kui mõistate paralleelsete ahelate põhivalemeid ja põhimõtteid. Kui 2 või enam takistust on ühendatud kõrvuti, saab elektrivool "valida" tee (täpselt nagu auto kipub sõiduradasid vahetama ja sõitma kõrvuti, kui 1 sõidurada jaguneb kaheks sõidurajaks). Pärast selle artikli uurimist saate arvutada pinge, voolu ja takistuse väärtuse kahe või enama paralleelselt ühendatud takisti jaoks.
Põhivalem
- Kogu takistusvalem RT paralleelne ahel: 1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + …
- Elektripinge väärtus paralleelringi igas harus on alati sama: VT = V1 = V2 = V3 = …
- Kogu elektrivoolu väärtus IT = Mina1 + Mina2 + Mina3 + …
- Ohmi seaduse valem: V = IR
Samm
Osa 1 /3: Paralleelringide mõistmine
Samm 1. Tuvastage paralleelsed ahelad
Paralleelringil on kaks või enam haru, mis kõik pärinevad punktist A ja lähevad punkti B. Üksainus elektronide voog jaguneb paljudeks harudeks ja ühineb seejärel uuesti. Enamik paralleelse ahela probleeme küsib ahela kogupinge, takistuse või elektrivoolu väärtust (punktist A punkti B).
Paralleelselt kokku pandud komponendid asuvad igaüks eraldi harul
Samm 2. Mõista takistust ja elektrivoolu paralleelsetes ahelates
Kujutage ette kiirteed, millel on igal sõidurajal mitu sõidurada ja tasulised kabiinid, mis aeglustavad sõidukite liiklust. Uue sõiduraja loomine annab autodele täiendava sõiduraja, et liiklus sujuks sujuvamalt, kuigi uude sõidurada on ehitatud ka teemaks. Niisiis, nagu paralleelses ahelas, annab uue haru lisamine elektrivoolule uue tee. Sõltumata uue haru takistuse suurusest väheneb kogutakistus ja suureneb koguvool.
Samm 3. Summeerige iga haru voolutugevus, et leida kogu voolutugevus
Kui iga haru voolutugevus on teada, lisage see koguväärtuse saamiseks lihtsalt kokku. Kogu elektrivool on elektrivool, mis voolab läbi vooluahela pärast seda, kui kõik harud on kokku ühendatud. Kogu elektrivoolu valem: IT = Mina1 + Mina2 + Mina3 + …
Samm 4. Arvutage kogu takistuse väärtus
Kogutakistuse väärtuse R väljaselgitamiseksT paralleelring, kasutage võrrandit 1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 +… Iga R võrrandi paremal küljel tähistab takistuse väärtust paralleelringi 1 harus.
- Näide: ahelal on 2 takistit, mis on ühendatud paralleelselt, igaüks väärtusega 4Ω. 1/RT = 1/4Ω + 1/4Ω → 1/RT = 1/2Ω → RT = 2Ω. Teisisõnu, 2 haru, millel on sama takistus, on kaks korda kergem läbida kui üks haru üksinda.
- Kui ühel harul pole takistust (0Ω), läbib kogu elektrivool selle haru, nii et kogu takistuse väärtus on 0.
Samm 5. Mõista, mis on pinge
Pinge on elektrilise potentsiaali erinevus 2 punkti vahel. Kuna see võrdleb voolutee mõõtmise asemel 2 punkti, jääb pinge väärtus igas harus samaks. VT = V1 = V2 = V3 = …
Samm 6. Kasutage Ohmi seadust
Ohmi seadus kirjeldab pinge V, voolu I ja takistuse R vahelist seost: V = IR. Kui kaks kolmest väärtusest on teada, kasutage seda valemit kolmanda väärtuse leidmiseks.
Veenduge, et iga väärtus pärineks seeria samast osast. Lisaks väärtuse leidmisele ühes harus (V = I1R1), Ohmi seadust saab kasutada ka vooluahela koguväärtuse (V = I) arvutamiseksTRT).
Osa 2/3: näidisküsimused
Samm 1. Tehke loendamiseks tabel
Kui paralleelse ahela probleem nõuab rohkem kui ühte väärtust, aitab tabel teavet korrastada. Järgnev on näide 3 haruga paralleelsest vooluahela tabelist. Harud kirjutatakse sageli tähega R, millele järgneb väike ja pisut allapoole kirjutatud number.
| R1 | R2 | R3 | Kokku | Üksus | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | volt | ||||
| Mina | amprit | ||||
| R | ohm |
Samm 2. Täitke teadaolevad väärtused
Näiteks kasutab paralleelskeem 12 -voldist akut. Sellel vooluahelal on 3 paralleelset haru, mille iga takistus on 2Ω, 4Ω ja 9Ω. Kirjutage tabelisse kõik teadaolevad väärtused:
| R1 | R2 | R3 | Kokku | Üksus | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | 12. samm. | volt | |||
| Mina | amprit | ||||
| R | 2. samm. | 4. samm. | 9. samm. | ohm |
Samm 3. Kopeerige võrgu pinge väärtused igas harus
Pidage meeles, et kogu vooluahela pinge väärtus on sama mis paralleelringi iga haru pinge väärtus.
| R1 | R2 | R3 | Kokku | Üksus | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | 12. samm. | 12. samm. | 12. samm. | 12. samm. | volt |
| Mina | amprit | ||||
| R | 2 | 4 | 9 | ohm |
Samm 4. Kasutage Ohmi seaduse valemit, et leida iga haru voolutugevus
Tabeli iga veerg koosneb pingest, voolust ja takistusest. See tähendab, et alati võib leida tundmatu väärtuse, kui samas veerus on teada veel kaks väärtust. Pidage meeles, et Ohmi seaduse valem on V = IR. Meie näite tundmatu väärtus on elektrivool. Niisiis, valemit saab muuta I = V/R
| R1 | R2 | R3 | Kokku | Üksus | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | 12 | 12 | 12 | 12 | volt |
| Mina | 12/2 = 6 | 12/4 = 3 | 12/9 = ~1, 33 | amprit | |
| R | 2 | 4 | 9 | ohm |
Samm 5. Arvutage kogu elektrivool
Kogu elektrivoolu on lihtne leida, sest see on iga haru voolude summa.
| R1 | R2 | R3 | Kokku | Üksus | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | 12 | 12 | 12 | 12 | volt |
| Mina | 6 | 3 | 1, 33 | 6 + 3 + 1, 33 = 10, 33 | amprit |
| R | 2 | 4 | 9 | ohm |
Samm 6. Arvutage kogutakistus
Kogu takistust saab arvutada kahel viisil. Takistuse väärtuste joont saab kasutada kogu takistuse arvutamiseks võrrandiga 1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3. Kuid kogutakistust on sageli lihtsam arvutada Ohmi seaduse valemiga, mis kasutab V ja I koguväärtusi. Takistuse arvutamiseks muutke Ohmi seaduse valem väärtuseks R = V/I
| R1 | R2 | R3 | Kokku | Üksus | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | 12 | 12 | 12 | 12 | volt |
| Mina | 6 | 3 | 1, 33 | 10, 33 | amprit |
| R | 2 | 4 | 9 | 12 / 10, 33 = ~1.17 | ohm |
Osa 3 /3: Probleemide variatsioonid
Samm 1. Arvutage elektrivõimsus
Sarnaselt teiste vooluahelatega saab elektrivõimsust arvutada võrrandi P = IV abil. Kui iga haru võimsus on arvutatud, arvutatakse koguvõimsus PT võrdub iga haru võimsuse summaga (lk1 + P.2 + P.3 + …).
Samm 2. Arvutage kaheharulise paralleelringi kogutakistus
Kui paralleelsel ahelal on ainult kaks takistust, saab kogutakistuse valemit lihtsustada järgmiselt:
RT = R1R2 / (R.1 + R2)
Samm 3. Arvutage kogutakistus, kui kõigi takistuste väärtused on samad
Kui kõik paralleelringi takistused on sama väärtusega, muutub kogutakistuse valem palju lihtsamaks: RT = R1 / N. N on vooluahela takistuste arv.
Näide: kaks paralleelselt ühendatud võrdse väärtusega takistit annavad ühe takistuse kogutakistuse. Kaheksa võrdse väärtusega tõket tagavad ühe takistuse kogutakistuse
Samm 4. Arvutage paralleelringi haru elektrivool ilma pinget kasutamata
Kirchhoffi praeguse seadusega tuntud võrrand võimaldab leida iga haru voolutugevuse väärtuse isegi siis, kui vooluahela pinget ei teata. Siiski peab olema teada iga haru takistus ja vooluahela koguvool.
- Paralleelring kahe takistusega: I1 = MinaTR2 / (R.1 + R2)
- Rohkem kui 2 takistusega paralleelring: I arvutamiseks1, leidke kõigi takistuste kogutakistus, välja arvatud R1. Kasutage paralleelse ahela takistuse valemit. Järgmisena kasutage ülaltoodud valemit ja kirjutage oma vastus tähega R2.
Näpunäiteid
- Kui töötate segavooluahelaga (jadaparalleel), arvutage kõigepealt paralleelosa. Järgmisena peate lihtsalt välja arvutama seeria osa, mis on palju lihtsam.
- Paralleelses vooluahelas on pinge kõigil takistustel sama.
- Kui teil pole kalkulaatorit, võib mõne vooluahela kogutakistust R. väärtuse abil raske arvutada1, R2, jne. Sellisel juhul kasutage iga haru voolutugevuse arvutamiseks Ohmi seaduse valemit.
- Ohmi seaduse valemit saab kirjutada ka E = IR või V = AR; erinevad sümbolid, kuid tähendus on sama.
- Totaalset takistust tuntakse ka kui "samaväärset takistust".
