Paralēlās ķēdes problēmas var viegli atrisināt, ja saprotat paralēlo ķēžu pamatformulas un principus. Ja blakus ir savienoti 2 vai vairāki šķēršļi, elektriskā strāva var "izvēlēties" ceļu (tāpat kā automašīna mēdz mainīt joslas un braukt blakus, ja 1 joslas ceļš sadalās 2 joslās). Pēc šī raksta izpētīšanas jūs varēsit aprēķināt sprieguma, strāvas un pretestības vērtību 2 vai vairākiem paralēli savienotiem rezistoriem.
Pamata formula
- Kopējās pretestības formula RT paralēlā ķēde: 1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + …
- Elektriskā sprieguma vērtība katrā paralēlas ķēdes zarā vienmēr ir vienāda: VT = V1 = V2 = V3 = …
- Kopējās elektriskās strāvas vērtība IT = Es1 + Es2 + Es3 + …
- Omas likuma formula: V = IR
Solis
1. daļa no 3: Izpratne par paralēlajām shēmām
Solis 1. Identificējiet paralēlās ķēdes
Paralēlajai ķēdei ir 2 vai vairāk atzaru, no kurām visas nāk no punkta A un virzās uz punktu B. Viena elektronu plūsma sadalās daudzos zaros un pēc tam atkal pievienojas. Lielākajā daļā paralēlo ķēžu problēmu tiek prasīta ķēdes kopējā sprieguma, pretestības vai elektriskās strāvas vērtība (no punkta A līdz punktam B).
Sastāvdaļas, kas ir “samontētas paralēli”, atrodas katrā atsevišķā atzarā
2. solis. Izprotiet pretestību un elektrisko strāvu paralēlās ķēdēs
Iedomājieties automaģistrāli, kurā katrā joslā ir vairākas joslas un nodevu kabīnes, kas palēnina transportlīdzekļu satiksmi. Izveidojot jaunu joslu, automašīnām tiek nodrošināta papildu josla, lai satiksme ritētu vienmērīgāk, lai gan jaunajā joslā ir uzbūvēta arī nodevu iekasēšanas kabīne. Tātad, tāpat kā paralēlā ķēdē, jaunas filiāles pievienošana nodrošina jaunu elektriskās strāvas ceļu. Neatkarīgi no pretestības lieluma jaunajā nozarē kopējā pretestība samazinās un kopējā strāvas stiprums palielinās.
3. solis. Saskaitiet katras filiāles strāvas stiprumu, lai atrastu kopējo strāvas stiprumu
Ja strāvas stiprums katrā nozarē ir zināms, vienkārši pievienojiet to, lai iegūtu kopējo strāvas stiprumu. Kopējā elektriskā strāva ir elektriskās strāvas daudzums, kas plūst caur ķēdi pēc tam, kad visas filiāles atkal ir kopā. Kopējās elektriskās strāvas formula: IT = Es1 + Es2 + Es3 + …
Solis 4. Aprēķiniet kopējo pretestības vērtību
Lai noskaidrotu kopējo pretestības vērtību RT paralēlo ķēdi, izmantojiet vienādojumu 1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 +… Katrs R vienādojuma labajā pusē apzīmē pretestības vērtību 1 paralēlas ķēdes atzarā.
- Piemērs: ķēdei ir 2 paralēli savienoti rezistori, katrs ar vērtību 4Ω. 1/RT = 1/4Ω + 1/4Ω → 1/RT = 1/2Ω → RT = 2Ω. Citiem vārdiem sakot, 2 zarus, kuriem ir vienāda pretestība, ir divreiz vieglāk šķērsot nekā 1 zaru atsevišķi.
- Ja vienai zarei nav pretestības (0Ω), visa elektriskā strāva izies caur šo zaru, tāpēc kopējā pretestības vērtība = 0.
Solis 5. Izprotiet, kas ir spriegums
Spriegums ir elektriskā potenciāla starpība starp 2 punktiem. Tā kā plūsmas ceļa mērīšanas vietā tiek salīdzināti 2 punkti, sprieguma vērtība jebkurā nozarē paliek nemainīga. VT = V1 = V2 = V3 = …
6. Izmantojiet Oma likumu
Oma likums apraksta attiecības starp spriegumu V, strāvu I un pretestību R: V = IR. Ja ir zināmas divas no trim vērtībām, izmantojiet šo formulu, lai atrastu trešo vērtību.
Pārliecinieties, ka katra vērtība nāk no vienas sērijas daļas. Papildus vērtības atrašanai vienā filiālē (V = I1R1), Oma likumu var izmantot arī, lai aprēķinātu kopējo ķēdes vērtību (V = ITRT).
2. daļa no 3: Jautājumu paraugi
1. solis. Izveidojiet tabulu, lai reģistrētu skaitu
Ja paralēlās ķēdes problēma prasa vairāk nekā vienu vērtību, tabula palīdz sakārtot informāciju. Tālāk ir sniegts paralēlas shēmas tabulas piemērs ar 3 filiālēm. Nozares bieži raksta kā R, kam seko skaitlis, kas rakstīts mazā un nedaudz uz leju.
| R1 | R2 | R3 | Kopā | Vienība | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | voltiem | ||||
| Es | ampēri | ||||
| R | ohm |
2. solis. Aizpildiet zināmās vērtības
Piemēram, paralēlā ķēde izmanto 12 voltu akumulatoru. Šai shēmai ir 3 paralēli zari, katrs ar pretestību 2Ω, 4Ω un 9Ω. Tabulā ierakstiet visas zināmās vērtības:
| R1 | R2 | R3 | Kopā | Vienība | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | 12. solis. | volti | |||
| Es | ampēri | ||||
| R | 2. solis. | 4. solis. | 9. solis. | ohm |
Solis 3. Kopējiet tīkla sprieguma vērtības katrā nozarē
Atcerieties, ka sprieguma vērtība visā ķēdē ir tāda pati kā sprieguma vērtība katrā paralēlas ķēdes filiālē.
| R1 | R2 | R3 | Kopā | Vienība | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | 12. solis. | 12. solis. | 12. solis. | 12. solis. | volti |
| Es | ampēri | ||||
| R | 2 | 4 | 9 | ohm |
4. solis. Izmantojiet Oma likumu formulu, lai atrastu strāvas stiprumu katrā zarā
Katra tabulas sleja sastāv no sprieguma, strāvas un pretestības. Tas ir, nezināmu vērtību vienmēr var atrast, ja vien tajā pašā slejā ir zināmas vēl divas vērtības. Atcerieties, ka Oma likuma formula ir V = IR. Mūsu piemērā nezināmā vērtība ir elektriskā strāva. Tātad, formulu var mainīt uz I = V/R
| R1 | R2 | R3 | Kopā | Vienība | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | 12 | 12 | 12 | 12 | volti |
| Es | 12/2 = 6 | 12/4 = 3 | 12/9 = ~1, 33 | ampēri | |
| R | 2 | 4 | 9 | ohm |
Solis 5. Aprēķiniet kopējo elektrisko strāvu
Kopējo elektrisko strāvu ir viegli atrast, jo tā ir katras filiāles strāvu summa.
| R1 | R2 | R3 | Kopā | Vienība | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | 12 | 12 | 12 | 12 | voltiem |
| Es | 6 | 3 | 1, 33 | 6 + 3 + 1, 33 = 10, 33 | ampēri |
| R | 2 | 4 | 9 | ohm |
6. solis. Aprēķiniet kopējo pretestību
Kopējo pretestību var aprēķināt divos veidos. Pretestības vērtību līniju var izmantot, lai aprēķinātu kopējo pretestību ar vienādojumu 1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3. Tomēr kopējo pretestību bieži ir vieglāk aprēķināt, izmantojot Oma likuma formulu, kurā tiek izmantotas kopējās V un I vērtības. Lai aprēķinātu pretestību, nomainiet Oma likuma formulu uz R = V/I
| R1 | R2 | R3 | Kopā | Vienība | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | 12 | 12 | 12 | 12 | volti |
| Es | 6 | 3 | 1, 33 | 10, 33 | ampēri |
| R | 2 | 4 | 9 | 12 / 10, 33 = ~1.17 | ohm |
3. daļa no 3: Problēmas variācijas
Solis 1. Aprēķiniet elektrisko jaudu
Tāpat kā citās ķēdēs, elektroenerģiju var aprēķināt pēc vienādojuma P = IV. Ja jauda katrā nozarē ir aprēķināta, kopējā jauda PT vienāds ar katras filiāles jaudas summu (P.1 + P.2 + P.3 + …).
2. solis. Aprēķiniet divu zaru paralēlas ķēdes kopējo pretestību
Ja paralēlajai ķēdei ir tikai divas pretestības, kopējās pretestības formulu var vienkāršot šādi:
RT = R1R2 / (R.1 + R.2)
Solis 3. Aprēķiniet kopējo pretestību, ja visu pretestību vērtības ir vienādas
Ja visām pretestībām paralēlajā ķēdē ir vienāda vērtība, kopējās pretestības formula kļūst daudz vienkāršāka: RT = R1 / N. N ir pretestību skaits ķēdē.
Piemērs: divi paralēli savienoti vienādas vērtības rezistori nodrošina vienas pretestības kopējo pretestību. Astoņas vienādas vērtības barjeras nodrošina vienas pretestības kopējo pretestību
Solis 4. Aprēķiniet elektrisko strāvu paralēlās ķēdes atzarojumā, neizmantojot spriegumu
Vienādojums, kas pazīstams kā Kirhhofa pašreizējais likums, ļauj atrast katras filiāles strāvas stiprumu, pat ja ķēdes spriegums nav zināms. Tomēr ir jāzina katras filiāles pretestība un ķēdes kopējā strāva.
- Paralēlā ķēde ar 2 pretestībām: I1 = EsTR2 / (R.1 + R.2)
- Paralēlā ķēde ar vairāk nekā 2 pretestībām: lai aprēķinātu I1, atrodiet visu pretestību kopējo pretestību, izņemot R1. Izmantojiet paralēlās ķēdes pretestības formulu. Pēc tam izmantojiet iepriekš minēto formulu, atbildi uzrakstot kā R2.
Padomi
- Ja strādājat ar jauktas ķēdes (sērijveida paralēlas) problēmu, vispirms aprēķiniet paralēlo daļu. Tālāk jums vienkārši jāaprēķina sērijas daļa, kas ir daudz vieglāk.
- Paralēlajā ķēdē spriegums ir vienāds visās pretestībās.
- Ja jums nav kalkulatora, dažu ķēžu kopējo pretestību var būt grūti aprēķināt, izmantojot R. vērtību1, R.2utt. Ja tas tā ir, izmantojiet Ohmas likuma formulu, lai aprēķinātu katras filiāles strāvas stiprumu.
- Omas likuma formulu var rakstīt arī E = IR vai V = AR; dažādi simboli, bet nozīme ir viena.
- Kopējo pretestību sauc arī par "līdzvērtīgu pretestību".
