Problemi s paralelnim krugovima mogu se lako riješiti ako razumijete osnovne formule i principe paralelnih krugova. Ako su 2 ili više prepreka povezane jedna do druge, električna struja može "izabrati" put (baš kao što automobil nastoji promijeniti traku i voziti jedno uz drugo ako se cesta s 1 trakom podijeli na 2 trake). Nakon proučavanja ovog članka moći ćete izračunati vrijednost napona, struje i otpora za 2 ili više paralelno spojenih otpornika.
Osnovna formula
- Formula ukupnog otpora RT paralelni krug: 1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + …
- Vrijednost električnog napona u svakoj grani paralelnog kruga uvijek je ista: VT = V1 = V2 = V3 = …
- Vrijednost ukupne električne struje IT = Ja1 + Ja2 + Ja3 + …
- Formula Ohmovog zakona: V = IR
Korak
1. dio od 3: Razumijevanje paralelnih sklopova
Korak 1. Identificirajte paralelna kola
Paralelni krug ima 2 ili više grana od kojih sve potječu iz točke A i idu u točku B. Jedan tok elektrona dijeli se na mnoge grane, a zatim se ponovno spaja. Većina problema s paralelnim krugom traži vrijednost ukupnog napona, otpora ili električne struje u krugu (od točke A do točke B).
Komponente koje su "paralelno sastavljene" nalaze se svaka na zasebnoj grani
Korak 2. Shvatite otpor i električnu struju u paralelnim krugovima
Zamislite autocestu s više traka i naplatnim kućicama u svakoj traci koja usporava promet vozila. Stvaranje nove trake pruža dodatnu traku za automobile kako bi promet tekao lakše, iako je na novoj traci izgrađena i naplatna kućica. Dakle, baš kao u paralelnom krugu, dodavanje nove grane daje novi put za električnu struju. Bez obzira na količinu otpora u novoj grani, ukupni otpor se smanjuje, a ukupna amperaža raste.
Korak 3. Zbrojite amperažu svake grane kako biste pronašli ukupnu amperažu
Ako je amperaža u svakoj grani poznata, samo je zbrojite da biste dobili ukupnu amperažu. Ukupna električna struja je količina električne struje koja teče kroz krug nakon što se sve grane ponovno spoje. Formula za ukupnu električnu struju: IT = Ja1 + Ja2 + Ja3 + …
Korak 4. Izračunajte ukupnu vrijednost otpora
Da biste saznali ukupnu vrijednost otpora RT paralelni krug, koristite jednadžbu 1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 +… Svaki R na desnoj strani jednadžbe predstavlja vrijednost otpora u 1 ogranku paralelnog kruga.
- Primjer: kolo ima 2 otpornika spojena paralelno, svaki s vrijednošću od 4Ω. 1/RT = 1/4Ω + 1/4Ω → 1/RT = 1/2Ω → RT = 2Ω. Drugim riječima, 2 grane s istim otporom dvaput se lakše prelaze od jedne grane same.
- Ako jedna grana nema otpor (0Ω), sva električna struja će proći kroz tu granu pa je ukupna vrijednost otpora = 0.
Korak 5. Shvatite što je napon
Napon je razlika u električnom potencijalu između 2 točke. Budući da se uspoređuju 2 točke umjesto da se mjeri put protoka, vrijednost napona ostaje ista u bilo kojoj grani. V.T = V1 = V2 = V3 = …
Korak 6. Koristite Ohmov zakon
Ohmov zakon opisuje odnos između napona V, struje I i otpora R: V = IR. Ako su poznate dvije od tri vrijednosti, pomoću ove formule pronađite treću vrijednost.
Provjerite dolazi li svaka vrijednost iz istog dijela niza. Osim pronalaženja vrijednosti u jednoj grani (V = I1R1), Ohmov zakon se također može koristiti za izračunavanje ukupne vrijednosti strujnog kruga (V = ITRT).
Dio 2 od 3: Primjeri pitanja
Korak 1. Napravite tablicu za bilježenje broja
Ako problem s paralelnim krugom traži više vrijednosti, tablica vam pomaže organizirati informacije. Slijedi primjer paralelne tablice sa 3 grane. Grane se često pišu kao R nakon čega slijedi broj napisan malim i blago prema dolje.
| R1 | R2 | R3 | Ukupno | Jedinica | |
|---|---|---|---|---|---|
| V. | volt | ||||
| Ja | amper | ||||
| R | ohm |
Korak 2. Ispunite poznate vrijednosti
Na primjer, paralelni krug koristi bateriju od 12 volti. Ovaj krug ima 3 paralelne grane, svaka sa otporom od 2Ω, 4Ω i 9Ω. U tablicu upišite sve poznate vrijednosti:
| R1 | R2 | R3 | Ukupno | Jedinica | |
|---|---|---|---|---|---|
| V. | Korak 12. | volt | |||
| Ja | amper | ||||
| R | Korak 2. | Korak 4. | Korak 9. | ohm |
Korak 3. Kopirajte vrijednosti mrežnog napona u svakoj grani
Upamtite, vrijednost napona u cijelom krugu jednaka je vrijednosti napona na svakoj grani paralelnog kruga.
| R1 | R2 | R3 | Ukupno | Jedinica | |
|---|---|---|---|---|---|
| V. | Korak 12. | Korak 12. | Korak 12. | Korak 12. | volt |
| Ja | amper | ||||
| R | 2 | 4 | 9 | ohm |
Korak 4. Pomoću formule Ohmovog zakona pronađite amperažu svake grane
Svaki stupac tablice sastoji se od napona, struje i otpora. To jest, nepoznata vrijednost se uvijek može pronaći sve dok su poznate još dvije vrijednosti u istom stupcu. Zapamtite, formula Ohmovog zakona je V = IR. Nepoznata vrijednost u našem primjeru je električna struja. Dakle, formula se može promijeniti u I = V/R
| R1 | R2 | R3 | Ukupno | Jedinica | |
|---|---|---|---|---|---|
| V. | 12 | 12 | 12 | 12 | volt |
| Ja | 12/2 = 6 | 12/4 = 3 | 12/9 = ~1, 33 | amper | |
| R | 2 | 4 | 9 | ohm |
Korak 5. Izračunajte ukupnu električnu struju
Ukupnu električnu struju lako je pronaći jer je to zbroj struja svake grane.
| R1 | R2 | R3 | Ukupno | Jedinica | |
|---|---|---|---|---|---|
| V. | 12 | 12 | 12 | 12 | volt |
| Ja | 6 | 3 | 1, 33 | 6 + 3 + 1, 33 = 10, 33 | amper |
| R | 2 | 4 | 9 | ohm |
Korak 6. Izračunajte ukupni otpor
Ukupni otpor može se izračunati na dva načina. Linija vrijednosti otpora može se koristiti za izračun ukupnog otpora pomoću jednadžbe 1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3. Međutim, ukupni otpor često je lakše izračunati pomoću formule Ohmovog zakona koja koristi ukupne vrijednosti V i I. Za izračun otpora promijenite formulu Ohmovog zakona u R = V/I
| R1 | R2 | R3 | Ukupno | Jedinica | |
|---|---|---|---|---|---|
| V. | 12 | 12 | 12 | 12 | volt |
| Ja | 6 | 3 | 1, 33 | 10, 33 | amper |
| R | 2 | 4 | 9 | 12 / 10, 33 = ~1.17 | ohm |
3. dio od 3: Varijacije problema
Korak 1. Izračunajte električnu snagu
Kao i u drugim krugovima, električna snaga može se izračunati jednadžbom P = IV. Ako je izračunata snaga u svakoj grani, ukupna snaga PT jednaka zbroju snaga svake grane (str1 + P2 + P3 + …).
Korak 2. Izračunajte ukupni otpor dvožilnog paralelnog kruga
Ako paralelni krug ima samo dva otpora, formula za ukupni otpor može se pojednostaviti na:
RT = R1R2 / (R.1 + R2)
Korak 3. Izračunajte ukupni otpor ako su vrijednosti svih otpora iste
Ako svi otpori u paralelnom krugu imaju istu vrijednost, formula za ukupni otpor postaje mnogo jednostavnija: RT = R1 / N. N je broj otpora u krugu.
Primjer: dva paralelno spojena otpornika pružaju ukupni otpor jednog otpora. Osam barijera jednakih vrijednosti osigurava ukupni otpor jednog otpora
Korak 4. Izračunajte električnu struju u grani paralelnog kruga bez korištenja napona
Jednadžba poznata kao Kirchhoffov trenutni zakon dopušta da se pronađe vrijednost amperaže svake grane čak i ako napon kruga nije poznat. Međutim, otpor svake grane i ukupna struja kruga moraju biti poznati.
- Paralelni krug s 2 otpora: I1 = JaTR2 / (R.1 + R2)
- Paralelni krug s više od 2 otpora: za izračunavanje I1, pronaći ukupni otpor svih otpora osim R1. Upotrijebite formulu otpora paralelnog kruga. Zatim upotrijebite gornju formulu, s vašim odgovorom napisanim kao R.2.
Savjeti
- Ako radite na problemu mješovitog kruga (serijski paralelni), najprije izračunajte paralelni dio. Zatim trebate samo izračunati dio serije, što je mnogo lakše.
- U paralelnom krugu napon je isti na svim otporima.
- Ako nemate kalkulator, ukupni otpor u nekim krugovima može biti teško izračunati pomoću vrijednosti R.1, R2itd. Ako je to slučaj, upotrijebite formulu Ohmovog zakona za izračun amperaže svake grane.
- Formula Ohmovog zakona također se može napisati E = IR ili V = AR; različiti simboli, ali značenje je isto.
- Ukupni otpor poznat je i kao "ekvivalentni otpor".
