Parallella kretsproblem kan lätt lösas om du förstår de grundläggande formlerna och principerna för parallella kretsar. Om 2 eller flera hinder är anslutna bredvid varandra kan den elektriska strömmen "välja" en väg (precis som en bil tenderar att byta körfält och köra sida vid sida om en 1 -filig väg delas upp i 2 körfält). Efter att ha studerat den här artikeln kommer du att kunna beräkna värdet av spänning, ström och motstånd för 2 eller flera motstånd anslutna parallellt.
Grundformel
- Total motståndsformel RT parallell krets: 1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + …
- Värdet på den elektriska spänningen i varje gren av en parallellkrets är alltid densamma: VT = V1 = V2 = V3 = …
- Värdet av total elektrisk ström IT = Jag1 + Jag2 + Jag3 + …
- Ohms lagformel: V = IR
Steg
Del 1 av 3: Förstå parallella kretsar
Steg 1. Identifiera parallella kretsar
En parallellkrets har 2 eller flera grenar som alla härrör från punkt A och går till punkt B. En enda ström av elektroner delar sig i många grenar och återförenas sedan. De flesta parallella kretsproblem frågar värdet av den totala spänningen, motståndet eller den elektriska strömmen i kretsen (från punkt A till punkt B).
Komponenter som är "monterade parallellt" ligger var och en på en separat gren
Steg 2. Förstå motstånd och elektrisk ström i parallella kretsar
Tänk dig en motorväg som har flera körfält och vägtullbås i varje körfält som saktar ner fordonstrafiken. Att skapa ett nytt körfält ger ett extra körfält för bilar så att trafiken flyter smidigare även om en avgiftsbod också byggs i det nya körfältet. Så, precis som i en parallell krets, ger en ny gren en ny väg för elektrisk ström. Oavsett mängden motstånd i den nya grenen minskar det totala motståndet och den totala strömstyrkan ökar.
Steg 3. Lägg ihop strömstyrkan för varje gren för att hitta den totala strömstyrkan
Om strömstyrkan i varje gren är känd lägger du bara till den för att få den totala strömstyrkan. Den totala elektriska strömmen är mängden elektrisk ström som strömmar genom kretsen efter att alla grenar är ihop igen. Formeln för total elektrisk ström: IT = Jag1 + Jag2 + Jag3 + …
Steg 4. Beräkna det totala motståndsvärdet
För att ta reda på det totala motståndsvärdet RT parallellkrets, använd ekvationen 1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + … Varje R på ekvationens högra sida representerar motståndsvärdet i 1 gren av en parallellkrets.
- Exempel: en krets har 2 motstånd parallellt anslutna, var och en med ett värde på 4Ω. 1/RT = 1/4Ω + 1/4Ω → 1/RT = 1/2Ω → RT = 2Ω. Med andra ord är 2 grenar som har samma motstånd dubbelt så lätt att passera än 1 gren ensam.
- Om en gren inte har något motstånd (0Ω), kommer all elektrisk ström att passera genom den grenen så det totala motståndsvärdet = 0.
Steg 5. Förstå vad spänning är
Spänning är skillnaden i elektrisk potential mellan 2 punkter. Eftersom det jämför 2 punkter istället för att mäta flödesbanan, förblir spänningsvärdet detsamma i alla grenar. VT = V1 = V2 = V3 = …
Steg 6. Använd Ohms lag
Ohms lag beskriver förhållandet mellan spänning V, ström I och motstånd R: V = IR. Om två av de tre värdena är kända, använd den här formeln för att hitta det tredje värdet.
Se till att varje värde kommer från samma del av serien. Förutom att hitta värdet i en gren (V = I1R1), Kan Ohms lag också användas för att beräkna det totala kretsvärdet (V = ITRT).
Del 2 av 3: Exempelfrågor
Steg 1. Gör en tabell för att registrera antalet
Om ett problem med parallellkrets kräver mer än ett värde, hjälper tabellen dig att organisera informationen. Följande är ett exempel på ett parallellt kretstabell med 3 grenar. Grenar skrivs ofta som R följt av ett nummer skrivet i små och något nedåt.
| R1 | R2 | R3 | Total | Enhet | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | volt | ||||
| I | ampere | ||||
| R | ohm |
Steg 2. Fyll i de kända värdena
Till exempel använder en parallellkrets ett 12 volt batteri. Denna krets har 3 parallella grenar, var och en med motstånd på 2Ω, 4Ω och 9Ω. Skriv i tabellen alla kända värden:
| R1 | R2 | R3 | Total | Enhet | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | Steg 12. | volt | |||
| I | ampere | ||||
| R | Steg 2. | Steg 4. | Steg 9. | ohm |
Steg 3. Kopiera nätspänningsvärdena i varje gren
Kom ihåg att värdet på spänningen över hela kretsen är samma som värdet på spänningen över varje gren av en parallellkrets.
| R1 | R2 | R3 | Total | Enhet | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | Steg 12. | Steg 12. | Steg 12. | Steg 12. | volt |
| I | ampere | ||||
| R | 2 | 4 | 9 | ohm |
Steg 4. Använd formeln Ohms lag för att hitta strömstyrkan för varje gren
Varje kolumn i tabellen består av spänning, ström och motstånd. Det vill säga att ett okänt värde alltid kan hittas så länge som två andra värden i samma kolumn är kända. Kom ihåg att Ohms lagformel är V = IR. Det okända värdet i vårt exempel är elektrisk ström. Så formeln kan ändras till I = V/R
| R1 | R2 | R3 | Total | Enhet | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | 12 | 12 | 12 | 12 | volt |
| I | 12/2 = 6 | 12/4 = 3 | 12/9 = ~1, 33 | ampere | |
| R | 2 | 4 | 9 | ohm |
Steg 5. Beräkna den totala elektriska strömmen
Den totala elektriska strömmen är lätt att hitta eftersom det är summan av strömmarna för varje gren.
| R1 | R2 | R3 | Total | Enhet | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | 12 | 12 | 12 | 12 | volt |
| I | 6 | 3 | 1, 33 | 6 + 3 + 1, 33 = 10, 33 | ampere |
| R | 2 | 4 | 9 | ohm |
Steg 6. Beräkna det totala motståndet
Det totala motståndet kan beräknas på två sätt. Motståndsvärdeslinjen kan användas för att beräkna det totala motståndet med ekvationen 1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3. Det totala motståndet är dock ofta lättare att beräkna med Ohms lagformel som använder de totala värdena V och I. För att beräkna motstånd, ändra Ohms lagformel till R = V/I
| R1 | R2 | R3 | Total | Enhet | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | 12 | 12 | 12 | 12 | volt |
| I | 6 | 3 | 1, 33 | 10, 33 | ampere |
| R | 2 | 4 | 9 | 12 / 10, 33 = ~1.17 | ohm |
Del 3 av 3: Problemvarianter
Steg 1. Beräkna elkraften
Precis som i andra kretsar kan elektrisk effekt beräknas med ekvationen P = IV. Om effekten i varje gren har beräknats är den totala effekten PT lika med summan av kraften för varje gren (P1 + P2 + P3 + …).
Steg 2. Beräkna det totala motståndet för en tvåpinnar parallellkrets
Om en parallellkrets bara har två motstånd kan formeln för totalt motstånd förenklas till:
RT = R1R2 / (R1 + R2)
Steg 3. Beräkna det totala motståndet om värdena för alla motstånd är desamma
Om alla motstånd i en parallellkrets har samma värde blir formeln för totalt motstånd mycket enklare: RT = R1 / N. N är antalet motstånd i kretsen.
Exempel: två parallella parallella motstånd ger samma motstånd för ett motstånd. Åtta lika värdebarriärer ger ett motstånd totalt motstånd
Steg 4. Beräkna den elektriska strömmen i parallellkretsgrenen utan att använda spänning
En ekvation som kallas Kirchhoffs aktuella lag gör att värdet på strömstyrkan för varje gren kan hittas även om kretsspänningen inte är känd. Motståndet för varje gren och kretsens totala ström måste dock vara känd.
- Parallell krets med 2 motstånd: I1 = JagTR2 / (R1 + R2)
- Parallell krets med mer än 2 motstånd: att beräkna I1, hitta det totala motståndet för alla motstånd utom R1. Använd parallellkretsresistensformeln. Använd sedan formeln ovan, med ditt svar skrivet som R2.
Tips
- Om du arbetar med ett problem med blandad krets (serieparallell) beräknar du först parallelldelen. Därefter behöver du bara beräkna delen av serien, vilket är mycket lättare.
- I en parallellkrets är spänningen densamma över alla motstånd.
- Om du inte har en miniräknare kan det totala motståndet i vissa kretsar vara svårt att beräkna med hjälp av R. -värdet1, R2, etc. Om så är fallet, använd formeln Ohms lag för att beräkna strömstyrkan för varje gren.
- Ohms lagformel kan också skrivas E = IR eller V = AR; olika symboler, men meningen är densamma.
- Totalt motstånd är också känt som "ekvivalent motstånd".
