Problemi s paralelnim krugovima mogu se lako riješiti ako razumijete osnovne formule i principe paralelnih kola. Ako su 2 ili više prepreka povezane jedna do druge, električna struja može "izabrati" putanju (baš kao što automobil teži mijenjanju traka i vožnji jedan pored drugog ako se put 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 + I2 + I3 + …
- Formula Ohmovog zakona: V = IR
Korak
1. dio 3: Razumijevanje paralelnih kola
Korak 1. Identificirajte paralelna kola
Paralelni krug ima 2 ili više grana od kojih sve potiču iz tačke A i idu do tačke B. Jedan tok elektrona se razdvaja na mnoge grane i zatim ponovo 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 autoput s više traka i naplatnim kućicama u svakoj traci koji usporavaju promet vozila. Stvaranje nove trake pruža dodatnu traku za automobile kako bi se promet odvijao nesmetanije iako je u 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 da 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 protiče kroz krug nakon što se sve grane ponovo spoje. Formula za ukupnu električnu struju: IT = Ja1 + I2 + I3 + …
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 kola.
- 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 koje imaju isti otpor dva puta je lakše preći nego jednu granu.
- Ako jedna grana nema otpor (0Ω), sva električna struja će proći kroz tu granu pa je ukupna vrijednost otpora = 0.
Korak 5. Shvatite šta je napon
Napon je razlika u električnom potencijalu između 2 točke. Budući da se uspoređuju 2 točke umjesto da se mjeri putanja protoka, vrijednost napona ostaje ista u bilo kojoj grani. VT = 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.
Uvjerite se da svaka vrijednost dolazi iz istog dijela niza. Osim pronalaženja vrijednosti u jednoj grani (V = I1R1), Ohmov zakon se također može koristiti za izračunavanje ukupne vrijednosti kola (V = ITRT).
Dio 2 od 3: Primjeri pitanja
Korak 1. Napravite tablicu za bilježenje broja
Ako problem paralelnog kola traži više od jedne vrijednosti, tablica vam pomaže u organiziranju informacija. 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 | ||||
| I | amper | ||||
| R | ohm |
Korak 2. Popunite poznate vrijednosti
Na primjer, paralelni krug koristi bateriju od 12 volti. Ovo kolo ima 3 paralelne grane, svaka sa otporom od 2Ω, 4Ω i 9Ω. Upišite u tablicu sve poznate vrijednosti:
| R1 | R2 | R3 | Ukupno | Jedinica | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | Korak 12. | volt | |||
| I | 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 |
| I | 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 istoj koloni. 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 |
| I | 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 je lako pronaći jer je to zbir struja svake grane.
| R1 | R2 | R3 | Ukupno | Jedinica | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | 12 | 12 | 12 | 12 | volt |
| I | 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 izračunavanje ukupnog otpora pomoću jednadžbe 1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3. Međutim, ukupni otpor je često lakše izračunati pomoću formule Ohmovog zakona koja koristi ukupne vrijednosti V i I. Da biste izračunali otpor, promijenite formulu Ohmovog zakona u R = V/I
| R1 | R2 | R3 | Ukupno | Jedinica | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | 12 | 12 | 12 | 12 | volt |
| I | 6 | 3 | 1, 33 | 10, 33 | amper |
| R | 2 | 4 | 9 | 12 / 10, 33 = ~1.17 | ohm |
3. dio 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 kola
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 kolu imaju istu vrijednost, formula za ukupni otpor postaje mnogo jednostavnija: RT = R1 / N. N je broj otpora u kolu.
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
Jednačina poznata kao Kirchhoffov trenutni zakon omogućava da se pronađe vrijednost amperaže svake grane čak i ako napon kola nije poznat. Međutim, otpor svake grane i ukupna struja kola moraju biti poznati.
- Paralelno kolo sa 2 otpora: I1 = JaTR2 / (R.1 + R2)
- Paralelno kolo sa više od 2 otpora: za izračunavanje I1, pronaći ukupni otpor svih otpora osim R1. Koristite formulu otpora paralelnog kola. Zatim upotrijebite gornju formulu, s vašim odgovorom napisanim kao R2.
Savjeti
- Ako radite na problemu mješovitog kola (serijski paralelno), prvo izračunajte paralelni dio. Zatim samo trebate izračunati dio serije, što je mnogo lakše.
- U paralelnom kolu 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 može se napisati i E = IR ili V = AR; različiti simboli, ali značenje je isto.
- Ukupni otpor poznat je i kao "ekvivalentni otpor".
