Паралелното свързване на резистори, заедно с последователното, е основният начин за свързване на елементи в електрическа верига. Във втората версия всички елементи са инсталирани последователно: краят на един елемент е свързан с началото на следващия. В такава верига силата на тока на всички елементи е еднаква, а спадът на напрежението зависи от съпротивлението на всеки елемент. Има два възела в серийна връзка. Началото на всички елементи са свързани към единия, а краищата им към втория. Обикновено за постоянен ток те могат да бъдат обозначени като плюс и минус, а за променлив ток като фаза и нула. Поради своите характеристики, той намира широко приложение в електрически вериги, включително тези със смесена връзка. Свойствата са еднакви за DC и AC.
Изчисляване на общото съпротивление, когато резисторите са свързани паралелно
За разлика от последователната връзка, където за да се намери общото съпротивление е достатъчно да се добави стойността на всеки елемент, за паралелна връзка, същото ще важи и за проводимостта. И тъй като е обратно пропорционално на съпротивлението, получаваме формулата, представена заедно с веригата на следната фигура:
Необходимо е да се отбележи една важна характеристика при изчисляването на паралелното свързване на резистори: общата стойност винаги ще бъде по-малка от най-малката от тях. За резисторите това важи както за постоянен, така и за променлив ток. Бобините и кондензаторите имат свои собствени характеристики.
Ток и напрежение
Когато изчислявате паралелното съпротивление на резисторите, трябва да знаете как да изчислите напрежението и тока. В този случай ще ни помогне законът на Ом, който определя връзката между съпротивление, ток и напрежение.
Въз основа на първата формулировка на закона на Кирхоф получаваме, че сумата от токовете, сближаващи се в един възел, е равна на нула. Посоката се избира според посоката на протичане на тока. По този начин положителната посока за първия възел може да се счита за входящия ток от захранването. И изходящият от всеки резистор ще бъде отрицателен. За втория възел картината е противоположна. Въз основа на формулирането на закона получаваме, че общият ток е равен на сумата от токовете, преминаващи през всеки резистор, свързан паралелно.
Крайното напрежение се определя от втория закон на Кирхоф. Той е един и същ за всеки резистор и е равен на общата сума. Тази функция се използва за свързване на контакти и осветление в апартаменти.
Пример за изчисление
Като първия пример, нека изчислим съпротивлението при паралелно свързване на идентични резистори. Токът, протичащ през тях, ще бъде същият. Пример за изчисляване на съпротивлението изглежда така:
Този пример ясно показва товаче общото съпротивление е два пъти по-ниско от всяко от тях. Това съответства на факта, че общата сила на тока е два пъти по-висока от тази на един. Също така корелира добре с удвояване на проводимостта.
Втори пример
Помислете за пример за паралелно свързване на три резистора. За изчисляване използваме стандартната формула:
По подобен начин се изчисляват вериги с голям брой паралелно свързани резистори.
Пример за смесена връзка
За смесено съединение като това по-долу, изчислението ще се извърши на няколко стъпки.
За начало серийните елементи могат условно да бъдат заменени с един резистор със съпротивление, равно на сумата от двата заменени. Освен това, общото съпротивление се разглежда по същия начин, както в предишния пример. Този метод е подходящ и за други по-сложни схеми. Последователно опростявайки веригата, можете да получите желаната стойност.
Например, ако два паралелни резистора са свързани вместо R3, първо ще трябва да изчислите тяхното съпротивление, като ги замените с еквивалентен. И след това същото като в примера по-горе.
Прилагане на паралелна верига
Паралелното свързване на резистори намира своето приложение в много случаи. Последователното свързване увеличава съпротивлението, но в нашия случай то ще намалее. Например, една електрическа верига изисква съпротивление от 5 ома, но има само 10 ома и по-високи резистори. От първия пример знаемче можете да получите половината от стойността на съпротивлението, ако инсталирате два еднакви резистора успоредно един на друг.
Можете да намалите съпротивлението още повече, например, ако две двойки паралелно свързани резистори са свързани паралелно един спрямо друг. Можете да намалите съпротивлението с коефициент два, ако резисторите имат еднакво съпротивление. Чрез комбиниране със серийна връзка може да се получи всяка стойност.
Вторият пример е използването на паралелна връзка за осветление и контакти в апартаменти. Благодарение на тази връзка напрежението на всеки елемент няма да зависи от техния брой и ще бъде еднакво.
Друг пример за използване на паралелна връзка е защитното заземяване на електрическото оборудване. Например, ако човек докосне металния корпус на устройството, на който се получава повреда, ще се получи паралелна връзка между него и защитния проводник. Първият възел ще бъде мястото на контакт, а вторият ще бъде нулевата точка на трансформатора. През проводника и човека ще тече различен ток. Стойността на съпротивлението на последното се приема за 1000 ома, въпреки че реалната стойност често е много по-висока. Ако нямаше заземяване, целият ток, протичащ във веригата, щеше да премине през човека, тъй като той щеше да бъде единственият проводник.
Паралелната връзка може да се използва и за батерии. Напрежението остава същото, но капацитетът им се удвоява.
Резултат
Когато резисторите са свързани паралелно, напрежението между тях ще бъде същото, а токъте равно на сумата от токовете, протичащи през всеки резистор. Проводимостта ще бъде равна на сумата от всеки. От това се получава необичайна формула за общото съпротивление на резисторите.
При изчисляване на паралелното свързване на резистори е необходимо да се вземе предвид, че крайното съпротивление винаги ще бъде по-малко от най-малкото. Това може да се обясни и със сумирането на проводимостта на резисторите. Последното ще се увеличи с добавянето на нови елементи и съответно ще намалее проводимостта.
