Základné vlastnosti paralelného zapojenia. Výhody a nevýhody paralelného a sériového zapojenia žiaroviek

Jedným z pilierov, o ktorý sa opierajú mnohé koncepcie v elektronike, je koncepcia sériového a paralelného zapojenia vodičov. Je jednoducho potrebné poznať hlavné rozdiely medzi týmito typmi pripojenia. Bez toho nie je možné pochopiť a prečítať jeden diagram.

Základné princípy

Elektrický prúd prechádza vodičom od zdroja k spotrebiču (záťaž). Najčastejšie sa ako vodič volí medený kábel. Je to spôsobené požiadavkou kladenou na vodič: musí ľahko uvoľňovať elektróny.

Bez ohľadu na spôsob pripojenia sa elektrický prúd pohybuje od plus do mínus. Práve v tomto smere potenciál klesá. Stojí za to pamätať, že drôt, cez ktorý prúdi prúd, má tiež odpor. Ale jeho význam je veľmi malý. Preto sú zanedbávané. Zoberie sa odpor vodiča rovná nule. Ak má vodič odpor, zvyčajne sa nazýva rezistor.

Paralelné pripojenie

V tomto prípade sú prvky zahrnuté v reťazci vzájomne prepojené dvoma uzlami. Nemajú žiadne spojenie s inými uzlami. Úseky obvodu s takýmto spojením sa zvyčajne nazývajú vetvy. Schéma paralelného pripojenia je znázornená na obrázku nižšie.

Aby sme to povedali zrozumiteľnejším jazykom, v tomto prípade sú všetky vodiče spojené na jednom konci v jednom uzle a na druhom konci v druhom. To vedie k tomu, že elektrický prúd je rozdelený na všetky prvky. Vďaka tomu sa zvyšuje vodivosť celého obvodu.

Pri pripájaní vodičov v obvode týmto spôsobom bude napätie každého z nich rovnaké. Ale prúdová sila celého obvodu bude určená ako súčet prúdov pretekajúcich všetkými prvkami. Ak vezmeme do úvahy Ohmov zákon, pomocou jednoduchých matematických výpočtov sa získa zaujímavý vzor: prevrátená hodnota celkového odporu celého obvodu sa určí ako súčet prevrátených hodnôt odporu každého jednotlivého prvku. V tomto prípade sa berú do úvahy iba paralelne zapojené prvky.

Sériové pripojenie

V tomto prípade sú všetky prvky reťazca spojené takým spôsobom, že netvoria jediný uzol. O túto metódu spojenie má jednu významnú nevýhodu. Spočíva v tom, že ak jeden z vodičov zlyhá, všetky nasledujúce prvky nebudú môcť fungovať. Pozoruhodným príkladom takejto situácie je obyčajná girlanda. Ak jedna zo žiaroviek vyhorí, celá girlanda prestane fungovať.

Sériové zapojenie prvkov je odlišné v tom, že prúdová sila vo všetkých vodičoch je rovnaká. Čo sa týka napätia obvodu, to sa rovná súčtu napätí jednotlivých prvkov.

V tomto obvode sú vodiče pripojené k obvodu jeden po druhom. To znamená, že odpor celého obvodu bude pozostávať z jednotlivých odporov charakteristických pre každý prvok. To znamená, že celkový odpor obvodu sa rovná súčtu odporov všetkých vodičov. Rovnakú závislosť možno odvodiť matematicky pomocou Ohmovho zákona.

Zmiešané schémy

Existujú situácie, keď na jednom diagrame môžete vidieť sériové aj paralelné spojenia prvkov. V tomto prípade hovoria o zmiešanej zlúčenine. Výpočet takýchto obvodov sa vykonáva samostatne pre každú skupinu vodičov.

Takže na určenie celkového odporu je potrebné pripočítať odpor prvkov zapojených paralelne a odpor prvkov zapojených do série. V tomto prípade je dominantné sériové pripojenie. To znamená, že sa najskôr počíta. A až potom sa určí odpor prvkov s paralelným pripojením.

Pripojenie LED diód

Keď poznáte základy dvoch typov spojovacích prvkov v obvode, môžete pochopiť princíp vytvárania obvodov pre rôzne elektrické spotrebiče. Pozrime sa na príklad. do značnej miery závisí od napätia zdroja prúdu.

Pri nízkom sieťovom napätí (do 5 V) sú LED zapojené do série. V tomto prípade priepustný kondenzátor a lineárne odpory pomôžu znížiť úroveň elektromagnetického rušenia. Vodivosť LED sa zvyšuje použitím systémových modulátorov.

Pri sieťovom napätí 12 V je možné použiť sériové aj paralelné sieťové pripojenie. V prípade sériového pripojenia sa používajú spínané zdroje. Ak je zostavený reťazec troch LED diód, môžete to urobiť bez zosilňovača. Ak však obvod obsahuje väčší počet prvkov, potom je potrebný zosilňovač.

V druhom prípade, teda pri paralelnom zapojení, je potrebné použiť dva otvorené odpory a zosilňovač (so šírkou pásma nad 3 A). Okrem toho je prvý rezistor inštalovaný pred zosilňovačom a druhý po ňom.

Pri vysokom sieťovom napätí (220 V) sa používa sériové zapojenie. V tomto prípade sa dodatočne používajú operačné zosilňovače a znižovacie napájacie zdroje.

V predchádzajúcom zhrnutí sa zistilo, že sila prúdu vo vodiči závisí od napätia na jeho koncoch. Ak zmeníte vodiče v experimente, pričom napätie na nich zostane nezmenené, potom môžete ukázať, že pri konštantnom napätí na koncoch vodiča je sila prúdu nepriamo úmerná jeho odporu. Kombináciou závislosti prúdu od napätia a jeho závislosti od odporu vodiča môžeme napísať: I = U/R . Tento zákon, stanovený experimentálne, sa nazýva Ohmov zákon(pre časť reťaze).

Ohmov zákon pre časť obvodu: Intenzita prúdu vo vodiči je priamo úmerná napätiu aplikovanému na jeho konce a nepriamo úmerná odporu vodiča. Po prvé, zákon vždy platí pre vodiče z pevných a tekutých kovov. A tiež pre niektoré ďalšie látky (zvyčajne tuhé alebo tekuté).

Spotrebiče elektrickej energie (žiarovky, rezistory a pod.) môžu byť v elektrickom obvode navzájom prepojené rôznymi spôsobmi. Dva hlavné typy pripojení vodičov : sériové a paralelné. A existujú aj ďalšie dve spojenia, ktoré sú zriedkavé: zmiešané a mostové.

Sériové zapojenie vodičov

Pri sériovom pripájaní vodičov sa koniec jedného vodiča spojí so začiatkom druhého vodiča a jeho koniec so začiatkom tretieho atď. Napríklad zapojenie žiaroviek do girlandy na vianočný stromček. Keď sú vodiče zapojené do série, prúd prechádza cez všetky žiarovky. V tomto prípade rovnaký náboj prejde prierezom každého vodiča za jednotku času. To znamená, že náboj sa nehromadí v žiadnej časti vodiča.

Preto pri sériovom pripájaní vodičov Intenzita prúdu v ktorejkoľvek časti obvodu je rovnaká:I 1 = I 2 = ja .

Celkový odpor sériovo zapojených vodičov sa rovná súčtu ich odporov: R1 + R2 = R . Pretože keď sú vodiče zapojené do série, ich celková dĺžka sa zvyšuje. Je väčšia ako dĺžka každého jednotlivého vodiča a podľa toho sa zvyšuje aj odpor vodičov.

Podľa Ohmovho zákona sa napätie na každom vodiči rovná: U 1 = ja* R 1 ,U2 = I*R2 . V tomto prípade je celkové napätie U = ja ( R1+ R 2) . Pretože sila prúdu vo všetkých vodičoch je rovnaká a celkový odpor sa rovná súčtu odporov vodičov, potom celkové napätie na sériovo zapojených vodičoch sa rovná súčtu napätí na každom vodiči: U = U1 + U2 .

Z vyššie uvedených rovností vyplýva, že sériové zapojenie vodičov sa používa vtedy, ak napätie, na ktoré sú spotrebiče elektrickej energie navrhnuté, je menšie ako celkové napätie v obvode.

Pre sériové pripojenie vodičov platia tieto zákony: :

1) prúdová sila vo všetkých vodičoch je rovnaká; 2) napätie na celom spoji sa rovná súčtu napätí na jednotlivých vodičoch; 3) odpor celého spojenia sa rovná súčtu odporov jednotlivých vodičov.

Paralelné pripojenie vodičov

Príklad paralelné pripojenie vodiče slúžia na pripojenie spotrebiteľov elektrickej energie v byte. Paralelne sa teda zapínajú žiarovky, rýchlovarná kanvica, žehlička atď.

Pri paralelnom pripájaní vodičov sú všetky vodiče na jednom konci spojené do jedného bodu v obvode. A druhý koniec do iného bodu v reťazci. Voltmeter pripojený k týmto bodom ukáže napätie na vodiči 1 aj na vodiči 2. V tomto prípade je napätie na koncoch všetkých paralelne zapojených vodičov rovnaké: U1 = U2 = U .

Pri paralelnom zapojení vodičov sa elektrický obvod rozvetvuje. Preto časť celkového náboja prechádza cez jeden vodič a časť cez druhý. Preto pri paralelnom pripájaní vodičov sa sila prúdu v nerozvetvenej časti obvodu rovná súčtu intenzity prúdu v jednotlivých vodičoch: Ja = Ja 1 + ja 2 .

Podľa Ohmovho zákona I = U/R, I1 = U1/R1, I2 = U2/R2 . To znamená: U/R = U1/R1 + U2/R2, U = U1 = U2, 1/R = 1/R1 + 1/R 2 Prevrátená hodnota celkového odporu paralelne zapojených vodičov sa rovná súčtu prevrátených hodnôt odporu každého vodiča.

Keď sú vodiče zapojené paralelne, ich celkový odpor je menší ako odpor každého vodiča. Ak sú totiž dva vodiče s rovnakým odporom zapojené paralelne G, potom sa ich celkový odpor rovná: R = g/2. Vysvetľuje to skutočnosť, že pri paralelnom pripájaní vodičov sa ich prierezová plocha zväčšuje. V dôsledku toho klesá odpor.

Z vyššie uvedených vzorcov je zrejmé, prečo sú spotrebitelia elektrickej energie pripojení paralelne. Všetky sú navrhnuté pre určité identické napätie, ktoré je v bytoch 220 V. Keď poznáte odpor každého spotrebiteľa, môžete vypočítať prúdovú silu v každom z nich. A tiež súlad celkovej sily prúdu s maximálnou prípustnou silou prúdu.

Pre paralelné pripojenie vodičov platia tieto zákony:

1) napätie na všetkých vodičoch je rovnaké; 2) sila prúdu v mieste spojenia vodičov sa rovná súčtu prúdov v jednotlivých vodičoch; 3) recipročná hodnota odporu celého spojenia sa rovná súčtu recipročných hodnôt odporu jednotlivých vodičov.

Prúd v elektrickom obvode prechádza vodičmi zo zdroja napätia do záťaže, to znamená do svietidiel a zariadení. Vo väčšine prípadov sa ako vodiče používajú medené drôty. Obvod môže obsahovať niekoľko prvkov s rôznymi odpormi. V obvode prístroja môžu byť vodiče zapojené paralelne alebo sériovo a môžu existovať aj zmiešané typy.

Prvok obvodu s odporom sa nazýva odpor; napätie tohto prvku je potenciálny rozdiel medzi koncami odporu. Paralelné a sériové elektrické spojenia vodičov sa vyznačujú jedným princípom činnosti, podľa ktorého prúd tečie z plusu do mínusu a podľa toho klesá potenciál. V elektrických obvodoch sa odpor vedenia berie ako 0, pretože je zanedbateľne nízky.

Paralelné pripojenie predpokladá, že prvky obvodu sú pripojené k zdroju paralelne a sú súčasne zapnuté. Sériové zapojenie znamená, že odporové vodiče sú zapojené v prísnom poradí jeden po druhom.

Pri výpočte sa používa metóda idealizácie, ktorá značne zjednodušuje pochopenie. V skutočnosti sa v elektrických obvodoch potenciál postupne znižuje, keď sa pohybuje cez vedenie a prvky, ktoré sú zahrnuté v paralelnom alebo sériovom zapojení.

Sériové zapojenie vodičov

Schéma sériového pripojenia znamená, že sú zapínané v určitom poradí, jeden po druhom. Navyše súčasná sila vo všetkých je rovnaká. Tieto prvky vytvárajú celkové napätie v oblasti. Náboje sa nehromadia v uzloch elektrického obvodu, pretože inak by bola pozorovaná zmena napätia a prúdu. Pri konštantnom napätí je prúd určený hodnotou odporu obvodu, takže v sériovom obvode sa odpor zmení, ak sa zmení jedna záťaž.

Nevýhodou tejto schémy je skutočnosť, že ak jeden prvok zlyhá, ostatné tiež stratia schopnosť fungovať, pretože obvod je prerušený. Príkladom môže byť girlanda, ktorá nefunguje, ak jedna žiarovka vyhorí. Toto je kľúčový rozdiel z paralelného spojenia, v ktorom môžu prvky fungovať oddelene.

Sekvenčný obvod predpokladá, že v dôsledku jednoúrovňového pripojenia vodičov je ich odpor rovnaký v ktoromkoľvek bode siete. Celkový odpor sa rovná súčtu zníženia napätia jednotlivých prvkov siete.

O tento typ spojenia, začiatok jedného vodiča je spojený s koncom druhého. Kľúčová vlastnosť zapojenie spočíva v tom, že všetky vodiče sú na jednom vodiči bez odbočiek a každým z nich preteká jeden elektrický prúd. Celkové napätie sa však rovná súčtu napätí na každom z nich. Na zapojenie sa môžete pozrieť aj z iného pohľadu – všetky vodiče sú nahradené jedným ekvivalentným odporom a prúd na ňom sa zhoduje s celkovým prúdom, ktorý prechádza všetkými odpormi. Ekvivalentné kumulatívne napätie je súčet hodnôt napätia na každom rezistore. Takto sa javí potenciálny rozdiel na rezistore.

Použitie reťazového pripojenia je užitočné, keď potrebujete konkrétne zapnúť a vypnúť konkrétne zariadenie. Napríklad elektrický zvonček môže zvoniť len vtedy, keď je pripojenie na zdroj napätia a tlačidlo. Prvé pravidlo hovorí, že ak nie je prúd aspoň na jednom z prvkov obvodu, potom na zvyšku nebude prúd. Podľa toho, ak je prúd v jednom vodiči, je aj v ostatných. Ďalším príkladom môže byť baterka na batérie, ktorá sa rozsvieti iba vtedy, ak je stlačená batéria, fungujúca žiarovka a tlačidlo.

V niektorých prípadoch nie je sekvenčný obvod praktický. V byte, kde sa osvetľovací systém skladá z mnohých svietidiel, svietnikov, lustrov, nie je potrebné organizovať schému tohto typu, pretože nie je potrebné zapínať a vypínať osvetlenie vo všetkých miestnostiach súčasne. Na tento účel je lepšie použiť paralelné pripojenie, aby bolo možné zapnúť svetlo v jednotlivých miestnostiach.

Paralelné pripojenie vodičov

V paralelnom obvode sú vodiče súpravou odporov, ktorých niektoré konce sú zostavené do jedného uzla a druhé konce do druhého uzla. Predpokladá sa, že napätie v paralelnom type zapojenia je rovnaké vo všetkých častiach obvodu. Paralelné úseky elektrického obvodu sa nazývajú vetvy a prechádzajú medzi dvoma spojovacími uzlami, ktoré majú rovnaké napätie. Toto napätie sa rovná hodnote na každom vodiči. Súčet inverzných ukazovateľov odporov vetiev je tiež inverzný vzhľadom na odpor jednotlivého úseku obvodu paralelného obvodu.

Pri paralelnom a sériovom zapojení je systém výpočtu odporu jednotlivých vodičov odlišný. V prípade paralelného obvodu prúd preteká vetvami, čím sa zvyšuje vodivosť obvodu a znižuje sa celkový odpor. Keď je paralelne zapojených niekoľko rezistorov s podobnými hodnotami, celkový odpor takéhoto elektrického obvodu bude menší ako jeden rezistor niekoľkokrát rovný .

Každá vetva má jeden odpor a elektrický prúd, keď dosiahne bod rozvetvenia, sa rozdelí a rozchádza sa ku každému odporu, jeho konečná hodnota sa rovná súčtu prúdov na všetkých odporoch. Všetky odpory sú nahradené jedným ekvivalentným odporom. Pri použití Ohmovho zákona sa hodnota odporu vyjasní - v paralelnom obvode sa spočítajú hodnoty inverzné k odporom na rezistoroch.

V tomto obvode je aktuálna hodnota nepriamo úmerná hodnote odporu. Prúdy v rezistoroch nie sú vzájomne prepojené, takže ak je jeden z nich vypnutý, nijako to neovplyvní ostatné. Z tohto dôvodu sa tento obvod používa v mnohých zariadeniach.

Pri zvažovaní možností použitia paralelného obvodu v každodennom živote je vhodné poznamenať systém osvetlenia bytu. Všetky svietidlá a lustre musia byť v tomto prípade zapojené paralelne, zapnutie a vypnutie jedného z nich nijako neovplyvní činnosť zostávajúcich svietidiel. Pridaním spínača pre každú žiarovku vo vetve okruhu teda môžete zapínať a vypínať príslušné svetlo podľa potreby. Všetky ostatné svietidlá fungujú nezávisle.

Všetky elektrospotrebiče sa zapájajú paralelne do elektrickej siete s napätím 220 V, následne sa pripájajú. To znamená, že všetky zariadenia sú pripojené bez ohľadu na pripojenie iných zariadení.

Zákony sériového a paralelného zapojenia vodičov

Pre detailné pochopenie v praxi oboch typov spojení uvádzame vzorce vysvetľujúce zákonitosti týchto typov spojení. Výpočet výkonu pre paralelné a sériový typ spojenie je iné.

V sériovom obvode je vo všetkých vodičoch rovnaký prúd:

Podľa Ohmovho zákona sú tieto typy pripojení vodičov v rôzne prípady sa vysvetľujú inak. Takže v prípade sériového obvodu sú napätia navzájom rovnaké:

Ul = IR1, U2 = IR2.

Okrem toho sa celkové napätie rovná súčtu napätí jednotlivých vodičov:

U = Ul + U2 = I(R1 + R2) = IR.

Celkový odpor elektrického obvodu sa vypočíta ako súčet aktívnych odporov všetkých vodičov bez ohľadu na ich počet.

V prípade paralelného obvodu je celkové napätie obvodu podobné napätiu jednotlivých prvkov:

A celková sila elektrického prúdu sa vypočíta ako súčet prúdov, ktoré existujú vo všetkých paralelne umiestnených vodičoch:

Na zabezpečenie maximálnej účinnosti elektrických sietí je potrebné pochopiť podstatu oboch typov pripojení a účelne ich aplikovať s využitím zákonitostí a výpočtom racionality praktickej realizácie.

Zmiešané pripojenie vodičov

Sériové a paralelné odporové obvody je možné v prípade potreby kombinovať do jedného elektrického obvodu. Napríklad je povolené pripojiť paralelné odpory do série alebo do skupiny odporov, tento typ sa považuje za kombinovaný alebo zmiešaný.

V tomto prípade sa celkový odpor vypočíta súčtom hodnôt pre paralelné pripojenie v systéme a pre sériové pripojenie. Najprv je potrebné vypočítať ekvivalentné odpory rezistorov v sériovom obvode a potom prvky paralelného obvodu. Sériové pripojenie sa považuje za prioritu a obvody tohto kombinovaného typu sa často používajú domáce prístroje a zariadenia.

Takže zvážením typov pripojení vodičov v elektrických obvodoch a na základe zákonov ich fungovania môžete plne pochopiť podstatu organizácie obvodov väčšiny domácich elektrických spotrebičov. Pri paralelnom a sériovom zapojení je výpočet odporu a prúdu odlišný. Po znalosti princípov výpočtu a vzorcov môžete kompetentne použiť každý typ organizácie obvodu na pripojenie prvkov optimálnym spôsobom as maximálnou účinnosťou.

Keď je niekoľko výkonových prijímačov súčasne pripojených k rovnakej sieti, možno tieto prijímače jednoducho považovať za prvky jedného obvodu, z ktorých každý má svoj vlastný odpor.

V niektorých prípadoch sa tento prístup ukazuje ako celkom prijateľný: ako odpory možno vnímať žiarovky, elektrické ohrievače atď. To znamená, že zariadenia môžu byť nahradené ich odpormi a je ľahké vypočítať parametre obvodu.

Spôsob pripojenia výkonových prijímačov môže byť jeden z nasledujúcich: sériové, paralelné alebo zmiešané pripojenie.

Sériové pripojenie

Keď je niekoľko prijímačov (rezistorov) zapojených do sériového obvodu, to znamená, že druhá svorka prvého je pripojená k prvej svorke druhého, druhá svorka druhého je pripojená k prvej svorke tretieho, druhého svorka tretej je pripojená k prvej svorke štvrtej atď., potom keď je takýto obvod pripojený k zdroju energie, prúd I rovnakej veľkosti bude pretekať všetkými prvkami obvodu. Túto myšlienku ilustruje nasledujúci obrázok.

Po nahradení zariadení ich odpormi prevedieme výkres na obvod, potom odpory R1 až R4, zapojené do série, nadobudnú určité napätia, ktoré celkovo dávajú hodnotu EMF na svorkách zdroja energie. . Pre jednoduchosť si ďalej zdroj znázorníme vo forme galvanického prvku.

Po vyjadrení poklesu napätia prúdom a odporom dostaneme vyjadrenie pre ekvivalentný odpor sériového obvodu prijímačov: celkový odpor sériového zapojenia odporov sa vždy rovná algebraickému súčtu všetkých odporov, ktoré tvoria tento obvod. . A keďže napätia na každej časti obvodu možno nájsť z Ohmovho zákona (U = I*R, U1 = I*R1, U2 = I*R2 atď.) a E = U, potom pre náš obvod dostaneme:

Napätie na napájacích svorkách sa rovná súčtu úbytkov napätia na každom zo sériovo zapojených prijímačov, ktoré tvoria obvod.

Keďže prúd preteká celým obvodom rovnakej hodnoty, je spravodlivé povedať, že napätia na sériovo zapojených prijímačoch (rezistoroch) sú navzájom úmerné odporom. A čím vyšší je odpor, tým vyššie bude napätie aplikované na prijímač.

Pri sériovom zapojení n rezistorov s rovnakým odporom Rk bude ekvivalentný celkový odpor celého obvodu n-krát väčší ako každý z týchto odporov: R = n*Rk. V súlade s tým budú napätia aplikované na každý z rezistorov v obvode navzájom rovnaké a budú n-krát menšie ako napätie aplikované na celý obvod: Uk = U/n.

Sériové zapojenie výkonových prijímačov sa vyznačuje nasledujúcimi vlastnosťami: ak zmeníte odpor jedného z prijímačov v obvode, zmenia sa napätia na zostávajúcich prijímačoch v obvode; ak sa jeden z prijímačov pokazí, prúd sa zastaví v celom okruhu, vo všetkých ostatných prijímačoch.

Kvôli týmto vlastnostiam je sériové pripojenie zriedkavé a používa sa iba tam, kde je sieťové napätie vyššie ako menovité napätie prijímačov, ak neexistujú alternatívy.

Napríklad s napätím 220 voltov môžete napájať dve sériovo zapojené lampy s rovnakým výkonom, z ktorých každá je navrhnutá pre napätie 110 voltov. Ak majú tieto žiarovky rôzny menovitý výkon pri rovnakom menovitom napájacom napätí, potom bude jedna z nich preťažená a s najväčšou pravdepodobnosťou okamžite vyhorí.

Paralelné pripojenie

Paralelné zapojenie prijímačov zahŕňa prepojenie každého z nich medzi dvojicou bodov v elektrickom obvode tak, že tvoria paralelné vetvy, z ktorých každá je napájaná zdrojovým napätím. Pre prehľadnosť opäť nahraďme prijímače ich elektrickými odpormi, aby sme získali schému, ktorá je vhodná na výpočet parametrov.

Ako už bolo spomenuté, v prípade paralelného zapojenia má každý z rezistorov rovnaké napätie. A v súlade s Ohmovým zákonom máme: I1=U/R1, I2=U/R2, I3=U/R3.

Tu je zdrojový prúd. Prvý Kirchhoffov zákon pre daný obvod nám umožňuje zapísať výraz pre prúd v jeho nerozvetvenej časti: I = I1+I2+I3.

Celkový odpor pre paralelné pripojenie prvkov obvodu teda možno nájsť zo vzorca:

Prevrátená hodnota odporu sa nazýva vodivosť G a vzorec pre vodivosť obvodu pozostávajúceho z niekoľkých paralelne zapojených prvkov možno tiež napísať: G = G1 + G2 + G3. Vodivosť obvodu v prípade paralelného zapojenia odporov, ktoré ho tvoria, sa rovná algebraickému súčtu vodivosti týchto odporov. V dôsledku toho, keď sa do obvodu pridajú paralelné prijímače (rezistory), celkový odpor obvodu sa zníži a celková vodivosť sa zodpovedajúcim spôsobom zvýši.

Prúdy v obvode pozostávajúcom z paralelne zapojených prijímačov sú medzi nimi rozdelené priamo úmerne k ich vodivosti, to znamená nepriamo úmerne k ich odporom. Tu môžeme uviesť analógiu z hydrauliky, kde sa prietok vody rozdeľuje potrubím v súlade s ich prierezmi, potom väčší prierez je podobný menšiemu odporu, teda väčšej vodivosti.

Ak sa obvod skladá z niekoľkých (n) rovnakých rezistorov zapojených paralelne, potom celkový odpor obvodu bude n-krát nižší ako odpor jedného z odporov a prúd cez každý z odporov bude n-krát menší ako celkový prúd: R = R1/n; I1 = I/n.

Obvod pozostávajúci z paralelne zapojených prijímačov pripojených k zdroju energie sa vyznačuje tým, že každý z prijímačov je napájaný zdrojom energie.

Pre ideálny zdroj elektriny platí nasledovné tvrdenie: pri paralelnom pripájaní alebo odpájaní rezistorov so zdrojom sa prúdy v zostávajúcich pripojených odporoch nezmenia, teda ak jeden alebo viac prijímačov v paralelnom obvode zlyhá, zvyšok bude naďalej fungovať v rovnakom režime.

Vďaka týmto vlastnostiam má paralelné zapojenie značnú výhodu oproti sériovému a z tohto dôvodu je práve paralelné zapojenie najbežnejšie v elektrických sieťach. Napríklad všetky elektrospotrebiče v našich domácnostiach sú určené na paralelné pripojenie k domácej sieti a ak jeden vypnete, zvyšku to vôbec neuškodí.

Porovnanie sériových a paralelných obvodov

Zmiešaným zapojením prijímačov rozumieme také zapojenie, keď časť alebo niekoľko z nich je zapojených do série a druhá časť alebo niekoľko paralelne. V tomto prípade môže byť celý reťazec vytvorený z rôznych spojení takýchto častí navzájom. Zvážte napríklad diagram:

Tri sériovo zapojené odpory sú pripojené k zdroju energie, ďalšie dva sú zapojené paralelne k jednému z nich a tretí je pripojený paralelne k celému obvodu. Na nájdenie celkového odporu obvodu prechádzajú postupnými transformáciami: postupne sa vedie zložitý obvod jednoduchý pohľad, sekvenčne vypočítava odpor každého článku, a tak nájde celkový ekvivalentný odpor.

Pre náš príklad. Najprv nájdite celkový odpor dvoch rezistorov R4 a R5 zapojených do série, potom odpor ich paralelného zapojenia s R2, potom k výslednej hodnote pripočítajte R1 a R3 a potom vypočítajte hodnotu odporu celého obvodu vrátane paralelného vetva R6.

Na riešenie špecifických problémov sa v praxi používajú rôzne spôsoby pripojenia výkonových prijímačov na rôzne účely. Napríklad zmiešané zapojenie možno nájsť v hladkých nabíjacích obvodoch vo výkonných napájacích zdrojoch, kde záťaž (kondenzátory za diódovým mostíkom) najprv prijíma energiu v sérii cez odpor, potom je odpor presunutý kontaktmi relé a záťaž je pripojené k diódovému mostíku paralelne.

Andrej Povny

Paralelné zapojenie elektrických prvkov (vodičov, odporov, kapacít, indukčností) je zapojenie, pri ktorom majú spojené prvky obvodu dva spoločné spojovacie body.

Ďalšia definícia: odpory sú zapojené paralelne, ak sú pripojené k rovnakému páru uzlov.

Grafické označenie schémy paralelného zapojenia

Na obrázku nižšie je znázornená schéma paralelného zapojenia odporov R1, R2, R3, R4. Z diagramu je vidieť, že všetky tieto štyri odpory majú dva spoločné body (spojovacie body).

V elektrotechnike je bežné, ale nie striktne vyžadované, ťahať vodiče vodorovne a zvisle. Preto je možné znázorniť rovnaký diagram ako na obrázku nižšie. Toto je tiež paralelné spojenie rovnakých odporov.

Vzorec na výpočet paralelného zapojenia odporov

Pri paralelnom zapojení sa prevrátená hodnota ekvivalentného odporu rovná súčtu prevrátených hodnôt všetkých paralelne zapojených odporov. Ekvivalentná vodivosť sa rovná súčtu všetkých paralelne zapojených vodivosti elektrického obvodu.

Pre vyššie uvedený obvod je možné vypočítať ekvivalentný odpor pomocou vzorca:

V konkrétnom prípade pri paralelnom zapojení dvoch odporov:

Ekvivalentný odpor obvodu je určený vzorcom:

V prípade pripojenia „n“ identických odporov možno ekvivalentný odpor vypočítať pomocou súkromného vzorca:

Vzorce pre súkromné ​​výpočty vyplývajú z hlavného vzorca.

Vzorec na výpočet paralelného zapojenia kondenzátorov (kondenzátorov)

Pri paralelnom pripájaní kondenzátorov (kondenzátorov) sa ekvivalentná kapacita rovná súčtu paralelne pripojených kapacít:

Vzorec na výpočet paralelného zapojenia indukčností

Pri paralelnom zapojení induktorov sa ekvivalentná indukčnosť vypočíta rovnakým spôsobom ako ekvivalentný odpor pri paralelnom zapojení:

Je potrebné poznamenať, že vzorec nezohľadňuje vzájomné indukčnosti.

Príklad kolabujúceho paralelného odporu

Pre časť elektrického obvodu je potrebné nájsť paralelné spojenie odporov a previesť ich na jeden.

Z diagramu je vidieť, že iba R2 a R4 sú zapojené paralelne. R3 nie je paralelný, pretože jeden koniec je pripojený k E1. R1 - jeden koniec je pripojený k R5 a nie k uzlu. R5 - jeden koniec je pripojený k R1 a nie k uzlu. Môžeme tiež povedať, že sériové zapojenie odporov R1 a R5 je zapojené paralelne s R2 a R4.

Paralelný prúd

Keď sú odpory zapojené paralelne, prúd cez každý odpor je vo všeobecnosti odlišný. Množstvo prúdu je nepriamo úmerné veľkosti odporu.

Paralelné napätie

Pri paralelnom zapojení je potenciálny rozdiel medzi uzlami spájajúcimi prvky obvodu rovnaký pre všetky prvky.

Aplikácia paralelného pripojenia

1. Odpory určitých veľkostí sa vyrábajú v priemysle. Niekedy je potrebné získať hodnotu odporu mimo týchto sérií. Na tento účel môžete paralelne pripojiť niekoľko rezistorov. Ekvivalentný odpor bude vždy menší ako najväčší odpor.

2. Delič prúdu.