Els problemes de circuits paral·lels es poden resoldre fàcilment si enteneu les fórmules i principis bàsics dels circuits paral·lels. Si hi ha 2 o més obstacles connectats l'un al costat de l'altre, el corrent elèctric pot "triar" un camí (igual que un cotxe tendeix a canviar de carril i circular un al costat de l'altre si una carretera d'un carril es divideix en 2 carrils). Després d'estudiar aquest article, podreu calcular el valor de la tensió, el corrent i la resistència de 2 o més resistències connectades en paral·lel.
Fórmula bàsica
- Fórmula de resistència total RT circuit paral·lel: 1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + …
- El valor de la tensió elèctrica en cada branca d’un circuit paral·lel és sempre el mateix: VT = V1 = V2 = V3 = …
- Valor del corrent elèctric total IT = Jo1 + Jo2 + Jo3 + …
- Fórmula de la llei d'Ohm: V = IR
Pas
Part 1 de 3: Entendre els circuits paral·lels
Pas 1. Identifiqueu circuits paral·lels
Un circuit paral·lel té 2 o més ramificacions, totes originades des del punt A i passant al punt B. Un sol corrent d’electrons es divideix en moltes branques i es torna a unir. La majoria de problemes de circuits paral·lels pregunten el valor de la tensió total, la resistència o el corrent elèctric del circuit (del punt A al punt B).
Els components "muntats en paral·lel" es situen cadascun en una branca independent
Pas 2. Comprendre la resistència i el corrent elèctric en circuits paral·lels
Imagineu-vos una autopista que tingui diversos carrils i peatges a cada carril i que alenteixi el trànsit de vehicles. La creació d’un nou carril proporciona un carril addicional per als cotxes, de manera que el trànsit flueix amb més fluïdesa tot i que també es construeix un peatge al nou carril. Així, com en un circuit paral·lel, afegir una nova branca proporciona un nou camí per al corrent elèctric. Independentment de la quantitat de resistència de la nova branca, la resistència total disminueix i l'amperatge total augmenta.
Pas 3. Sumeu l’amperatge de cada branca per trobar l’amperatge total
Si es coneix l’amperatge de cada branca, només cal sumar-lo per obtenir l’amperatge total. El corrent elèctric total és la quantitat de corrent elèctric que circula pel circuit després de tornar a unir totes les branques. La fórmula del corrent elèctric total: IT = Jo1 + Jo2 + Jo3 + …
Pas 4. Calculeu el valor de resistència total
Per esbrinar el valor de resistència total RT circuit paral·lel, utilitzeu l'equació 1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + … Cada R del costat dret de l'equació representa el valor de resistència en 1 branca d'un circuit paral·lel.
- Exemple: un circuit té 2 resistències connectades en paral·lel, cadascuna amb un valor de 4Ω. 1/RT = 1/ 4Ω + 1/ 4Ω → 1/RT = 1/ 2Ω → RT = 2Ω. En altres paraules, 2 branques que tenen la mateixa resistència són el doble de fàcils de travessar que 1 branca sola.
- Si una branca no té resistència (0Ω), tot el corrent elèctric passarà per aquesta branca de manera que el valor de resistència total = 0.
Pas 5. Comprendre què és la tensió
La tensió és la diferència de potencial elèctric entre 2 punts. Com que compara 2 punts en lloc de mesurar el recorregut de flux, el valor de la tensió continua sent el mateix en qualsevol branca. VT = V1 = V2 = V3 = …
Pas 6. Utilitzeu la llei d'Ohm
La llei d'Ohm descriu la relació entre el voltatge V, el corrent I i la resistència R: V = IR. Si es coneixen dos dels tres valors, utilitzeu aquesta fórmula per trobar el tercer valor.
Assegureu-vos que cada valor provingui de la mateixa part de la sèrie. A més de trobar el valor en una branca (V = I1R1), La llei d'Ohm també es pot utilitzar per calcular el valor total del circuit (V = ITRT).
Part 2 de 3: preguntes de mostra
Pas 1. Feu una taula per registrar el recompte
Si un problema de circuit paral·lel demana més d’un valor, la taula us ajuda a organitzar la informació. El següent és un exemple de taula de circuits paral·lels amb 3 branques. Les branques s'escriuen sovint com R seguit d'un nombre escrit en petites i lleugerament cap avall.
| R1 | R2 | R3 | Total | Unitat | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | voltatge | ||||
| Jo | ampere | ||||
| R | ohm |
Pas 2. Empleneu els valors coneguts
Per exemple, un circuit paral·lel utilitza una bateria de 12 volts. Aquest circuit té 3 branques paral·leles, cadascuna amb una resistència de 2Ω, 4Ω i 9Ω. Escriviu a la taula tots els valors coneguts:
| R1 | R2 | R3 | Total | Unitat | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | Pas 12. | voltatge | |||
| Jo | ampere | ||||
| R | Pas 2. | Pas 4. | Pas 9. | ohm |
Pas 3. Copieu els valors de tensió de xarxa de cada branca
Recordeu, el valor de la tensió a tot el circuit és el mateix que el valor de la tensió a través de cada branca d’un circuit paral·lel.
| R1 | R2 | R3 | Total | Unitat | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | Pas 12. | Pas 12. | Pas 12. | Pas 12. | voltatge |
| Jo | ampere | ||||
| R | 2 | 4 | 9 | ohm |
Pas 4. Utilitzeu la fórmula de la Llei d’Ohm per trobar l’amperatge de cada branca
Cada columna de la taula consta de voltatge, corrent i resistència. És a dir, sempre es pot trobar un valor desconegut sempre que es coneguin altres dos valors de la mateixa columna. Recordeu, la fórmula de la llei d'Ohm és V = IR. El valor desconegut del nostre exemple és el corrent elèctric. Per tant, la fórmula es pot canviar a I = V / R
| R1 | R2 | R3 | Total | Unitat | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | 12 | 12 | 12 | 12 | voltatge |
| Jo | 12/2 = 6 | 12/4 = 3 | 12/9 = ~1, 33 | ampere | |
| R | 2 | 4 | 9 | ohm |
Pas 5. Calculeu el corrent elèctric total
El corrent elèctric total és fàcil de trobar perquè és la suma dels corrents de cada branca.
| R1 | R2 | R3 | Total | Unitat | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | 12 | 12 | 12 | 12 | voltatge |
| Jo | 6 | 3 | 1, 33 | 6 + 3 + 1, 33 = 10, 33 | ampere |
| R | 2 | 4 | 9 | ohm |
Pas 6. Calculeu la resistència total
La resistència total es pot calcular de dues maneres. La línia de valor de resistència es pot utilitzar per calcular la resistència total amb l'equació 1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3. No obstant això, la resistència total sovint és més fàcil de calcular amb la fórmula de la llei d'Ohm que utilitza els valors totals V i I totals. Per calcular la resistència, canvieu la fórmula de la llei d'Ohm a R = V / I
| R1 | R2 | R3 | Total | Unitat | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | 12 | 12 | 12 | 12 | voltatge |
| Jo | 6 | 3 | 1, 33 | 10, 33 | ampere |
| R | 2 | 4 | 9 | 12 / 10, 33 = ~1.17 | ohm |
Part 3 de 3: Variacions del problema
Pas 1. Calculeu la potència elèctrica
Igual que en altres circuits, la potència elèctrica es pot calcular mitjançant l’equació P = IV. Si s’ha calculat la potència de cada branca, la potència total PT igual a la suma de la potència de cada branca (P1 + P2 + P3 + …).
Pas 2. Calculeu la resistència total d’un circuit paral·lel de dues puntes
Si un circuit paral·lel només té dues resistències, la fórmula de la resistència total es pot simplificar a:
RT = R1R2 / (R1 + R2)
Pas 3. Calculeu la resistència total si els valors de totes les resistències són els mateixos
Si totes les resistències d’un circuit paral·lel tenen el mateix valor, la fórmula de resistència total es fa molt més senzilla: RT = R1 / N. N és el nombre de resistències del circuit.
Exemple: dues resistències de valor igual connectades en paral·lel proporcionen la resistència total d’una resistència. Vuit barreres de valor igual proporcionen la resistència total d’una resistència
Pas 4. Calculeu el corrent elèctric a la branca del circuit paral·lel sense utilitzar tensió
Una equació coneguda com a llei actual de Kirchhoff permet trobar el valor de l'amperatge de cada branca encara que no es conegui la tensió del circuit. Tot i així, s’ha de conèixer la resistència de cada branca i el corrent total del circuit.
- Circuit paral·lel amb 2 resistències: I1 = JoTR2 / (R1 + R2)
- Circuit paral·lel amb més de 2 resistències: per calcular I1, trobeu la resistència total de totes les resistències excepte R1. Utilitzeu la fórmula de resistència del circuit paral·lel. A continuació, utilitzeu la fórmula anterior, amb la resposta escrita com a R2.
Consells
- Si esteu treballant en un problema de circuit mixt (sèrie-paral·lel), primer calculeu la part paral·lela. A continuació, només cal calcular la part de la sèrie, que és molt més fàcil.
- En un circuit paral·lel, la tensió és la mateixa en totes les resistències.
- Si no teniu una calculadora, la resistència total en alguns circuits pot ser difícil de calcular mitjançant el valor R.1, R2, etc. Si aquest és el cas, utilitzeu la fórmula de la llei d’Ohm per calcular l’amperatge de cada branca.
- La fórmula de la llei d'Ohm també es pot escriure E = IR o V = AR; símbols diferents, però el significat és el mateix.
- La resistència total també es coneix com a "resistència equivalent".
