Vzporedna povezava uporov, skupaj s serijsko, je glavni način povezovanja elementov v električnem vezju. V drugi različici so vsi elementi nameščeni zaporedno: konec enega elementa je povezan z začetkom naslednjega. V takem vezju je jakost toka na vseh elementih enaka, padec napetosti pa je odvisen od upora posameznega elementa. V serijski povezavi sta dve vozlišči. Začetki vseh elementov so povezani z enim, njihovi konci pa z drugim. Običajno jih lahko za enosmerni tok označimo kot plus in minus, za izmenični tok pa kot fazo in nič. Zaradi svojih lastnosti se pogosto uporablja v električnih vezjih, vključno s tistimi z mešano povezavo. Lastnosti so enake za DC in AC.
Izračun skupnega upora, ko so upori povezani vzporedno
Za razliko od serijske povezave, kjer je za iskanje skupnega upora dovolj, da seštejemo vrednost vsakega elementa, za vzporedno povezavo velja enako za prevodnost. In ker je obratno sorazmeren z uporom, dobimo formulo, predstavljeno skupaj s vezjem na naslednji sliki:
Upoštevati je treba eno pomembno značilnost izračuna vzporedne povezave uporov: skupna vrednost bo vedno manjša od najmanjšega izmed njih. Za upore to velja tako za enosmerni kot za izmenični tok. Tuljave in kondenzatorji imajo svoje značilnosti.
Tok in napetost
Pri izračunu vzporednega upora uporov morate vedeti, kako izračunati napetost in tok. V tem primeru nam bo pomagal Ohmov zakon, ki določa razmerje med uporom, tokom in napetostjo.
Na podlagi prve formulacije Kirchhoffovega zakona dobimo, da je vsota tokov, ki se konvergirajo v enem vozlišču, enaka nič. Smer je izbrana glede na smer toka. Tako lahko pozitivno smer za prvo vozlišče štejemo za vhodni tok iz napajalnika. In izhod iz vsakega upora bo negativen. Za drugo vozlišče je slika nasprotna. Na podlagi formulacije zakona dobimo, da je skupni tok enak vsoti tokov, ki tečejo skozi vsak vzporedno povezan upor.
Končna napetost je določena z drugim Kirchhoffovim zakonom. Za vsak upor je enak in je enak vsoti. Ta funkcija se uporablja za priključitev vtičnic in razsvetljave v stanovanjih.
Primer izračuna
Kot prvi primer, izračunajmo upor pri vzporedni povezavi enakih uporov. Tok, ki teče skozi njih, bo enak. Primer izračuna upora izgleda takole:
Ta primer to jasno kažeda je skupni upor dvakrat nižji od vsakega od njih. To ustreza dejstvu, da je skupna moč toka dvakrat večja od moči enega. Prav tako dobro korelira z podvojitvijo prevodnosti.
Drugi primer
Razmislite o primeru vzporedne povezave treh uporov. Za izračun uporabljamo standardno formulo:
Podobno se izračunajo vezja z velikim številom vzporedno povezanih uporov.
Primer mešane povezave
Za mešano spojino, kot je ta spodaj, bo izračun opravljen v več korakih.
Za začetek lahko serijske elemente pogojno zamenjamo z enim uporom z uporom, ki je enak vsoti dveh zamenjanih. Nadalje se skupni upor obravnava na enak način kot v prejšnjem primeru. Ta metoda je primerna tudi za druge bolj zapletene sheme. Z doslednim poenostavljanjem vezja lahko dobite želeno vrednost.
Na primer, če sta dva vzporedna upora povezana namesto R3, boste morali najprej izračunati njun upor in ju zamenjati z enakovrednim. In potem enako kot v zgornjem primeru.
Uporaba vzporednega vezja
Vzporedna povezava uporov najde svojo uporabo v mnogih primerih. Zaporedna povezava poveča upor, v našem primeru pa se bo zmanjšal. Na primer, električni tokokrog zahteva upor 5 ohmov, vendar obstajajo samo 10 ohmov in višji upori. Iz prvega primera vemoda lahko dobite polovico vrednosti upora, če namestite dva enaka upora vzporedno drug z drugim.
Upor lahko še bolj zmanjšate, na primer, če sta dva para vzporedno povezanih uporov povezana vzporedno drug proti drugemu. Upor lahko zmanjšate za faktor dva, če imajo upori enak upor. S kombinacijo s serijsko povezavo je mogoče dobiti katero koli vrednost.
Drugi primer je uporaba vzporedne povezave za razsvetljavo in vtičnice v stanovanjih. Zahvaljujoč tej povezavi napetost na vsakem elementu ne bo odvisna od njihovega števila in bo enaka.
Drug primer uporabe vzporedne povezave je zaščitna ozemljitev električne opreme. Na primer, če se oseba dotakne kovinskega ohišja naprave, na katerem pride do okvare, bo med njim in zaščitnim prevodnikom dosežena vzporedna povezava. Prvo vozlišče bo mesto stika, drugo pa ničelna točka transformatorja. Skozi prevodnik in osebo bo tekel drugačen tok. Vrednost upora slednjega je vzeta kot 1000 ohmov, čeprav je dejanska vrednost pogosto veliko višja. Če ne bi bilo ozemljitve, bi ves tok, ki teče v vezju, šel skozi človeka, saj bi bil on edini prevodnik.
Vzporedna povezava se lahko uporablja tudi za baterije. Napetost ostaja enaka, vendar se njihova kapacitivnost podvoji.
rezultat
Ko so upori povezani vzporedno, bo napetost na njih enaka in tokje enak vsoti tokov, ki tečejo skozi vsak upor. Prevodnost bo enaka vsoti vsakega. Iz tega dobimo nenavadno formulo za celotno upornost uporov.
Pri izračunu vzporedne povezave uporov je treba upoštevati, da bo končni upor vedno manjši od najmanjšega. To je mogoče razložiti tudi s seštevanjem prevodnosti uporov. Slednje se bo z dodajanjem novih elementov povečalo, zato se bo prevodnost zmanjšala.
