Jak obliczyć napięcie w obwodzie równoległym: przykładowe problemy i szczegółowe fakty

W tym artykule omówimy różne metody obliczania napięcia w obwodach równoległych. Połączenie równoległe dzieli obwód na odgałęzienia, aby prąd mógł przepływać przez wszystkie z nich.

Obwody równoległe działają zgodnie z zasadą zachowania energii. Napięcie można określić jako pracę elektryczną wykonaną na jednostkę ładunku. Pola elektryczne są konserwatywne, co oznacza, że ​​praca elektryczna zależy tylko od punktu początkowego i końcowego. Wszystkie gałęzie mają wspólny węzeł początkowy i końcowy w połączeniu równoległym. Dlatego napięcie jest równe.

Czytaj więcej na…..Funkcja obwodu równoległego: pełne informacje i często zadawane pytania

Jak obliczyć napięcie w obwodzie równoległym - przykłady numeryczne

Jak obliczyć napięcie w obwodzie równoległym — równoległy obwód RLC?
Równoległy obwód RLC; „Plik:Przykład9d.png” by 1sforster jest licencjonowany na podstawie CC BY-SA 3.0

Q1. Jak widać na schemacie, dwa oporniki o jednakowej wartości są połączone równolegle ze źródłem napięcia. Podano niektóre wartości: i1= 3 A, równoważna rezystancja Req= 15 omów. Znajdź napięcie źródła Vs

Załóżmy, że R1 = R2 = R om. Dlatego równoważny opór,

Req = (1/R + 1/R)-1 = R/2Ω

Biorąc pod uwagę R/2 = 15, więc wartość każdego rezystora = 15 × 2 = 30 omów. Wartość prądu I1 podano jako 3 A.

Ponieważ jest to obwód równoległy, napięcie na gałęzi będzie takie samo jak na każdej innej gałęzi i będzie to również napięcie zasilania. Stąd napięcie źródła,

Vs = prąd w gałęzi x odpowiednia wartość rezystancji = i1 x R = 3 x 30 = 90 V 

Q2. Sieć równoległa składa się z pięciu rezystorów R, 2R, 4R, 8R i 16R. Prąd netto w sieci to I. Znajdź napięcie w gałęzi zawierającej rezystor 4R.

Najpierw poznamy równoważną rezystancję sieci dla obliczanie napięcia w dowolnym punkcie sieci. Ekwiwalent opór równolegle obwód jest,

Req = (1/R1 + 1/R2 + 1/R3 … + 1/Rn)-1

Tutaj, Req = ((1/R + (1/2R + (1/4R + (1/8R + (1/16R))-1 = (16R/31)Ω

Całkowity prąd w obwodzie podawany jest jako I Amp.

Dlatego napięcie źródła Vs = I x 16R/31 = 16IR/31 V

Wiemy, że napięcie źródła obwodu równoległego jest takie samo jak napięcie w dowolnej gałęzi obwodu. Zatem napięcie w gałęzi zawierającej rezystor 4R wynosi 16IR/31 V.

Jak obliczyć napięcie w obwodzie równoległym - często zadawane pytania

Jak znaleźć całkowite napięcie w obwodzie równoległym?

W obwodzie równoległym całkowite napięcie jest takie samo jak napięcia rozgałęzione. Innymi słowy, napięcie pozostaje takie samo we wszystkich połączonych równolegle gałęziach. Gałęzie to po prostu różne ścieżki dla prądu.

Kroki do obliczenia napięcie w obwodzie równoległym z rezystancją a całkowity podany prąd to:

  • Znajdź równoważny opór za pomocą wzoru- Req = (1/R1 + 1/R2 + 1/R3 … + 1/Rn)-1
  • Pomnóż Req przez całkowity prąd.

Jeśli podano tylko jedną rezystancję i odpowiednią wartość prądu, pomnóż je, aby uzyskać napięcie.

Czytaj więcej na……Przykłady obwodów równoległych: pełne informacje i często zadawane pytania

Jak znaleźć brakujące napięcie w obwodzie równoległym?

Przez „brakujące napięcie” w obwodzie równoległym rozumiemy dostarczane napięcie, ponieważ jest takie samo dla wszystkich gałęzi. Tak więc, jeśli mamy jakąkolwiek wartość prądu i rezystancji, możemy znaleźć napięcie w obwodzie równoległym.

Zrozummy to na przykładzie. Załóżmy, że są połączone równolegle dwa rezystory 2 omy i 4 omy. Prąd przepływający przez opornik 2-omowy podawany jest jako 1.5 A. Znane jest napięcie zasilania Vs= napięcie gałęzi V1 = napięcie gałęzi V2. Dlatego brakujące napięcie V = iR = 2 x 1.5 = 3 x V.

Jak znaleźć źródło napięcia w szeregowym obwodzie równoległym?

Zgodnie z zasadą obwodu równoległego napięcie w każdej gałęzi jest takie samo i równe napięciu źródła. Jeśli napięcie źródła wynosi Vs, a napięcia gałęzi to V1, V2,…Vn wtedy Vs = V1 = V2 =….= Wn.

Jeżeli podano napięcie źródła, to mamy już napięcia rozgałęzione. Jeśli napięcie źródła jest nieznane i podane są wartości prądu, możemy je obliczyć za pomocą prawa omów. Na przykład, jeśli prąd płynący przez gałąź wynosi 5 A, a wartość rezystancji wynosi 2 omy, napięcie wynosi po prostu 5 × 2 = 10 V.

Czytaj więcej na……Równolegle jest tak samo: pełne informacje i często zadawane pytania

Jak znaleźć przyłożone napięcie w obwodzie równoległym?

Przyłożone napięcie w obwodach równoległych odnosi się do napięcia źródła lub napięcia akumulatora. Jest on podany lub możemy go obliczyć za pomocą innych dostarczonych informacji, takich jak wartości prądu i rezystancji.

Zastosowane napięcia oznaczają napięcie podane do elementu. W obwodzie równoległym przyłożone napięcie jest napięciem całkowitym. Podobnie jak spadki napięć w poszczególnych gałęziach obwodu. Ale jeśli obwód równoległy nie jest jedyną częścią sieci, zastosowane napięcie i napięcia gałęzi nie będą sobie równe.

Równania i obliczenia

  1. Prawo Ohma:
  • Prawo Ohma stwierdza, że ​​(V = IR), gdzie (V) to napięcie, (I) to prąd, a (R) to rezystancja.
  • W obwodzie równoległym napięcie na każdym elemencie (odgałęzieniu) jest równe napięciu źródła.
  1. Całkowity prąd w obwodach równoległych:
  • Całkowity prąd dostarczany przez źródło jest sumą prądów płynących przez każdą równoległą gałąź.
  • Korzystając z prawa Ohma: I_{\text{total}} = I_1 + I_2 + \cdots + I_n ), gdzie każdy ( I_x = \frac{V}{R_x}.

Przykłady

  1. Prosty obwód równoległy:
  • Załóżmy, że masz obwód równoległy z baterią 12 V i trzema rezystorami (R1, R2, R3) o wartościach odpowiednio 4Ω, 6Ω i 12Ω.
  • Napięcie na każdym rezystorze wynosi 12 V.
  • Prąd płynący przez każdy rezystor wynosi I_1 = \frac{12V}{4Ω} = 3A, I_2 = \frac{12V}{6Ω} = 2A, I_3 = \frac{12V}{12Ω} = 1A.
  • Całkowity prąd z akumulatora wynosi I_{\text{razem}} = 3A + 2A + 1A = 6A.
  1. Obwód równoległy jako część większej sieci:
  • Jeżeli obwód równoległy jest częścią bardziej rozbudowanej sieci, napięcie przyłożone do odcinka równoległego może różnić się od napięcia źródła.
  • Na przykład, jeśli w elemencie szeregowym występuje spadek napięcia, napięcie na części równoległej będzie równe napięciu źródła pomniejszonemu o spadek napięcia na elemencie szeregowym.
  • Przykład: akumulator 12 V z rezystorem szeregowym (2 Ω) i sekcją równoległą. Jeżeli na rezystorze szeregowym spadnie napięcie 2 V, napięcie przyłożone do obwodu równoległego wyniesie 10 V (12 V – 2 V).

Przeczytaj także: