W tym artykule omówione zostaną różne metody, które można wykorzystać do określenia spadku napięcia w obwodzie równoległym.

Stosując różne metody możemy znaleźć spadek napięcia w obwodzie równoległym, np.:

• Prawo napięcia Kirchhoffa (KVL)
• Obecne prawo Kirchhoffa (KCL)
• Analiza węzłów
• Obecna dywizja
• Twierdzenie o superpozycji

Prawo napięcia Kirchhoffa (KVL)

Niemiecki fizyk Gustav Kirchhoff wprowadził w 1845 r. prawo Kirchhoffa dla bardziej przystępnej analizy napięcia w obwodzie.

Zgodnie z prawem napięcia Kirchhoffa, całkowita suma algebraiczna spadku napięcia lub różnicy potencjałów na zamkniętej ścieżce w kierunku określonego pojedynczego kierunku jest równa zeru. Prawo to opiera się na prawie zachowania energii.

Kroki, aby uzyskać potencjalny spadek za pomocą prawa napięcia Kirchhoffa:

• Przyjmij określony kierunek prądu w pętli zamkniętej lub siatce. Kierunek prądu można przyjąć zgodnie z ruchem wskazówek zegara lub przeciwnie do ruchu wskazówek zegara.
• Teraz, poruszając się w aktualnym kierunku, określ spadek napięcia na każdym elemencie mając na uwadze konwencję znakowania każdego elementu w zamkniętej pętli lub siatce. 
• Rozważając spadki napięcia na każdym elemencie, napisz równanie z prawa napięcia Kirchhoffa przez dodanie wszystkich spadków napięcia na każdym elemencie w pętli z prawidłową konwencją znaku elektrycznego.

Obecne prawo Kirchhoffa (KCL)

Obecne prawo Kirchhoffa można zastosować do dowolnego obwodu elektrycznego. Nie zależy od tego, czy elementy są liniowe, nieliniowe, aktywne, pasywne, niezmienne w czasie, zmienne w czasie itp.

Obecne prawo Kirchhoffa opiera się na prawie zachowania ładunku; Prawa Kirchhoffa można zastosować do obu AC i obwody prądu stałego. Zgodnie z aktualnym prawem Kirchhoffa w dowolnym punkcie węzła sieci elektrycznej algebraiczna suma prądów spotykających się w tym punkcie lub węźle jest równa zeru. 

Kroki, aby uzyskać potencjalny spadek przy użyciu obecnego prawa Kirchhoffa:

• Wyrównaj poszczególne gałęzie prądem indywidualnym np. I1 + I2….+ W określonym kierunku zgodnie z ruchem wskazówek zegara lub przeciwnie do ruchu wskazówek zegara, załóż spadek napięcia i rezystancję każdego elementu w pętli i wyrównaj je zgodnie z wymaganiami. 
• Korzystając ze znanych wartości parametrów każdej pętli, możemy znaleźć nieznane spadki napięcia na dowolnym węźle lub złączu połączenia równoległego obwodów.
• Zastosuj prawo Ohma, aby powiązać prąd-napięcie i rezystancję na każdym elemencie pętli.
• Na koniec znajdź nieznane wartości.

Uwaga: Podczas sieci analiza obwodu niwelacji, wszystkie węzły sieciowe używają różnych numerów lub alfabetów. Tworząc równanie, zawsze bierz pod uwagę kierunek polaryzacji prądu i napięcia zgodnie z konwencjonalnymi znakami sieci. Podczas obliczeń uwzględnij tylko te pętle, które są potrzebne do łatwego i szybkiego rozwiązania.

KCL jest zawsze stosowany do zamkniętej granicy.

Analiza węzłów

Analiza węzłowa to zastosowanie prawa Ohma wraz z aktualnym prawem Kirchhoffa (KCL).

Analiza napięcia węzłowego to zastosowanie obecnego prawa Kirchhoffa do znalezienia nieznanego spadku napięcia w każdym węźle. Ta metoda wykorzystuje minimalną liczbę równań do określenia nieznanych napięć węzłowych i najlepiej nadaje się do kombinacji obwodów równoległych.

Analiza napięcia węzłowego zapewnia nam łatwiejszy sposób na znalezienie napięcia w każdym węźle obwodu elektrycznego. Przy dużej liczbie rozgałęzień metoda analizy węzłów może stać się złożona przy większej liczbie równań.

W tej metodzie jeden węzeł sieci jest uważany za węzły odniesienia lub odniesienia lub węzły o zerowym potencjale. Liczba równań wynosi n-1 dla liczby „n” każdego niezależnego węzła.

Procedura analizy węzłowej:

• Przerysuj schemat obwodu, przekształcając wszystkie źródła napięcia w proporcjonalny obwód źródła prądu przy użyciu metody transformacji źródła.
• Wyrównaj wszystkie notatki z literami na numerze i wybierz węzeł, aby potraktować go jako punkt odniesienia dla innych węzłów (co nazywa się punktem odniesienia lub węzłami o zerowym potencjale)
• Napisz równania poprzez rozważenie kierunku prądu płynącego do lub z każdego węzła w odniesieniu do węzła odniesienia.
• Rozwiąż równanie, aby uzyskać nieznane napięcie węzła lub nieznany prąd gałęzi.
• Jeśli to możliwe, wybierz węzeł jako węzeł odniesienia, który jest podłączony do źródła napięcia.
• Użyj prawa Ohma, aby wyrazić stosunek prądu rezystora do napięcia w węźle.

Analiza węzłowa ze źródłem napięcia:

• Superwęzeł formacja jest szczególnym rodzajem węzła, który może się uformować.
• Superwęzeł powstaje, gdy źródło napięcia jest połączone między dwoma węzłami bez odniesienia i równolegle z dowolnymi elementami.
• Superwęzeł wymaga zastosowania zarówno KVL, jak i KCL.
• Supernode nie ma własnego napięcia.

Obecna dywizja

W połączeniu równoległym napięcie na każdej gałęzi będzie identyczne, ale prąd płynący przez każdą gałąź może się różnić w zależności od całkowitej rezystancji gałęzi.

Obecna reguła podziału to zastosowanie rozwiązania obwodu przez twierdzenie Nortona, jako prąd w gałęzi obwód równoległy jest odwrotnie proporcjonalna do całkowitego oporu gałęzi.

Przy użyciu obwód podziału prądu reguły, można określić nieznane napięcie na dowolnym elemencie.

Obecna zasada podziału:

V_R1 = V[R₁ / (R₁+ R₂+ R₃+……+ R_n)]

V_R2 = V[R₂ / (R₁+ R₂+ R₃+……+ R_n)]

................................................

................................................

V_Rn = V[R_n / (R₁+ R₂+ R₃+……+ R_n)]

V_R1 =IR₁ …….(4)

V_R2 =IR₂ …….(5)

V_R3 =IR₃ …….(6)

V = V_R1 + V_R2 + V_R3

Dlatego

V = ja (R₁+ R₂+ R₃)

ja= V / (R₁+ R₂+ R₃)

V_R1 = V[R₁ / (R₁+ R₂+ R₃)]

V_R2 = V[R₂ / (R₁+ R₂+ R₃)]

V_R3 = V[R₃ / (R₁+ R₂+ R₃)]

Przykład aktualnego problemu z dzieleniem:

Na podanym rysunku są trzy rezystory połączone równolegle ze sobą ze źródłem prądu Is napięcie na R1 to V1, R2 to V2, a R3 to V3.

V = ja (R₁+ R₂+ R₃)

ja= V / (R₁+ R₂+ R₃)

V_R1 = V[R₁ / (R₁+ R₂+ R₃)]

V_R2 = V[R₂ / (R₁+ R₂+ R₃)]

V_R3 = V[R₃ / (R₁+ R₂+ R₃)]

Twierdzenie o superpozycji

Gdy obwód jest zaprojektowany z więcej niż jednym źródłem zasilania, można zastosować zasadę superpozycji.

Zgodnie z zasadą superpozycji, napięcie na dowolnym elemencie w obwodzie liniowym jest algebraiczną sumą napięcia na elemencie, gdy przyłożone jest tylko jedno niezależne źródło, jeśli w obwodzie są dwa lub więcej niezależnych źródeł.

Kroki, aby zastosować zasadę superpozycji w dowolnym obwodzie:

• Odłącz wszystkie źródła z wyjątkiem jednego źródła i znajdź napięcie wyjściowe lub prąd z powodu tylko jednego aktywnego źródła w obwodzie.
• Powtórz powyższe stwierdzenie dla każdego źródła z osobna.
• Na koniec znajdź ogólne zsumowanie prądu i napięcia w każdym elemencie, dobrze biorąc pod uwagę polaryzację lub prawidłową konwencję znaku elektrycznego.

Załóżmy, że w zamkniętej pętli znajduje się „n” elementów połączonych ze sobą szeregowo. Spadek napięcia na każdym elemencie jest niwelowany jako V1, V2, V3…+Vn.

Jak znaleźć spadek napięcia w obwodzie równoległym?

Równoległą kombinację elementów można zdefiniować tak, jak gdy spadek napięcia lub różnica potencjałów w każdej gałęzi połączonej między dwoma punktami jest identyczna.

Analiza obwodów równoległych:

• Spadek napięcia na każdej gałęzi w połączeniu równoległym jest identyczny ze źródłem napięcia.
• Określ prąd płynący przez każdą gałąź obwodu, korzystając z prawa Ohma.
• Użyj prawa prądowego Kirchhoffa, aby określić całkowity przepływ prądu przez obwód.
• Metoda analizy węzłowej opiera się na zastosowaniu prawa KVL, KCL i Ohma.
• Wypoziomuj wszystkie wymagane parametry obwodu.

• Wszystkie węzły obwodu mają nazwy 1, 2, 3 i 4.
• Teraz wybierz jeden węzeł jako węzeł referencyjny.

• Teraz przypisz przepływ prądu w każdej gałęzi obwodu.
• Przypisz napięcie do każdego węzła.

Zastosuj obecne prawo Kirchhoffa w węźle 2, a następnie 

V-IR1-IR2-IR3=0.

I=VR1+R2+R3=12.00V1.00Ω+2.00Ω+3.00Ω=2.00A

Na koniec rozwiąż wszystkie równania, aby uzyskać wymagany potencjał spadek lub napięcie upuść w punkcie lub węźle.