直流平行電路
出處:維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng) 發(fā)布于:2025-02-18 17:12:47 | 555 次閱讀
直流平行電路或“分流器連接電路”是單個(gè)電子組件的連接,它們?cè)谒鼈冎g具有共同的電壓源。直流平行電路是串聯(lián)電路的相反或補(bǔ)充。
平行電路的主要特征是它們?cè)谶@兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間連接的每個(gè)組件和/或源只有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)。請(qǐng)注意,節(jié)點(diǎn)是將兩個(gè)或多個(gè)電路元件連接在一起的電路中的一個(gè)點(diǎn),從而作為接線點(diǎn)。
然后,由于DC平行電路中的所有組件僅共享兩個(gè)節(jié)點(diǎn),因此沒(méi)有其他連接或連接可以創(chuàng)建額外的下降或電壓分隔網(wǎng)絡(luò)的連接。因此,在平行連接的電路與每個(gè)電路組件的平行連接電路中,電壓是相同的,無(wú)論它是電阻器,電容器還是電感器,并在平行連接中具有完全相同的電壓幅度。
由于所有平行電路組件僅共享兩個(gè)節(jié)點(diǎn),并且沒(méi)有其他連接,節(jié)點(diǎn)或路徑可以從中可以從中流出或進(jìn)入電路,或者要在任何點(diǎn)拆分或分配電壓。因此,供應(yīng)電流(i)將根據(jù)其阻力或阻抗值比例分配平行連接的組件。
因此,在平行電路中,所有組件中只有一個(gè)共同的電壓,但是電流可以沿多個(gè)方向流動(dòng)。電流可以流動(dòng)的每個(gè)平行路徑通常稱為“分支”。
考慮以下DC平行電路。
直流平行電路圖
在上面的簡(jiǎn)單平行電路示例中,該示例由四個(gè)電阻組成,并在單個(gè)24伏電池電源上并聯(lián)連接在一起。節(jié)點(diǎn)1、2、3和4都連接在一起以指向“ A”,因此在電氣上是常見(jiàn)的,因?yàn)樗鼈児蚕硐嗤?a target="_blank">連接線。
同樣,節(jié)點(diǎn)5、6、7和8都將它們連接在一起,因?yàn)樗鼈円埠艹R?jiàn),并且它們也具有相同的電連接。因此,我們可以說(shuō)每個(gè)電阻都連接在同一對(duì)節(jié)點(diǎn)之間,A和B與它們共享相同的電池電壓。
然后,第一個(gè)電阻的電壓R 1等于點(diǎn)“ A”和點(diǎn)“ B”之間的電池電壓(24V)。因此,我們可以正確地說(shuō),第二電阻器r 2,第三電阻r 3和第四電阻r 4的電壓也等于電阻器r 1的電壓,因此節(jié)點(diǎn)A和B。我們可以顯示這一點(diǎn)作為:
平行電路電壓
現(xiàn)行師和歐姆定律
平行電路也可以被認(rèn)為是“當(dāng)前分隔線”。因此,由于源電流可以在可用的分支之間劃分劃分,因此當(dāng)前的劃分或當(dāng)前分隔規(guī)則適用于并行電路。也就是說(shuō),供應(yīng)電流的值等于單個(gè)分支電流的總和。
從歐姆定律中我們知道:i = v/r,因此,流過(guò)平行電阻器r 1的電流與它上的電壓有關(guān)。也就是說(shuō),I 1 = V s /r 1 ,我們可以為流過(guò)電阻器R 2,r 3和r 4的分支電流做出相同的正確陳述,如圖所示。
分支電流
因此,各個(gè)分支電流A如下:
平行電路中的電流流
平行電路分支電流
使用Kirchhoff的當(dāng)前定律(KCL),通過(guò)每個(gè)電阻器的電流總和必須等于由24伏電池源向DC平行電路提供的總電路電流(I T )。因此,
I T = I R1 + I R2 + I R3 + I R4
I T = 2.4 + 1.2 + 0.8 + 0.6
我t = 5安培
然后,我們可以看到5安培的源電流(i t)到達(dá)電路中的第一個(gè)連接,然后在各個(gè)平行分支之間分裂或分開(kāi)。是電路的兩個(gè)或多個(gè)分支在交界處相遇,電流再次重組回到電池源。因此,總電流是流過(guò)每個(gè)平行分支的所有電流的總和。我們還可以看到,通過(guò)每個(gè)分支的電流是不同的。
如果平行電路的分支具有相同的電阻值,則每個(gè)分支將繪制相同的電流。同樣,如果平行電路的分支具有不同的電阻,則每個(gè)電阻都會(huì)繪制不同的電流。在平行電路中,與較大的電阻器(具有較高電阻)相比,較小的電阻(具有較低的電阻)將具有較大的電流,因?yàn)槊總€(gè)電阻的電壓相同。
因此,“ n ”分支的平行電路將具有n個(gè)不同的電流路徑,從歐姆定律來(lái)看,很明顯,電阻越大,施加電壓的電流就越少。還要注意,如果平行路徑中的任何一個(gè)被打破(開(kāi)路),則電流仍將繼續(xù)在所有其他連接的并行路徑中流動(dòng)。總供應(yīng)電流將相應(yīng)地減少損壞的分支先前收集的電流。
因此,請(qǐng)記住,“電壓分隔規(guī)則”是基于串聯(lián)電路的,因?yàn)樗碾娏鲊@它流動(dòng)相同。而“當(dāng)前的分隔規(guī)則”是基于平行電路,因?yàn)樗谄渖嫌泄餐碾妷骸?br> 總電阻或同等電阻
我們已經(jīng)看到,總電流是所有單個(gè)分支電流的總和,并且通過(guò)應(yīng)用歐姆定律,我們可以計(jì)算平行電路的總有效電阻。但是,如果我們沒(méi)有電壓源,即V s或知道總電流,那該怎么辦。您如何在平行電路中計(jì)算電阻。
在上面的平行電路示例中,24伏電池源看到的總電阻R EQ等于所有單個(gè)電阻器分支的所有相互值的總和。也就是說(shuō),找到每個(gè)電阻值的倒數(shù)(倒數(shù)),將(添加)匯總(添加),然后數(shù)字1除以匯總數(shù)將為我們提供平行連接電阻器的等效電阻。
從數(shù)學(xué)上講,上面的平行電路示例中的總電阻或同等電阻之間的關(guān)系看起來(lái)像這樣:
尋找總電阻或等效性,r eq
等效電阻
然后,我們可以計(jì)算出上述平行電路的等效電阻等于:
等效電阻計(jì)算
因此,將平行組合的等效電阻計(jì)算為:4.8Ω。我們可以仔細(xì)檢查此值,因?yàn)橐郧拔覀冇?jì)算出電池電量電流為5安培。因此,使用歐姆定律,該定律指出:r = v/i,我們可以找到源的總電阻或同等電阻為24/5 =4.8Ω。這是正確的。
同樣,我們可以看到平行電路中的總或同等電阻小于任何單個(gè)分支電阻的電阻。在上面的示例中,4.8Ω遠(yuǎn)低于10Ω的最小平行分支電阻。等效電路可以顯示如下:
等效平行電路
等效平行電路
平行電路的電導(dǎo)
在DC平行電路的計(jì)算中使用如此多的相互值并不容易使用,并且會(huì)令人困惑。但是,電阻的倒數(shù)稱為電導(dǎo)(G)。
因此,如果電阻具有電阻值r,則其等效電導(dǎo)值,g由: g = 1/r給出。因此,我們可以從電導(dǎo)而不是電阻方面想到我們的直流平行電路,這對(duì)于平行電路來(lái)說(shuō)更有意義,并且更容易使用。
就歐姆法而言,可以將電導(dǎo)被罰款為:
電導(dǎo)(G)= AMPS/伏特= A/V
平行電路的電導(dǎo)率是將所有單個(gè)分支電導(dǎo)添加在一起的總和,隨著電路的導(dǎo)電越來(lái)越多,添加了更多的平行路徑以使電流流動(dòng)到周圍。然后,我們可以正確地指出,由于電導(dǎo)(g)等于1/r,因此平行分支的總電導(dǎo)率將等于:
平行電路的電導(dǎo)
請(qǐng)注意,標(biāo)準(zhǔn)電導(dǎo)單元是MHO,即ohm向后拼寫,標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)為:?。 MHO定義為每伏的安培,電導(dǎo)單位為siemen。
因此,具有抗性,r在歐姆中給出,并在西門子中給出的電導(dǎo)g。 g的每個(gè)值是r(g = 1/r)的倒數(shù)。上面的簡(jiǎn)單平行電路示例的總電導(dǎo)率,分支的總電導(dǎo)率,計(jì)算為:
總電路電導(dǎo)
總電導(dǎo)率
然后:
g t = g 1 + g 2 + g 3 + g 4 = 0.1 + 0.05 + 0.033 + 0.025 = 0.208 s
由于r eq = 1/g t = 1/0.208 =4.8Ω,因此與先前計(jì)算的值相同。另外,正如我們所看到的,加入電導(dǎo)不需要倒數(shù)或任何復(fù)雜的數(shù)學(xué)。請(qǐng)注意,平行電阻也可以互相互換而不會(huì)改變等效電阻或總電導(dǎo)率。
兩個(gè)相同的平行電阻器
在兩個(gè)并聯(lián)兩個(gè)電阻的特殊情況下,具有不同的電阻值。由于只有兩條當(dāng)前路徑,我們只需通過(guò)將電阻乘以等效電阻,然后將乘積除以兩個(gè)平行連接的電阻的總和(乘積超出總方法),如圖所示。
平行公式的兩個(gè)電阻
兩個(gè)電阻公式
此公式只能用于兩個(gè)并行電路元素,并且使數(shù)學(xué)更容易,因?yàn)椴槐貙⑵渲党?。如果有兩個(gè)以上的并行元素,則必須使用先前的倒數(shù)公式。
因此,對(duì)于并行連接在一起連接在一起的兩個(gè)電阻,我們可以計(jì)算以下電路的總電路電阻:
兩個(gè)電阻
使用我們的新兩個(gè)電阻以并行公式,我們得到:
并行兩個(gè)電阻
對(duì)于r 1等于r 2的值,即r 1 = r 2,網(wǎng)絡(luò)的等效電阻完全是一個(gè)電阻器的值的一半。那就是:r/2。
同樣,如果三個(gè)或更多的電阻值相同,則等效電阻將等于r/n,其中r是電阻的值,“ n”是組合中的個(gè)體電阻數(shù)量。因此,任何數(shù)量的平行電阻的總電阻等于僅一個(gè)電阻的電阻除以平行分支電阻的數(shù)量。
因此,例如,如果以平行組合將六個(gè)100Ω電阻連接在一起。因此,等效電阻將為:r t = r/n = 100/6 =16.7Ω。但是請(qǐng)注意,這僅適用于所有具有相同值的電阻,否則我們需要使用倒數(shù)方法。
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