اتصال متوازي للمقاومات. كيفية حساب مخططات توصيل المقاوم المعقدة. طرق توصيل الموصلات

تعريف الاتصال الموازي

الاتصال الموازي للعناصر الكهربائية (الموصلات ، المقاومة ، السعة ، المحاثة) هو اتصال يكون لعناصر الدائرة المتصلة نقطتا توصيل مشتركتان.

المقاومات هي مكونات إلكترونية سلبية المعلمة الرئيسية لها هي المقاومة ، وتسمى أيضًا المقاومة الكهربائية ، ومن هنا اسم المقاوم الآخر. المقاومة هي معلمة مستقلة تمامًا عن الجهد.

وفقًا للمدرسة القديمة ، تم تمييز المقاومات بفرع "مكسور" من الدائرة ، مما يرمز إلى الزيادة في الموصل. حاليًا ، يستخدم تمثيل المقاومات المثالية في الدوائر المكافئة نفس الرمز كما في حالة عنصر مثالي أحادي الدوران موصوف بالمقاومة. هذا لأن المقاوم هو المكون الإلكتروني الأساسي ، وتحديد مقاومة المقاوم المثالي بناءً على المقاوم يتلخص في تحديد مقاومة المقاوم ، والذي تمت مناقشته في نهاية القسم المسمى المقاومة.

تعريف آخر: المقاومة متصلة بالتوازي إذا كانت متصلة بنفس زوج العقد.

تعيين رسومي لمخطط التوصيل المتوازي

يوضح الشكل أدناه الاتصال المتوازي للمقاومات R1 و R2 و R3 و R4. يمكن أن نرى من الرسم التخطيطي أن كل هذه المقاومات الأربعة لها نقطتان مشتركتان (عقد التوصيل).

وفقًا لقانون أوم المعمم ، يتم تحديد المقاومة. إذا كنت تقيس الجهد والتيار المتدفقين في دائرة مقاومة ، صندوق أسود ، فيمكن استبدال قانون أوم بمقاوم واحد. يجب ألا يلعب الهيكل الداخلي لمثل هذا الصندوق الأسود أي دور على الإطلاق ، ويمكن أن يحتوي على أي عدد من المقاومات المترابطة بحرية - من الممكن دائمًا استبدالها بمقاوم واحد.

المقاومات والمقاومات المتصلة في سلسلة في فرع معين من الدائرة تساوي مجموع مقاوماتها. في اتصال تسلسليالمقاومات من خلال الفرع ، وفقًا لقانون Kirchhoff الأول ، التدفقات الحالية ، أي سوف يتدفق كل من المقاومات المتصلة المتوازية بالتساوي لكل تيار.

في الهندسة الكهربائية ، من المعتاد ، ولكن ليس مطلوبًا بشكل صارم ، سحب الأسلاك أفقيًا ورأسيًا. لذلك ، يمكن تصوير نفس الدائرة كما في الشكل أدناه. هذا أيضًا اتصال موازٍ لنفس المقاومات.

صيغة لحساب الاتصال المتوازي للمقاومات

عند الاتصال بالتوازي ، يكون مقلوب المقاومة المكافئة مساويًا لمجموع التبادلات لجميع المقاومات المتصلة المتوازية. يساوي التوصيل المكافئ مجموع كل المواصلات المتصلة بالتوازي في دائرة كهربائية.

بعد التحول نحصل عليه. افصل بين الجانبين مع التيار الذي نحصل عليه. بالنسبة لمقاومين ، يبدو هذا القالب مثل. عندما تكون المقاومات متصلة بالتوازي ، يكون الجهد عبرها متساويًا ومتساويًا. وفقًا لقانون كيرشوف ، فإن مجموع التدفقات المتدفقة من العقدة "العليا" يساوي التأثير الذي يعبر عن التبعية. اقسم الجهد على كلا الجانبين.

المقاومات مميزة برمز اللون. توجد المقاومات بشكل شائع كعناصر منفصلة تُباع بشكل فردي أو في "شريط" مرتبط بالورق. المقاومات على شكل علبة صغيرة تشبه المقطع العرضي مخطط الرسم البيانيبديل يتم من خلاله سحب سلكين بحيث يمكن تضمينهما في الدائرة.


بالنسبة للدائرة أعلاه ، يمكن حساب المقاومة المكافئة باستخدام الصيغة:


في حالة معينة ، عندما يتم توصيل مقاومين بشكل متوازٍ:

مقاومات بمقاومات مختلفة متوفرة. نظرًا لصغر حجمها غالبًا وخصائصها الأسطوانية التي تعيق العملية الوصفية ، فقد تم اعتماد معيار عام لوصف المقاومات لتجنب أخطاء التنفيذ. يتم وضع العلامات باستخدام نظام الترميز اللوني الموضح في الجدول أدناه. عادةً ما تتم قراءة الرموز من النطاقات الأكثر تطرفاً - في أغلب الأحيان ، يحدد النطاقان الأولين المقاومة ، والمضاعف الثالث والتفاوت التالي ، وأحيانًا معامل درجة الحرارةمقاومة.

يتم إعطاء معلومات إضافية أدناه الجدول. عادة ما تكون النطاقات ثلاثة أو أربعة أو ستة ، إذا كان هناك 3 نطاقات - فحينئذٍ تكون الثلاثة مقاومة والتفاوت ± 20٪ ، إذا كان هناك 4 نطاقات - فإن الثلاثة الأولى تعني المقاومة ، والرابع هو التسامح ، إذا كان هناك ستة منهم ، ثم عملنا بمقاوم دقيق ، والأولى الثلاثة تشير إلى أرقام المقاومة ، والرابع هو المضاعف ، والخامس هو التسامح ، والسادس هو معامل مقاومة درجة الحرارة. تم نشره لضمان اتساق المواد والوصول الأسرع.

يتم تحديد مقاومة الدائرة المكافئة بواسطة الصيغة:

في حالة توصيل مقاومات متطابقة "n" ، يمكن حساب المقاومة المكافئة باستخدام صيغة خاصة:

معلومات مقاومة المقاوم مرمزة بالألوان. على الإنترنت ، يمكنك العثور على العديد من الآلات الحاسبة التي تتيح لك التحويل من الشرائح إلى اللغة العامية والعكس صحيح. يوضح الرسم البياني أدناه قيم المقاومة الأربعة الأكثر شيوعًا: 100 أوم ، 220 أوم ، 4.7 كيلو أوم ، 10 كيلو أوم. يشير شريط الذهب الموجود على اليمين إلى أن مقاومة المقاوم تبلغ ± 5٪.

العشاق الآخرون 10٪ فضة و 2٪ أحمر. رموز الألوان لقيم المقاوم الأكثر استخدامًا. لاحظ أنه من خلال الجمع بين المقاومات ، يمكننا الحصول على قيم أخرى مفقودة. المقاومة المقاومة للمقاومات المتصلة بالتوازي تساوي معكوس المجموع المتبادل لمقاومات الوحدة. لا ينبغي توصيل الثنائيات بالتوازي مع بعضها البعض - في هذه الحالة ، يجب أن يكون لكل منها المقاوم الخاص بها. يمكن توصيل الثنائيات في سلسلة ومتوازية ، لكنك تحتاج إلى اختيار المقاومات المناسبة.

تتبع الصيغ الخاصة بالحساب الخاص من الصيغة الرئيسية.

صيغة لحساب التوصيل المتوازي للحاويات (المكثفات)

في اتصال موازيةالسعة (المكثفات) ، السعة المكافئة تساوي مجموع السعات المتصلة المتوازية:

صيغة لحساب الاتصال المتوازي للمحثات

عندما يتم توصيل المحاثات بالتوازي ، يتم حساب المحاثة المكافئة بنفس طريقة المقاومة المكافئة في الاتصال المتوازي:

يجب أن يكفي جدول بقيم معيارية. الجدول: قيم المقاوم لمصابيح LED الفردية. التيار المتدفق عبر الصمام الثنائي: 20 مللي أمبير. يمكن العثور على طرق تفصيلية للحساب والجمع على الإنترنت. على الرغم من أن تقنيات توفير الطاقة في الإلكترونيات أصبحت أكثر شيوعًا ، فمن غير المرجح أن يتم التخلي تمامًا عن أجهزة التبريد الميكانيكية. حاليًا ، بالإضافة إلى أنظمة التبريد السائل ، غالبًا ما تستخدم المراوح في الحالات. تقدم المقالة الطرق الرئيسية لتصنيفها وتقييم أدائها فيما يتعلق بمتطلبات تطبيق معين وعناصر التصميم التي يجب الانتباه إليها.


وتجدر الإشارة إلى أن الصيغة لا تأخذ في الاعتبار الحث المتبادل.

مثال قابل للطي المقاومة الموازية

عن المؤامرة دائرة كهربائيةمن الضروري إيجاد اتصال موازٍ للمقاومات لتحويلها إلى واحد.

مراوح الطرد المركزي مقسمة بزاوية خروج الشفرة للمراوح ذات الشفرات الأمامية والخلفية المنحنية. تنقسم المراوح بشكل أساسي حسب اتجاه تدفق الهواء بالنسبة لمحور المروحة ، وتميز في هذا الصدد ثلاث مجموعات: محورية ، وشعاعية ، وقطرية. عند تبريد الأجهزة الإلكترونية ، يتم استخدام مراوح من النوع الأول ، حيث يتدفق تدفق الهواء في الاتجاه المحوري.

في هذا النوع من التطبيقات ، غالبًا ما يتم وضع المروحة ، التي تتميز بشفرات دوارة تشبه المروحة ، في مبيت جنبًا إلى جنب مع محرك كهربائي مدمج في محور الدوار. يسمح هذا التصميم المدمج مع فتحات التركيب على شفة المروحة بالتركيب حتى في الأماكن الضيقة. ومع ذلك ، فإن مشكلة التصميم المدمج هي الفواصل التي تربط مبيت المحرك بالفلنجة.

يمكن أن نرى من الرسم التخطيطي أن R2 و R4 فقط متصلان بالتوازي. R3 ليس بالتوازي ، لأن طرف واحد متصل بـ E1. R1 - متصل في أحد طرفيه بـ R5 ، وليس بالعقدة. R5 - متصل في أحد طرفيه بـ R1 ، وليس بالعقدة. يمكنك أيضًا القول أن الاتصال المتسلسل للمقاومات R1 و R5 متصل بالتوازي مع R2 و R4.

أنها توفر الاستقرار ، ولكن في نفس الوقت تعيق تدفق الهواء. أثناء التشغيل ، تقوم الشفرات الدوارة بمسح الأعمدة ، مما يتسبب في ارتفاع الضغط في المنطقة المجاورة لها. هذا هو أحد المصادر الرئيسية للضوضاء الناتجة عن المراوح المحورية. لذلك ، في مرحلة تصميم هذا الجهاز ، يتم تحليل شكل وعدد الفواصل بعناية لتأثيرها على تدفق الهواء عبر المروحة.

الجهاز في علبة مروحة واحدة. الأكثر شيوعًا هي المراوح المحورية ذات الدعامات المنحنية الحلزونية. في الممارسة العملية ، يتم مراعاة بعض القواعد الأساسية المتعلقة بتثبيتها. يتعلق أحدهما بالفجوة بين الشفرات والأعمدة - فكلما زاد حجمها قل الضوضاء. كثير عدد كبير منشفرات ومنصات. كلما كان الحامل أصغر ، قلت الضوضاء ، خاصة في السرعات العالية للدوار.

التيار في اتصال متوازي

عندما يتم توصيل المقاومات بالتوازي ، يكون التيار عبر كل مقاوم مختلفًا بشكل عام. كمية التيار تتناسب عكسيا مع مقدار المقاومة.

الجهد المتوازي

مع الاتصال المتوازي ، يكون فرق الجهد بين العقد التي تجمع عناصر الدائرة واحدًا لجميع العناصر.

في المقابل ، كلما زاد عدد الشفرات ، زاد تدفق الهواء ، ولكن في نفس الوقت ، تكتسح الشفرات الرفوف كثيرًا ، مما ينتج عنه مزيد من الضوضاء. من المهم أيضًا أن تكون الرفوف موجودة على جانب مخرج الهواء للمروحة ، وفقًا لما تبرره خصائص التدفق. يكون تدفق الهواء عند مدخل المروحة هو التدفق الصفحي ، وعند مخرج المروحة يغير التدفق طابعه إلى مضطرب.

عندما يكون هناك عائق في مسار التدفق الصفحي ، يتم سماع تردد معين ، ويتم سماعه كصفارة. من ناحية أخرى ، عندما يصطدم التدفق المضطرب بعائق ما ، يتم إصدار أصوات ذات ترددات مختلفة ، مما يجعل الضوضاء أقل إزعاجًا للناس.

تطبيق اتصال متوازي

1. في الصناعة ، يتم إجراء مقاومات لقيم معينة. في بعض الأحيان يكون من الضروري الحصول على قيمة مقاومة خارج هذه السلسلة. للقيام بذلك ، يمكنك توصيل عدة مقاومات بالتوازي. ستكون المقاومة المكافئة دائمًا أقل من أكبر قيمة مقاومة.

مراوح طرد مركزي وقطرية

بالإضافة إلى المراوح المحورية ، يتم استخدام مراوح الطرد المركزي ، وإن كان ذلك بمعدل أقل ، لتبريد المكونات الإلكترونية. في هذا النوع من الأجهزة ، يكون مدخل الهواء في الاتجاه المحوري والمخرج في الاتجاه العمودي على محور المروحة. هم السمة المميزةعبارة عن دوار يشبه عجلة الماء. الهيكل الأكثر شيوعًا هو مكان وجود المحرك في منطقة شفط المروحة. إنه يحد من تدفق الهواء إلى حد معين ، ولكنه في نفس الوقت يسمح بتصميم مضغوط.

2. الفاصل الحالي.

اتصال متوازي للمقاومات- نوعان توصيلات كهربائيةعندما يتم توصيل طرفي أحد المقاومة بالمطاريف المقابلة لمقاوم أو مقاومات أخرى. في كثير من الأحيان أو بالتوازي من أجل إنشاء دوائر إلكترونية أكثر تعقيدًا.

النوع الثالث هو مراوح التدفق المختلط. المائل ، على الرغم من أنه يشبه إلى حد كبير المراوح المحورية ، نظرًا لمبدأ التشغيل ، فهو تصميم وسيط بين المراوح المحورية والشعاعية: يكون مدخل الهواء محوريًا عند المخرج ، لكن المخرج قطري. نتيجة لذلك ، تولد مراوح التدفق المختلط ضغطًا أعلى بنفس الحجم وسرعات التشغيل مثل المراوح المحورية ، وتتشكل المراوح الشعاعية عند هذه الزاوية.

مخطط استبدال الجهاز في الشكل. تتوافق المقاومات مع مقاومة التدفق للمكونات الفردية للجهاز. يصف أداء المروحة منحنىها المميز ، والذي يمثل التدفق الحجمي للغاز الذي يتم ضخه ، اعتمادًا على زيادة الضغط الناتج عن المروحة. بناءً على هذه الخاصية ، يمكن للمرء أن يقارن أنواع مختلفةالمعجبين ، ولكن من الناحية العملية ، يتم استخدامه في الغالب لتقييم أداء المروحة وفقًا لمتطلبات تطبيق معين.

مخطط اتصال موازيةهو مبين في الشكل أدناه. عندما يتم توصيل المقاومات بالتوازي ، فإن الجهد عبر جميع المقاومات سيكون هو نفسه ، والتيار المتدفق من خلالها سيكون متناسبًا مع مقاومتها:

صيغة المقاومات المتوازية

يتم إعطاء المقاومة الإجمالية للعديد من المقاومات المتصلة بالتوازي بالصيغة التالية:

في هذه الحالة ، يتم تحليل خصائص المروحة جنبًا إلى جنب مع منحنى يوضح انخفاض الضغط في الجهاز المبرد كدالة لمقدار الهواء الذي يمر عبره. لتحديد خصائص الجهاز ، حدد أولاً مقاومة التدفق الحالي. عادةً ما تستخدم حسابات مقاومة التدفق الدقيقة عنصرًا متخصصًا البرمجياتالذي يستخدم نماذج وطرق عددية معقدة.

ومع ذلك ، يتم أيضًا استخدام الأساليب المبسطة في الممارسة. سيتم النظر في إحداها باستخدام مثال الجهاز الذي تم تركيب مروحة وشواية تهوية فيه. يتكون من خمس لوحات دوائر متوازية مع مكونات ومصدر طاقة موجود في علبة منفصلة مع فتحات في الألواح الأمامية والخلفية. يوضح الشكل 3 مخطط الاستبدال للجهاز المعني. تظهر المكونات الفردية ومكونات العلبة عليها كمقاومات ذات مقاومة تدفق محددة.

يمكن العثور على التيار المتدفق من خلال المقاوم الفردي ، وفقًا للصيغة:

اتصال متوازي للمقاومات - الحساب

مثال 1

عند تطوير الجهاز ، أصبح من الضروري تثبيت المقاوم بمقاومة 8 أوم. إذا نظرنا إلى النطاق الاسمي الكامل لقيم المقاوم القياسية ، فسنرى أنه لا يوجد مقاوم بمقاومة 8 أوم.

توصيف الجهاز

خصائص نظام التهوية: جهاز مبرد - مروحة. تستخدم الصيغ المناسبة لتحديد قيم المقاومة ، والتي تفترض أن المقاومة تعتمد على المنطقة. المقطع العرضيفي حالة وجود شبكة تهوية ، المساحة السطحية التي يتدفق من خلالها تدفق الهواء. الخطوة التالية هي حساب المقاومة الكلية للنظام بأكمله.

لهذا الغرض ، يتم استخدام نظائرها التي يتم استخدامها عند استبدال المقاومة التسلسلية والمتوازية المقاومة الكهربائية. ثم يجب وضع هذه الخاصية على الرسم البياني العام بخصائص المروحة. ثم ، عند نقطة تقاطع المنحنيين ، يتم تحديد نقطة عمل المروحة. يصف الأداء الفعلي لمروحة معينة في هذا التثبيت ، أي كمية الهواء التي يمكن للمروحة تبريدها أثناء تبريد الجهاز.

المخرج من هذا الموقف هو استخدام مقاومين متصلين بشكل متوازٍ. يتم حساب قيمة المقاومة المكافئة لمقاومين متصلين على التوازي على النحو التالي:

توضح هذه المعادلة أنه إذا كانت R1 تساوي R2 ، فإن R تساوي نصف مقاومة أحد المقاومين. مع R = 8 أوم ، يجب أن تكون R1 و R2 2 × 8 = 16 أوم.
الآن دعنا نتحقق من خلال حساب المقاومة الإجمالية للمقاومين:

وهكذا حصلنا على المقاومة المطلوبة 8 أوم عن طريق توصيل مقاومين 16 أوم بالتوازي.

مثال الحساب رقم 2

أوجد المقاومة الإجمالية R لثلاث مقاومات متصلة بالتوازي:

يتم حساب المقاومة الإجمالية R بالصيغة:

يمكن استخدام طريقة الحساب هذه لحساب أي عدد من المقاومات الفردية المتصلة بالتوازي.

واحد نقطة مهمةالشيء الذي يجب تذكره عند حساب المقاومات المتصلة بالتوازي هو أن المقاومة الإجمالية ستكون دائمًا أقل من قيمة أدنى مقاومة في تلك المجموعة.

كيفية حساب توصيلات المقاوم المعقدة

يمكن حساب اتصالات المقاوم الأكثر تعقيدًا عن طريق تجميع المقاومات بشكل منهجي. في الشكل أدناه ، تحتاج إلى حساب المقاومة الإجمالية لدائرة تتكون من ثلاث مقاومات:



لسهولة الحساب ، نقوم أولاً بتجميع المقاومات حسب نوع الاتصال المتوازي والمتسلسل.
المقاومات R2 و R3 متصلة في سلسلة (المجموعة 2). هم ، بدورهم ، متصلون بالتوازي مع المقاوم R1 (المجموعة 1).

يتم حساب الاتصال المتسلسل لمقاومات المجموعة 2 كمجموع للمقاومات R2 و R3:

نتيجة لذلك ، نبسط المخطط في صورة اثنين مقاومات موازية. الآن يمكن حساب المقاومة الإجمالية للدائرة بأكملها على النحو التالي:

يمكن إجراء حساب توصيلات المقاوم الأكثر تعقيدًا باستخدام قوانين كيرشوف.

التيار المتدفق في دائرة من المقاومات المتصلة بالتوازي

إجمالي التيار المتدفق في دائرة من المقاومات المتوازية يساوي مجموع التيارات الفردية المتدفقة في جميع الفروع المتوازية ، ولا يجب أن يكون التيار في فرع واحد مساويًا للتيار في الفروع المجاورة.

على الرغم من الاتصال المتوازي ، يتم تطبيق نفس الجهد على كل مقاوم. وبما أن قيمة المقاومة في التوصيل بالتوازييمكن أن يكون مختلفًا ، فإن مقدار التيار المتدفق عبر كل مقاوم سيكون مختلفًا أيضًا (حسب تعريف قانون أوم).

ضع في اعتبارك هذا باستخدام مثال اثنين من المقاومات المتصلة بالتوازي. سيختلف التيار الذي يتدفق عبر كل من المقاومات (I1 و I2) عن بعضهما البعض لأن مقاومات المقاومات R1 و R2 غير متساوية.
ومع ذلك ، فإننا نعلم أن التيار الذي يدخل الدائرة عند النقطة "A" يجب أن يغادر الدائرة عند النقطة "B".

تنص قاعدة كيرشوف الأولى على ما يلي: "إجمالي التيار الذي يغادر الدائرة يساوي التيار الداخل إلى الدائرة."

وبالتالي ، يمكن تعريف إجمالي التيار المتدفق في الدائرة على النحو التالي:

بعد ذلك ، باستخدام قانون أوم ، يمكنك حساب التيار الذي يتدفق عبر كل مقاوم:

يتدفق التيار في R1 = U ÷ R1 = 12 ÷ 22 kΩ = 0.545 مللي أمبير

يتدفق التيار في R 2 \ u003d U ÷ R2 \ u003d 12 ÷ 47 كيلو أوم \ u003d 0.255 مللي أمبير

لذلك سيكون إجمالي التيار:

أنا = 0.545 مللي أمبير + 0.255 مللي أمبير = 0.8 مللي أمبير

يمكن أيضًا التحقق من ذلك باستخدام قانون أوم:

أنا = U ÷ R = 12 V ÷ 15 kΩ = 0.8 مللي أمبير (نفس الشيء)

حيث 15 kΩ هي المقاومة الكلية لمقاومين متصلين على التوازي (22 kΩ و 47 kΩ)

وفي الختام ، أود أن أشير إلى أن معظم المقاومات الحديثة تتميز بخطوط ملونة ويمكنك معرفة الغرض منها.

اتصال متوازي للمقاومات - آلة حاسبة على الإنترنت

لحساب المقاومة الإجمالية لمقاومين أو أكثر متصلين بشكل متوازٍ ، يمكنك استخدام الآلة الحاسبة عبر الإنترنت التالية:

لخص

عندما يتم توصيل مقاومين أو أكثر بحيث يتم توصيل طرفي أحد المقاومة بالمطاريف المقابلة للمقاوم أو المقاومات الأخرى ، يُقال أنهما متصلان بالتوازي. الجهد عبر كل مقاوم داخل تركيبة متوازية هو نفسه ، لكن التيارات المتدفقة من خلالها قد تختلف عن بعضها البعض ، اعتمادًا على قيمة المقاومة لكل مقاوم.

سيكون المكافئ أو المعاوقة للتوليفة المتوازية دائمًا أقل من الحد الأدنى لمقاومة المقاوم المتضمن في الاتصال المتوازي.