Collegamento in parallelo di resistori. Come calcolare schemi di collegamento di resistori complessi. Modi di collegamento dei conduttori

Definizione di connessione parallela

Il collegamento in parallelo di elementi elettrici (conduttori, resistenze, capacità, induttanze) è un collegamento in cui gli elementi del circuito collegati hanno due nodi di collegamento comuni.

I resistori sono componenti elettronici passivi il cui parametro principale è la resistenza, chiamata anche resistenza elettrica, da cui l'altro nome resistore. La resistenza è un parametro completamente indipendente dalla tensione.

Secondo la "vecchia scuola" i resistori erano contrassegnati da un ramo "rotto" del circuito, a simboleggiare l'eccesso sul conduttore. Attualmente, la rappresentazione di resistori ideali in circuiti equivalenti utilizza lo stesso simbolo del caso di un elemento ideale monogiro descritto dall'impedenza. Questo perché un resistore è il componente elettronico più elementare e determinare l'impedenza di un resistore ideale basato su un resistore si riduce alla determinazione della resistenza di un resistore, che viene discussa alla fine della sezione chiamata Impedenza.

Altra definizione: le resistenze sono collegate in parallelo se sono collegate alla stessa coppia di nodi.

Designazione grafica dello schema di collegamento in parallelo

La figura seguente mostra il collegamento in parallelo delle resistenze R1, R2, R3, R4. Si può vedere dal diagramma che tutte queste quattro resistenze hanno due punti in comune (nodi di connessione).

Secondo la legge di Ohm generalizzata, la resistenza è determinata. Se stai misurando la tensione e la corrente che fluiscono in un circuito resistivo, una scatola nera, la legge di Ohm può essere sostituita con un singolo resistore. La struttura interna di una tale scatola nera non dovrebbe avere alcun ruolo, può contenere un numero qualsiasi di resistori liberamente interconnessi: è sempre possibile sostituirli con un resistore.

I resistori-resistori collegati in serie in un dato ramo del circuito sono uguali alla somma delle loro resistenze. In connessione seriale resistori attraverso il ramo, secondo la prima legge di Kirchhoff, la corrente scorre, cioè ciascuno dei resistori collegati in parallelo scorrerà in modo uniforme per ciascuna corrente.

In ingegneria elettrica, è consuetudine, ma non strettamente necessario, disegnare i fili orizzontalmente e verticalmente. Pertanto, lo stesso circuito può essere rappresentato come nella figura seguente. Anche questa è una connessione parallela delle stesse resistenze.

Formula per il calcolo del collegamento in parallelo delle resistenze

Quando sono collegati in parallelo, il reciproco della resistenza equivalente è uguale alla somma dei reciproci di tutte le resistenze collegate in parallelo. La conduttanza equivalente è uguale alla somma di tutte le conduttanze collegate in parallelo in un circuito elettrico.

Dopo la trasformazione otteniamo. Separare i due lati con la corrente che riceviamo. Per due resistori, appare questo modello. Quando i resistori sono collegati in parallelo, la tensione ai loro capi è uguale, uguale. Secondo la legge di Kirchhoff, la somma dei flussi che scorrono dal nodo "superiore" è uguale all'influenza che esprime la dipendenza. Dividere la tensione su entrambi i lati.

Resistori contrassegnati da un codice colore. I resistori si trovano più comunemente come elementi discreti venduti singolarmente o in un "nastro" incollato con carta. I resistori hanno la forma di una piccola custodia che ricorda una sezione trasversale schema elettrico una sostituzione da cui vengono estratti due fili in modo che possano essere inclusi nel circuito.


Per il circuito di cui sopra, la resistenza equivalente può essere calcolata utilizzando la formula:


In un caso particolare, quando due resistenze sono collegate in parallelo:

Sono disponibili resistori con diverse resistenze. A causa delle loro dimensioni spesso ridotte e delle caratteristiche cilindriche che ostacolano il processo descrittivo, è stato adottato uno standard generale per descrivere i resistori per evitare errori di implementazione. La marcatura viene eseguita utilizzando il sistema di codifica a colori mostrato nella tabella seguente. I codici vengono generalmente letti dalle bande più estreme: molto spesso le prime due bande determinano la resistenza, il terzo moltiplicatore e la tolleranza successiva, e talvolta coefficiente di temperatura resistenza.

Ulteriori informazioni sono fornite sotto la tabella. Le bande sono solitamente tre, quattro o sei, se ci sono 3 bande - allora tutte e tre sono resistenza e la tolleranza è ± 20%, se ci sono 4 bande - le prime tre significano resistenza e la quarta è tolleranza, se c'è sono sei, quindi lavoriamo con un resistore di precisione, e i primi tre indicano i numeri di resistenza, il quarto è il moltiplicatore, il quinto è la tolleranza, il sesto è il coefficiente di resistenza alla temperatura. Pubblicato per garantire la coerenza del materiale e un accesso più rapido.

La resistenza equivalente del circuito è determinata dalla formula:

Nel caso di collegamento di "n" resistenze identiche, la resistenza equivalente può essere calcolata utilizzando una formula privata:

Le informazioni sulla resistenza del resistore sono codificate a colori. Su Internet puoi trovare diverse calcolatrici che ti permettono di convertire da diapositive a gergo e viceversa. Il grafico seguente mostra i 4 valori di resistenza più popolari: 100 ohm, 220 ohm, 4,7 k ohm, 10 k ohm. La barra d'oro a destra indica che la resistenza del resistore è ±5%.

Altri amanti sono il 10% d'argento e il 2% di rosso. Codici colore per i valori dei resistori più comunemente usati. Nota che combinando i resistori, possiamo ottenere altri valori mancanti. La resistenza resistiva dei resistori collegati in parallelo è uguale all'inverso della somma reciproca delle resistenze unitarie. I diodi non devono essere collegati in parallelo tra loro: in questo caso, ciascuno dovrebbe avere il proprio resistore. I diodi possono essere collegati in serie e parallelo-parallelo, ma è necessario scegliere i resistori giusti.

Le formule per il calcolo privato seguono dalla formula principale.

Formula per il calcolo del collegamento in parallelo di contenitori (condensatori)

In collegamento in parallelo capacità (condensatori), la capacità equivalente è uguale alla somma delle capacità collegate in parallelo:

Formula per il calcolo del collegamento in parallelo degli induttori

Quando gli induttori sono collegati in parallelo, l'induttanza equivalente viene calcolata allo stesso modo della resistenza equivalente in collegamento in parallelo:

Dovrebbe bastare una tabella con valori standard. Tabella: valori dei resistori per i singoli LED. Corrente che scorre attraverso il diodo: 20 mA. Metodi dettagliati di calcolo e combinazione possono essere trovati su Internet. Sebbene le tecnologie di risparmio energetico nell'elettronica stiano diventando sempre più popolari, è improbabile che i dispositivi di raffreddamento meccanico vengano mai completamente abbandonati. Attualmente, oltre ai sistemi di raffreddamento a liquido, le ventole vengono utilizzate più spesso nei casi. L'articolo presenta i modi principali per classificarli, valutarne le prestazioni in relazione ai requisiti di una particolare applicazione ed elementi di progettazione a cui prestare attenzione.


Va notato che la formula non tiene conto delle induttanze reciproche.

Esempio di piegatura a resistenza parallela

Per trama circuito elettricoè necessario trovare una connessione parallela di resistenze per convertirle in una.

I ventilatori centrifughi sono divisi per l'angolo di uscita delle pale per i ventilatori con pale anteriori e posteriori curve. I ventilatori sono principalmente divisi in base alla direzione del flusso d'aria rispetto all'asse del ventilatore, distinguendo a questo proposito tre gruppi: assiale, radiale e diagonale. Quando si raffreddano dispositivi elettronici, vengono utilizzate ventole del primo tipo, in cui il flusso d'aria scorre nella direzione assiale.

In questo tipo di applicazione, la ventola, che presenta pale del rotore simili a un'elica, è spesso alloggiata in un alloggiamento insieme a un motore elettrico integrato nel mozzo del rotore. Questo design compatto con fori di montaggio sulla flangia della ventola consente l'installazione anche in spazi ristretti. Tuttavia, un problema con il design compatto sono i distanziatori che collegano l'alloggiamento del motore alla flangia.

Dal diagramma si può vedere che solo R2 e R4 sono collegati in parallelo. R3 non è in parallelo, perché un'estremità è collegata a E1. R1 - collegato a un'estremità a R5, non al nodo. R5 - collegato a un'estremità a R1, non al nodo. Si può anche dire che il collegamento in serie delle resistenze R1 e R5 è collegato in parallelo con R2 e R4.

Forniscono stabilità, ma allo stesso tempo ostruiscono il flusso d'aria. Durante il funzionamento, le pale del rotore spazzano i montanti, provocando sbalzi di pressione nelle loro vicinanze. Questa è una delle principali fonti di rumore generata dai ventilatori assiali. Pertanto, in fase di progettazione di questo dispositivo, la forma e il numero dei distanziatori vengono attentamente analizzati per il loro effetto sul flusso d'aria attraverso la ventola.

Dispositivo in un alloggiamento della ventola. I più comuni sono i ventilatori assiali con montanti elicoidali. In pratica si osservano alcune regole di base riguardanti la loro installazione. Uno di questi riguarda lo spazio tra le lame e i pali: più sono grandi, meno rumore. Tanto un gran numero di lame e pastiglie. Più piccolo è il rack, meno rumore, specialmente a velocità elevate del rotore.

Corrente in collegamento in parallelo

Quando i resistori sono collegati in parallelo, la corrente attraverso ciascun resistore è generalmente diversa. La quantità di corrente è inversamente proporzionale alla quantità di resistenza.

Tensione parallela

Con una connessione in parallelo, la differenza di potenziale tra i nodi che combinano gli elementi del circuito è la stessa per tutti gli elementi.

A loro volta, più lame, maggiore è il flusso d'aria, ma allo stesso tempo le lame spazzano i rack più spesso, creando più rumore. È anche importante che i rack siano posizionati sul lato di uscita dell'aria del ventilatore, come giustificato dalle caratteristiche del flusso. Il flusso d'aria all'ingresso della ventola è un flusso laminare e all'uscita della ventola il flusso cambia il suo carattere in turbolento.

Quando c'è un'ostruzione nel percorso del flusso laminare, si sente una certa frequenza, si sente come un fischio. Quando invece il flusso turbolento colpisce un ostacolo, si producono suoni di diverse frequenze, rendendo il rumore meno fastidioso per le persone.

Applicazione della connessione parallela

1. Nell'industria si realizzano resistenze di determinati valori. A volte è necessario ottenere un valore di resistenza al di fuori di queste serie. Per fare ciò, puoi collegare più resistori in parallelo. La resistenza equivalente sarà sempre inferiore al valore di resistenza più grande.

Ventilatori centrifughi e diagonali

Oltre ai ventilatori assiali, i ventilatori centrifughi vengono utilizzati, anche se meno frequentemente, per il raffreddamento dei componenti elettronici. In questo tipo di dispositivo, l'ingresso dell'aria è in direzione assiale e l'uscita è in direzione perpendicolare all'asse del ventilatore. Loro tratto caratteristicoè un rotore che ricorda una ruota idraulica. La struttura più comune è quella in cui si trova il motore nella zona di aspirazione del ventilatore. Limita il flusso d'aria in una certa misura, ma allo stesso tempo consente un design compatto.

2. Divisore di corrente.

Collegamento in parallelo di resistori- uno di due tipi connessione elettrica quando entrambi i terminali di un resistore sono collegati ai terminali corrispondenti di un altro resistore o resistori. Spesso o in parallelo per creare circuiti elettronici più complessi.

Il terzo tipo sono i ventilatori a flusso misto. la diagonale, che, sebbene nell'aspetto sia più simile ai ventilatori assiali, per principio di funzionamento è un progetto intermedio tra i ventilatori assiali e radiali: l'ingresso dell'aria è assiale all'uscita, ma l'uscita è diagonale. Di conseguenza, i ventilatori a flusso misto generano una pressione maggiore alle stesse dimensioni e velocità operative dei ventilatori assiali e i ventilatori radiali si formano con questo angolo.

Lo schema per la sostituzione del dispositivo in fig. Le resistenze corrispondono alla resistenza di flusso dei singoli componenti del dispositivo. La prestazione di un ventilatore descrive la sua curva caratteristica, che rappresenta la portata volumetrica del gas pompato, in funzione dell'aumento di pressione generato dal ventilatore. Sulla base di questa caratteristica, si può confrontare tipi diversi ventilatori, ma in pratica viene spesso utilizzato per valutare le prestazioni di un ventilatore in base ai requisiti di una particolare applicazione.

schema collegamento in parallelo mostrato nella figura sottostante. Quando i resistori sono collegati in parallelo, la tensione su tutti i resistori sarà la stessa e la corrente che li attraversa sarà proporzionale alla loro resistenza:

Formula parallela dei resistori

La resistenza totale di più resistori collegati in parallelo è data dalla seguente formula:

In questo caso vengono analizzate le caratteristiche del ventilatore insieme ad una curva che mostra la caduta di pressione nel dispositivo raffreddato in funzione della quantità di aria che lo attraversa. Per determinare le caratteristiche del dispositivo, determinare prima la resistenza al flusso di corrente. Calcoli accurati della resistenza al flusso di solito utilizzano uno specializzato Software, che utilizza modelli complessi e metodi numerici.

Tuttavia, nella pratica vengono utilizzati anche metodi semplificati. Uno di questi verrà considerato utilizzando l'esempio di un dispositivo in cui sono montati una ventola e una griglia di ventilazione. Si compone di cinque schede di circuito in parallelo con componenti e un alimentatore alloggiato in una custodia separata con fori sui pannelli anteriore e posteriore. La figura 3 mostra lo schema di sostituzione del dispositivo in questione. I singoli componenti e i componenti della custodia sono mostrati su di esso come resistori con una resistenza di flusso specifica.

La corrente che scorre attraverso un singolo resistore, secondo, può essere trovata dalla formula:

Collegamento in parallelo di resistori - calcolo

Esempio 1

Durante lo sviluppo del dispositivo, è diventato necessario installare un resistore con una resistenza di 8 ohm. Se osserviamo l'intera gamma nominale dei valori dei resistori standard, vedremo che non esiste un resistore con una resistenza di 8 ohm.

Caratterizzazione del dispositivo

Caratteristiche del sistema di ventilazione: dispositivo raffreddato - ventola. Vengono utilizzate formule appropriate per determinare i valori di resistenza, che presuppongono che la resistenza dipenda dall'area. sezione trasversale ostacoli e, nel caso di una griglia di ventilazione, la superficie attraverso la quale scorre il flusso d'aria. Il passo successivo è calcolare la resistenza totale dell'intero sistema.

A tale scopo vengono utilizzati analoghi utilizzati quando si sostituisce la resistenza in serie e il parallelo resistenza elettrica. Quindi questa caratteristica va posta sul grafico generale con le caratteristiche del ventilatore. Quindi, nel punto di intersezione delle due curve, si determina il punto di azione del ventilatore. Descrive le prestazioni effettive di una particolare ventola in quell'installazione, ovvero la quantità di aria che la ventola può raffreddare durante il raffreddamento del dispositivo.

La via d'uscita da questa situazione è usare due resistori collegati in parallelo. Il valore di resistenza equivalente per due resistori collegati in parallelo si calcola come segue:

Questa equazione mostra che se R1 è uguale a R2, allora R è la metà della resistenza di uno dei due resistori. Con R = 8 ohm, R1 e R2 dovrebbero quindi essere 2 × 8 = 16 ohm.
Verifichiamo ora calcolando la resistenza totale delle due resistenze:

Pertanto, abbiamo ottenuto la resistenza richiesta di 8 ohm collegando in parallelo due resistori da 16 ohm.

Esempio di calcolo n. 2

Trova la resistenza totale R di tre resistori collegati in parallelo:

La resistenza totale R è calcolata dalla formula:

Questo metodo di calcolo può essere utilizzato per calcolare un numero qualsiasi di singole resistenze collegate in parallelo.

Uno punto importante La cosa da ricordare quando si calcolano i resistori collegati in parallelo è che la resistenza totale sarà sempre inferiore al valore della resistenza più bassa in quella combinazione.

Come calcolare connessioni di resistori complessi

È possibile calcolare connessioni di resistori più complesse raggruppando sistematicamente i resistori. Nella figura seguente, è necessario calcolare la resistenza totale di un circuito composto da tre resistori:



Per facilità di calcolo, raggruppiamo prima i resistori per tipo di collegamento in parallelo e in serie.
I resistori R2 e R3 sono collegati in serie (gruppo 2). A loro volta, sono collegati in parallelo con il resistore R1 (gruppo 1).

Il collegamento in serie delle resistenze del gruppo 2 è calcolato come somma delle resistenze R2 e R3:

Di conseguenza, semplifichiamo lo schema sotto forma di due resistori in parallelo. Ora la resistenza totale dell'intero circuito può essere calcolata come segue:

Il calcolo di connessioni di resistori più complesse può essere eseguito utilizzando le leggi di Kirchhoff.

Corrente che scorre in un circuito di resistori collegati in parallelo

La corrente totale I che scorre in un circuito di resistori in parallelo è uguale alla somma delle singole correnti che scorrono in tutti i rami paralleli e la corrente in un singolo ramo non deve essere uguale alla corrente nei rami vicini.

Nonostante il collegamento in parallelo, a ciascun resistore viene applicata la stessa tensione. E poiché il valore della resistenza in circuito parallelo può essere diverso, quindi anche la quantità di corrente che scorre attraverso ciascun resistore sarà diversa (secondo la definizione della legge di Ohm).

Consideralo usando l'esempio di due resistori collegati in parallelo. La corrente che scorre attraverso ciascuna delle resistenze (I1 e I2) sarà diversa l'una dall'altra perché le resistenze delle resistenze R1 e R2 non sono uguali.
Sappiamo però che la corrente che entra nel circuito nel punto "A" deve uscire dal circuito nel punto "B".

La prima regola di Kirchhoff afferma: "La corrente totale in uscita dal circuito è uguale alla corrente che entra nel circuito".

Pertanto, la corrente totale che scorre nel circuito può essere definita come:

Quindi, usando la legge di Ohm, puoi calcolare la corrente che scorre attraverso ogni resistore:

Corrente che scorre in R1 = U ÷ R1 = 12 ÷ 22 kΩ = 0,545 mA

Corrente che scorre in R 2 \u003d U ÷ R2 \u003d 12 ÷ 47 kOhm \u003d 0,255 mA

Quindi la corrente totale sarà:

I = 0,545 mA + 0,255 mA = 0,8 mA

Questo può anche essere verificato usando la legge di Ohm:

I = U ÷ R = 12 V ÷ 15 kΩ = 0,8 mA (uguale)

dove 15 kΩ è la resistenza totale di due resistori collegati in parallelo (22 kΩ e 47 kΩ)

E in conclusione, vorrei notare che i resistori più moderni sono contrassegnati da strisce colorate e puoi scoprirne lo scopo.

Collegamento in parallelo di resistori - Calcolatrice online

Per calcolare rapidamente la resistenza totale di due o più resistori collegati in parallelo, puoi utilizzare il seguente calcolatore online:

Ricapitolare

Quando due o più resistori sono collegati in modo che entrambi i terminali di un resistore siano collegati ai terminali corrispondenti dell'altro resistore o resistori, si dice che siano collegati in parallelo. La tensione ai capi di ciascun resistore all'interno di una combinazione parallela è la stessa, ma le correnti che li attraversano possono differire l'una dall'altra, a seconda del valore delle resistenze di ciascun resistore.

L'equivalente o l'impedenza di una combinazione in parallelo sarà sempre inferiore alla resistenza minima del resistore incluso nel collegamento in parallelo.