Conectarea în paralel a rezistențelor. Cum se calculează diagrame complexe de conectare a rezistenței. Modalități de conectare a conductoarelor

Definirea conexiunii paralele

Conectarea în paralel a elementelor electrice (conductoare, rezistențe, capacități, inductanțe) este o conexiune în care elementele de circuit conectate au două noduri de conexiune comune.

Rezistoarele sunt componente electronice pasive al căror parametru principal este rezistența, numită și rezistență electrică, de unde și cealaltă denumire de rezistență. Rezistența este un parametru care este complet independent de tensiune.

Potrivit „vechii școli”, rezistențele erau marcate cu o ramură „ruptă” a circuitului, simbolizând excesul pe conductor. În prezent, reprezentarea rezistențelor ideale în circuite echivalente folosește același simbol ca și în cazul unui element ideal cu o singură tură descris de impedanță. Acest lucru se datorează faptului că un rezistor este cea mai elementară componentă electronică, iar determinarea impedanței unui rezistor ideal pe baza unui rezistor se rezumă la determinarea rezistenței unui rezistor, care este discutată la sfârșitul secțiunii numită Impedanță.

O altă definiție: rezistențele sunt conectate în paralel dacă sunt conectate la aceeași pereche de noduri.

Desemnarea grafică a schemei de conectare în paralel

Figura de mai jos arată conexiunea în paralel a rezistențelor R1, R2, R3, R4. Din diagramă se poate observa că toate aceste patru rezistențe au două puncte comune (noduri de legătură).

Conform legii lui Ohm generalizate, rezistența este determinată. Dacă măsurați tensiunea și curentul care curge într-un circuit rezistiv, o cutie neagră, atunci legea lui Ohm poate fi înlocuită cu un singur rezistor. Structura internă a unei astfel de cutii negre nu ar trebui să joace absolut niciun rol, poate conține orice număr de rezistențe interconectate liber - înlocuirea lor cu un singur rezistor este întotdeauna posibilă.

Rezistoarele-rezistoarele conectate în serie într-o ramură dată a circuitului sunt egale cu suma rezistențelor lor. La conexiune serială rezistențe prin ramură, conform primei legi a lui Kirchhoff, curge curent, i.e. fiecare dintre rezistențele conectate în paralel va curge uniform pentru fiecare curent.

În inginerie electrică, se obișnuiește, dar nu este strict obligatoriu, să tragă firele orizontal și vertical. Prin urmare, același circuit poate fi reprezentat ca în figura de mai jos. Aceasta este, de asemenea, o conexiune paralelă a acelorași rezistențe.

Formula pentru calculul conexiunii paralele a rezistențelor

Când sunt conectate în paralel, reciproca rezistenței echivalente este egală cu suma reciprocelor tuturor rezistențelor conectate în paralel. Conductanța echivalentă este egală cu suma tuturor conductanțelor conectate în paralel într-un circuit electric.

După transformare obținem. Separați cele două părți cu curentul pe care îl primim. Pentru două rezistențe, acest șablon arată ca. Când rezistențele sunt conectate în paralel, tensiunea pe ele este egală, egală. Conform legii lui Kirchhoff, suma fluxurilor care curg din nodul „superior” este egală cu influența care exprimă dependența. Împărțiți tensiunea pe ambele părți.

Rezistoare marcate cu un cod de culoare. Rezistoarele se găsesc cel mai frecvent ca elemente discrete vândute individual sau într-o „bandă” legată de hârtie. Rezistoarele au forma unei carcase mici asemănătoare cu o secțiune transversală schema circuitului un înlocuitor din care sunt trase două fire pentru a putea fi incluse în circuit.


Pentru circuitul de mai sus, rezistența echivalentă poate fi calculată folosind formula:


Într-un caz particular, când două rezistențe sunt conectate în paralel:

Sunt disponibile rezistențe cu diferite rezistențe. Datorită dimensiunilor lor adesea mici și caracteristicilor cilindrice care împiedică procesul descriptiv, a fost adoptat un standard general pentru descrierea rezistențelor pentru a evita erorile de implementare. Marcarea se face folosind sistemul de codare a culorilor prezentat în tabelul de mai jos. Codurile sunt de obicei citite din cele mai extreme benzi - cel mai adesea primele două benzi determină rezistența, al treilea multiplicator și următoarea toleranță și uneori coeficient de temperatură rezistenţă.

Informații suplimentare sunt furnizate sub tabel. Benzile sunt de obicei trei, patru sau șase, dacă există 3 benzi - atunci toate trei sunt rezistență și toleranța este de ± 20%, dacă există 4 benzi - atunci primele trei înseamnă rezistență, iar a patra este toleranță, dacă există sunt șase dintre ele, atunci avem lucru cu un rezistor de precizie, iar primele trei indică numerele de rezistență, al patrulea este multiplicatorul, al cincilea este toleranța, al șaselea este coeficientul de rezistență la temperatură. Publicat pentru a asigura consistența materialului și cel mai rapid acces.

Rezistența circuitului echivalent este determinată de formula:

În cazul conectării „n” rezistențe identice, rezistența echivalentă poate fi calculată folosind o formulă privată:

Informațiile despre rezistența rezistenței sunt codificate cu culori. Pe Internet, puteți găsi mai multe calculatoare care vă permit să convertiți din diapozitive în argou și invers. Graficul de mai jos prezintă cele mai populare 4 valori de rezistență: 100 ohmi, 220 ohmi, 4,7 k ohmi, 10 k ohmi. Lingoul de aur din dreapta indică rezistența rezistenței este de ±5%.

Alți îndrăgostiți sunt 10% argintiu și 2% roșu. Codurile de culoare pentru cele mai frecvent utilizate valori ale rezistenței. Rețineți că prin combinarea rezistențelor, putem obține alte valori lipsă. Rezistența rezistivă a rezistențelor conectate în paralel este egală cu inversul sumei reciproce a rezistențelor unitare. Diodele nu trebuie conectate în paralel între ele - în acest caz, fiecare ar trebui să aibă propriul rezistor. Diodele pot fi conectate în serie și paralel-paralel, dar trebuie să alegeți rezistențele potrivite.

Formulele pentru calculul privat decurg din formula principală.

Formula pentru calcularea conexiunii paralele a containerelor (condensatori)

La conexiune paralelă capacități (condensatori), capacitatea echivalentă este egală cu suma capacităților conectate în paralel:

Formula de calcul a conexiunii paralele a inductoarelor

Când inductoarele sunt conectate în paralel, inductanța echivalentă este calculată în același mod ca și rezistența echivalentă în conexiune în paralel:

Un tabel cu valori standard ar trebui să fie suficient. Tabel: Valori ale rezistenței pentru LED-uri individuale. Curent care trece prin diodă: 20 mA. Modalități detaliate de calcul și combinare pot fi găsite pe Internet. Deși tehnologiile de economisire a energiei din electronică devin din ce în ce mai populare, este puțin probabil ca dispozitivele de răcire mecanică să fie vreodată complet abandonate. În prezent, pe lângă sistemele de răcire cu lichid, ventilatoarele sunt cel mai des folosite în cazuri. Articolul prezintă principalele modalități de a le clasifica, de a evalua performanța lor în raport cu cerințele unei anumite aplicații și elemente de proiectare cărora ar trebui să le acordați atenție.


Trebuie remarcat faptul că formula nu ține cont de inductanțe reciproce.

Exemplu de pliere cu rezistență paralelă

Pentru complot circuit electric este necesar să se găsească o legătură paralelă a rezistențelor pentru a le converti într-una.

Ventilatoarele centrifuge sunt împărțite la unghiul de ieșire a palelor pentru ventilatoarele cu pale curbate față și spate. Ventilatoarele sunt împărțite în principal în funcție de direcția fluxului de aer față de axa ventilatorului, distingând trei grupe în acest sens: axial, radial și diagonal. La răcirea dispozitivelor electronice se folosesc ventilatoare de primul tip, în care fluxul de aer curge în direcția axială.

În acest tip de aplicație, ventilatorul, care are pale de rotor asemănătoare elicei, este cel mai adesea găzduit într-o carcasă împreună cu un motor electric încorporat în butucul rotorului. Acest design compact cu orificii de montare pe flanșa ventilatorului permite instalarea chiar și în spații restrânse. Cu toate acestea, o problemă cu designul compact este distanțierea care conectează carcasa motorului la flanșă.

Din diagramă se poate observa că doar R2 și R4 sunt conectate în paralel. R3 nu este în paralel, pentru că un capăt este conectat la E1. R1 - conectat la un capăt la R5, nu la nod. R5 - conectat la un capăt la R1, nu la nod. De asemenea, puteți spune că conexiunea în serie a rezistențelor R1 și R5 este conectată în paralel cu R2 și R4.

Acestea oferă stabilitate, dar în același timp obstrucționează fluxul de aer. În timpul funcționării, palele rotorului mătură stâlpii, provocând creșteri de presiune în apropierea acestora. Aceasta este una dintre principalele surse de zgomot generate de ventilatoarele axiale. Prin urmare, în faza de proiectare a acestui dispozitiv, forma și numărul distanțierilor sunt analizate cu atenție pentru efectul lor asupra fluxului de aer prin ventilator.

Dispozitiv într-o carcasă de ventilator. Cele mai frecvente sunt ventilatoarele axiale cu suporturi curbate elicoidal. În practică, sunt respectate câteva reguli de bază privind instalarea acestora. Una dintre ele se referă la distanța dintre lame și stâlpi - cu cât sunt mai mari, cu atât mai puțin zgomot. Mult un numar mare de lame si tampoane. Cu cât este mai mic rack, cu atât mai puțin zgomot, mai ales la viteze mari ale rotorului.

Curent în conexiune paralelă

Când rezistențele sunt conectate în paralel, curentul prin fiecare rezistor este în general diferit. Cantitatea de curent este invers proporțională cu cantitatea de rezistență.

Tensiune în paralel

Cu o conexiune paralelă, diferența de potențial dintre nodurile care combină elementele circuitului este aceeași pentru toate elementele.

La rândul lor, cu cât mai multe lame, cu atât mai mult flux de aer, dar în același timp, lamele mătură mai des rafturile, ceea ce creează mai mult zgomot. De asemenea, este important ca rafturile să fie amplasate pe partea de evacuare a aerului a ventilatorului, așa cum este justificat de caracteristicile debitului. Debitul de aer la intrarea ventilatorului este flux laminar, iar la ieșirea ventilatorului debitul își schimbă caracterul în turbulent.

Când există o obstrucție în calea fluxului laminar, se aude o anumită frecvență, se aude ca un fluier. Pe de altă parte, atunci când fluxul turbulent lovește un obstacol, sunt produse sunete de diferite frecvențe, făcând zgomotul mai puțin enervant pentru oameni.

Aplicarea conexiunii paralele

1. În industrie se realizează rezistențe de anumite valori. Uneori este necesar să se obțină o valoare a rezistenței în afara acestor serii. Pentru a face acest lucru, puteți conecta mai multe rezistențe în paralel. Rezistența echivalentă va fi întotdeauna mai mică decât cea mai mare valoare a rezistenței.

Ventilatoare centrifuge și diagonale

Pe lângă ventilatoarele axiale, ventilatoarele centrifugale sunt folosite, deși mai rar, pentru răcirea componentelor electronice. La acest tip de dispozitiv, intrarea aerului este în direcția axială și ieșirea este în direcția perpendiculară pe axa ventilatorului. Lor trăsătură caracteristică este un rotor asemănător cu o roată de apă. Cea mai comună structură este locul în care motorul este amplasat în zona de aspirație a ventilatorului. Limiteaza intr-o anumita masura fluxul de aer, dar in acelasi timp permite un design compact.

2. Divizor de curent.

Conectarea în paralel a rezistențelor- unul din două tipuri legăturile electrice când ambele terminale ale unui rezistor sunt conectate la bornele corespunzătoare ale altui rezistor sau ale unui alt rezistor. Adesea sau în paralel pentru a crea circuite electronice mai complexe.

Al treilea tip este ventilatoarele cu flux mixt. diagonala, care, deși din punct de vedere al aspectului este mai asemănătoare cu ventilatoarele axiale, datorită principiului de funcționare este un design intermediar între ventilatoarele axiale și radiale: admisia aerului este axial la ieșire, dar evacuarea este diagonală. Ca rezultat, ventilatoarele cu flux mixt generează o presiune mai mare la aceeași dimensiune și viteze de funcționare ca și ventilatoarele axiale, iar ventilatoarele radiale se formează în acest unghi.

Schema de înlocuire a dispozitivului din fig. Rezistoarele corespund rezistenței la curgere a componentelor individuale ale dispozitivului. Performanța unui ventilator descrie curba caracteristică a acestuia, care reprezintă debitul volumetric al gazului pompat, în funcție de creșterea presiunii generată de ventilator. Pe baza acestei caracteristici, se poate compara tipuri diferite ventilatoare, dar în practică este folosit cel mai adesea pentru a evalua performanța unui ventilator în funcție de cerințele unei anumite aplicații.

Sistem conexiune paralelă prezentat în figura de mai jos. Când rezistențele sunt conectate în paralel, tensiunea la toate rezistențele va fi aceeași, iar curentul care curge prin ele va fi proporțional cu rezistența lor:

Formula paralelă a rezistențelor

Rezistența totală a mai multor rezistențe conectate în paralel este dată de următoarea formulă:

În acest caz, caracteristicile ventilatorului sunt analizate împreună cu o curbă care arată căderea de presiune în dispozitivul răcit în funcție de cantitatea de aer care trece prin acesta. Pentru a determina caracteristicile dispozitivului, determinați mai întâi rezistența la curgerea curentului. Calculele precise ale rezistenței la curgere folosesc de obicei un instrument specializat software, care utilizează modele complexe și metode numerice.

Cu toate acestea, în practică sunt utilizate și metode simplificate. Unul dintre ele va fi luat în considerare folosind exemplul unui dispozitiv în care sunt montate un ventilator și un grătar de ventilație. Este alcătuit din cinci plăci de circuite paralele cu componente și o sursă de alimentare găzduită într-o carcasă separată cu orificii pe panourile din față și din spate. Figura 3 prezintă schema de înlocuire a dispozitivului în cauză. Componentele individuale și componentele carcasei sunt afișate pe acesta ca rezistențe cu o rezistență specifică la curgere.

Curentul care curge printr-un singur rezistor, conform, poate fi găsit prin formula:

Conectarea în paralel a rezistențelor - calcul

Exemplul #1

La dezvoltarea dispozitivului, a devenit necesară instalarea unui rezistor cu o rezistență de 8 ohmi. Dacă ne uităm la întreaga gamă nominală de valori standard ale rezistenței, vom vedea că nu există nici un rezistor cu o rezistență de 8 ohmi.

Caracterizarea dispozitivului

Caracteristicile sistemului de ventilatie: aparat racit - ventilator. Sunt utilizate formule adecvate pentru a determina valorile rezistenței, care presupun că rezistența este dependentă de zonă. secțiune transversală obstacole, iar în cazul unui grătar de ventilație, suprafața prin care curge fluxul de aer. Următorul pas este de a calcula rezistența totală a întregului sistem.

În acest scop, se folosesc analogi care sunt utilizați la înlocuirea rezistenței în serie și paralelă rezistență electrică. Apoi această caracteristică ar trebui plasată pe graficul general cu caracteristicile ventilatorului. Apoi, în punctul de intersecție al celor două curbe, se determină punctul de acțiune al ventilatorului. Descrie performanța reală a unui anumit ventilator în acea instalație, adică cantitatea de aer pe care ventilatorul o poate răci în timp ce răcește dispozitivul.

Ieșirea din această situație este utilizarea a două rezistențe conectate în paralel. Valoarea rezistenței echivalente pentru două rezistențe conectate în paralel se calculează după cum urmează:

Această ecuație arată că dacă R1 este egal cu R2, atunci R este jumătate din rezistența unuia dintre cele două rezistențe. Cu R = 8 ohmi, R1 și R2 ar trebui, prin urmare, să fie 2 × 8 = 16 ohmi.
Acum să verificăm calculând rezistența totală a celor două rezistențe:

Astfel, am obținut rezistența necesară de 8 ohmi prin conectarea a două rezistențe de 16 ohmi în paralel.

Exemplul de calcul nr. 2

Aflați rezistența totală R a trei rezistențe conectate în paralel:

Rezistența totală R se calculează prin formula:

Această metodă de calcul poate fi utilizată pentru a calcula orice număr de rezistențe individuale conectate în paralel.

unu punct important Lucrul de reținut când se calculează rezistențele conectate în paralel este că rezistența totală va fi întotdeauna mai mică decât valoarea celei mai mici rezistențe din acea combinație.

Cum se calculează conexiunile complexe ale rezistenței

Conexiunile mai complexe ale rezistențelor pot fi calculate prin gruparea sistematică a rezistențelor. În figura de mai jos, trebuie să calculați rezistența totală a unui circuit format din trei rezistențe:



Pentru ușurința calculului, grupăm mai întâi rezistențele după tipul de conexiune în paralel și în serie.
Rezistoarele R2 și R3 sunt conectate în serie (grupul 2). Ele, la rândul lor, sunt conectate în paralel cu rezistorul R1 (grupul 1).

Conexiunea în serie a rezistențelor din grupa 2 se calculează ca suma rezistențelor R2 și R3:

Ca rezultat, simplificăm schema sub formă de două rezistențe paralele. Acum, rezistența totală a întregului circuit poate fi calculată după cum urmează:

Calculul conexiunilor de rezistență mai complexe poate fi efectuat folosind legile lui Kirchhoff.

Curent care circulă într-un circuit de rezistențe conectate în paralel

Curentul total I care circulă într-un circuit de rezistențe paralele este egal cu suma curenților individuali care circulă în toate ramurile paralele, iar curentul dintr-o singură ramură nu trebuie să fie egal cu curentul din ramurile învecinate.

În ciuda conexiunii în paralel, la fiecare rezistor se aplică aceeași tensiune. Și întrucât valoarea rezistenței în circuit paralel poate fi diferită, atunci cantitatea de curent care curge prin fiecare rezistor va fi și ea diferită (după definiția legii lui Ohm).

Luați în considerare acest lucru folosind exemplul a două rezistențe conectate în paralel. Curentul care trece prin fiecare dintre rezistențele (I1 și I2) va fi diferit unul de celălalt deoarece rezistențele rezistențelor R1 și R2 nu sunt egale.
Cu toate acestea, știm că curentul care intră în circuit în punctul „A” trebuie să părăsească circuitul în punctul „B”.

Prima regulă a lui Kirchhoff spune: „Curentul total care iese din circuit este egal cu curentul care intră în circuit”.

Astfel, curentul total care curge în circuit poate fi definit ca:

Apoi, folosind legea lui Ohm, puteți calcula curentul care trece prin fiecare rezistor:

Curent care curge în R1 = U ÷ R1 = 12 ÷ 22 kΩ = 0,545 mA

Curent care curge în R 2 \u003d U ÷ R2 \u003d 12 ÷ 47 kOhm \u003d 0,255 mA

Deci curentul total va fi:

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

Acest lucru poate fi verificat și folosind legea lui Ohm:

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

unde 15 kΩ este rezistența totală a două rezistențe conectate în paralel (22 kΩ și 47 kΩ)

Și în concluzie, aș dori să remarc că majoritatea rezistențelor moderne sunt marcate cu dungi colorate și puteți afla scopul acesteia.

Conexiune paralelă a rezistențelor - Calculator online

Pentru a calcula rapid rezistența totală a două sau mai multe rezistențe conectate în paralel, puteți utiliza următorul calculator online:

Rezuma

Când două sau mai multe rezistențe sunt conectate astfel încât ambele terminale ale unui rezistor sunt conectate la bornele corespunzătoare ale celuilalt rezistor sau rezistențe, se spune că acestea sunt conectate în paralel. Tensiunea pe fiecare rezistor într-o combinație paralelă este aceeași, dar curenții care curg prin ele pot diferi unul de celălalt, în funcție de valoarea rezistențelor fiecărui rezistor.

Echivalentul sau impedanța unei combinații paralele va fi întotdeauna mai mică decât rezistența minimă a rezistenței incluse în conexiunea paralelă.