Az ellenállások párhuzamos csatlakoztatása a sorokkal együtt az elektromos áramkör elemeinek összekapcsolásának fő módja. A második változatban az összes elemet egymás után telepítik: az egyik elem vége a következő elejéhez kapcsolódik. Egy ilyen áramkörben az áramerősség minden elemen azonos, és a feszültségesés az egyes elemek ellenállásától függ. Két csomópont van egy soros kapcsolatban. Az összes elem kezdete az egyikhez, a vége a másodikhoz kapcsolódik. Hagyományosan egyenáramnál plusz és mínusz, váltakozó áram esetén pedig fázis és nulla jellel jelölhetők. Jellemzőinek köszönhetően széles körben használják elektromos áramkörökben, beleértve a vegyes csatlakozásúakat is. A tulajdonságok azonosak a DC és az AC esetében.
A teljes ellenállás kiszámítása, ha az ellenállások párhuzamosan vannak csatlakoztatva
Eltérően a soros csatlakozástól, ahol a teljes ellenállást megtaláljuk, elég az egyes elemek értékét összeadni, párhuzamos kapcsolásnál ugyanez igaz a vezetőképességre is. És mivel ez fordítottan arányos az ellenállással, a következő ábrán az áramkörrel együtt bemutatott képletet kapjuk:
Az ellenállások párhuzamos bekötésének számításakor meg kell jegyezni egy fontos jellemzőt: a teljes érték mindig kisebb lesz, mint a legkisebb. Az ellenállásoknál ez az egyenáramra és a váltakozó áramra is igaz. A tekercsek és a kondenzátorok saját jellemzőkkel rendelkeznek.
Áram és feszültség
Az ellenállások párhuzamos ellenállásának kiszámításakor tudnia kell, hogyan kell kiszámítani a feszültséget és az áramerősséget. Ebben az esetben az Ohm-törvény segít nekünk, amely meghatározza az ellenállás, az áram és a feszültség közötti kapcsolatot.
A Kirchhoff-törvény első megfogalmazása alapján azt kapjuk, hogy az egyik csomópontban konvergáló áramok összege nulla. Az irányt az áram áramlási irányának megfelelően választjuk meg. Így az első csomópont pozitív iránya a tápegységből bejövő áramnak tekinthető. És az egyes ellenállások kimenete negatív lesz. A második csomópont esetében a kép fordított. A törvény megfogalmazása alapján azt kapjuk, hogy a teljes áramerősség egyenlő az egyes párhuzamosan kapcsolt ellenállásokon áthaladó áramok összegével.
A végső feszültséget a második Kirchhoff-törvény határozza meg. Ez minden ellenállásnál ugyanaz, és egyenlő az összes ellenállással. Ez a funkció az aljzatok és a világítás csatlakoztatására szolgál lakásokban.
Számítási példa
Első példaként számoljuk ki az ellenállást azonos ellenállások párhuzamos csatlakoztatásakor. A rajtuk átfolyó áram ugyanolyan lesz. Egy példa az ellenállás kiszámítására így néz ki:
Ez a példa egyértelműen ezt mutatjahogy a teljes ellenállás kétszer olyan alacsony, mint mindegyik. Ez megfelel annak a ténynek, hogy a teljes áramerősség kétszer akkora, mint egy. Jól korrelál a vezetőképesség megduplázásával is.
Második példa
Vegyünk egy példát három ellenállás párhuzamos csatlakoztatására. A kiszámításhoz a szabványos képletet használjuk:
Hasonlóan a nagyszámú párhuzamosan kapcsolt ellenállású áramkörök kiszámítása is megtörténik.
Példa vegyes csatlakozásra
Az alábbihoz hasonló vegyes vegyület esetén a számítás több lépésben történik.
Először is, a soros elemek feltételesen helyettesíthetők egy olyan ellenállással, amelynek ellenállása megegyezik a két csere összegével. Továbbá a teljes ellenállást ugyanúgy kell figyelembe venni, mint az előző példában. Ez a módszer más összetettebb sémákhoz is alkalmas. Az áramkör következetes egyszerűsítésével megkaphatja a kívánt értéket.
Például, ha két párhuzamos ellenállás van csatlakoztatva az R3 helyett, először ki kell számítania az ellenállásukat, és ki kell cserélni őket egy egyenértékűre. Aztán ugyanaz, mint a fenti példában.
Párhuzamos áramkör alkalmazása
Az ellenállások párhuzamos csatlakoztatása sok esetben alkalmazható. A sorba kapcsolás növeli az ellenállást, esetünkben viszont csökken. Például egy elektromos áramkörhöz 5 ohmos ellenállás szükséges, de csak 10 ohmos és nagyobb ellenállások vannak. Az első példából tudjukhogy az ellenállásérték felét kaphatja meg, ha két azonos ellenállást szerel fel egymással párhuzamosan.
Még tovább csökkentheti az ellenállást, például ha két párhuzamosan kapcsolt ellenálláspárt egymáshoz képest párhuzamosan kötünk. Az ellenállást kétszeresére csökkentheti, ha az ellenállások azonos ellenállásúak. Soros kapcsolattal kombinálva tetszőleges értéket kaphatunk.
A második példa a párhuzamos csatlakozás alkalmazása a világításhoz és az aljzatokhoz lakásokban. Ennek a csatlakozásnak köszönhetően az egyes elemek feszültsége nem függ a számuktól, és azonos lesz.
A párhuzamos csatlakozás alkalmazásának másik példája az elektromos berendezések védőföldelése. Például, ha egy személy megérinti a készülék fémházát, amelyen meghibásodás következik be, párhuzamos kapcsolat jön létre a védővezető és az eszköz között. Az első csomópont az érintkezési hely, a második pedig a transzformátor nullapontja. Más áram fog átfolyni a vezetőn és a személyen. Ez utóbbi ellenállásértékét 1000 ohmnak vesszük, bár a valós érték gyakran sokkal magasabb. Ha nem lenne föld, az áramkörben folyó összes áram átmenne az emberen, mivel ő lenne az egyetlen vezető.
Párhuzamos csatlakozás akkumulátorokhoz is használható. A feszültség változatlan marad, de a kapacitásuk megduplázódik.
Eredmény
Ha az ellenállásokat párhuzamosan csatlakoztatják, a feszültségük azonos lesz, és az áramerősségegyenlő az egyes ellenállásokon átfolyó áramok összegével. A vezetőképesség mindegyik összegével egyenlő. Ebből egy szokatlan képletet kapunk az ellenállások teljes ellenállására vonatkozóan.
Az ellenállások párhuzamos bekötésének számításakor figyelembe kell venni, hogy a végső ellenállás mindig kisebb lesz, mint a legkisebb. Ez az ellenállások vezetőképességének összegzésével is magyarázható. Ez utóbbi nő új elemek hozzáadásával, és ennek megfelelően a vezetőképesség csökken.
