Загрузить PDF Загрузить PDF

В параллельной цепи резисторы соединены таким образом, что электрический ток в цепи делится между резисторами и проходит через них одновременно (сравните это с автодорогой, которая разделяется на две параллельные дороги и делит поток машин на два потока, движущихся параллельно друг другу). В этой статье мы расскажет вам, как вычислить напряжение, силу тока и сопротивление в параллельной цепи.

Шпаргалка

  • Формула для вычисления общего сопротивления R T в параллельной цепи: 1 / R T = 1 / R 1 + 1 / R 2 + 1 / R 3 + ...
  • Напряжение в параллельной цепи одинаковое на каждом ее элементе: V T = V 1 = V 2 = V 3 = ...
  • Формула для вычисления общей силы тока в параллельной цепи: I T = I 1 + I 2 + I 3 + ...
  • Закон Ома: V = IR
Часть 1
Часть 1 из 3:

Параллельные цепи

Загрузить PDF
  1. Параллельная цепь — это цепь, в которой ток течет из точки А в точку В одновременно по нескольким элементам цепи (то есть поток электронов разбивается на несколько потоков, которые на конечном участке цепи вновь объединяются в единый поток). В большинстве задач, в которых присутствует параллельная цепь, нужно вычислить напряжение, сопротивление и силу тока.
    • Элементы, подключенные параллельно, находятся на отдельных ветвях цепи.
  2. Представьте себе автостраду с несколькими полосами, на каждой из которых установлен пункт пропуска, замедляющий движение автомобилей. Построив новую полосу, вы увеличите скорость движения (даже если и на этой полосе вы поставите пункт пропуска). Аналогично с параллельной цепью — добавив новую ветвь, вы уменьшите общее сопротивление цепи и увеличите силу тока.
  3. Общая сила тока в параллельной цепи равна сумме силы тока на каждом элементе этой цепи. То есть, если известна сила тока на каждом резисторе, сложите эти силы тока, чтобы найти общую силу тока в параллельной цепи: I T = I 1 + I 2 + I 3 + ...
  4. Оно вычисляется по формуле: 1 / R T = 1 / R 1 + 1 / R 2 + 1 / R 3 + ..., где R1, R2 и так далее — это сопротивление соответствующих элементов (резисторов) этой цепи.
    • Например, параллельная цепь включает два резистора и сопротивление каждого равно 4 Ом. 1 / R T = 1 /4 + 1 /4 → 1 / R T = 1 /2 → R T = 2 Ом. То есть общее сопротивление параллельной цепи с двумя элементами, сопротивления которых равны, в два раза меньше сопротивления каждого резистора.
    • Если какая-либо ветвь параллельной цепи не имеет сопротивления (0 Ом), то весь ток пройдет именно через эту ветвь. [1]
  5. Напряжение — это разность электрических потенциалов между двумя точками электрической цепи. Так как здесь рассматриваются две точки без учета пути движения тока по цепи, напряжение в параллельной цепи одинаково на каждом элементе этой цепи, то есть: V T = V 1 = V 2 = V 3 = ...
  6. Закон Ома описывает взаимосвязь между напряжением V, силой током I и сопротивлением R: V = IR . Если вам известны значения двух величин из этой формулы, вы можете найти значение третьей величины.
    • Вы можете применить закон Ома для всей цепи (V = I T R T ) или для одной ветви этой цепи (V = I 1 R 1 ).
    Реклама
Часть 2
Часть 2 из 3:

Пример цепи

Загрузить PDF
  1. Нарисуйте таблицу, чтобы облегчить решение задачи, особенно если неизвестны значения сразу нескольких величин в данной параллельной цепи. [2] Рассмотрим пример электрической цепи с тремя параллельными ветвями. Обратите внимание, что здесь под ветвями подразумеваются резисторы с сопротивлениями R1, R2, R3.


    R 1 R 2 R 3 Общее Единицы измерения
    V
    В
    I
    А
    R
    Ом
  2. Например, к электрической цепи подключена батарея, напряжение которой равно 12 В. Цепь включает три параллельные ветви с сопротивлениями 2 Ом, 4 Ом, 9 Ом.


    R 1 R 2 R 3 Общее Единицы измерения
    V
    12 В
    I
    А
    R
    2 4 9 Ом
  3. Помните, что общее напряжение в параллельной цепи и напряжение на каждом резисторе этой цепи равны.


    R 1 R 2 R 3 Общее Единицы измерения
    V
    12 12 12 12 В
    I
    А
    R
    2 4 9 Ом
  4. Так как теперь в каждом столбце вашей таблицы есть значения двух величин, вы с легкостью вычислите значение третей величины при помощи закона Ома: V = IR. В нашем примере нужно найти силу тока, поэтому перепишите формулу закона Ома следующим образом: I = V/R


    R 1 R 2 R 3 Общее Единицы измерения
    V
    12 12 12 12 В
    I
    12/2 = 6 12/4 = 3 12/9 = ~1,33 А
    R
    2 4 9 Ом
  5. Помните, что общая сила тока в параллельной цепи равна сумме сил тока на каждом элементе этой цепи.


    R 1 R 2 R 3 Общее Единицы измерения
    V
    12 12 12 12 В
    I
         6           3           1,33      6 + 3 + 1,33 = 10,33 А
    R
    2 4 9 Ом
  6. Сделайте это одним из двух способов. Либо используйте формулу 1 / R T = 1 / R 1 + 1 / R 2 + 1 / R 3 , либо формулу закона Ома: R = V/I.


    R 1 R 2 R 3 Общее Единицы измерения
    V
    12 12 12 12 В
    I
         6           3           1.33      10,33 А
    R
    2 4 9 12 / 10,33 = ~1,17 Ом
    Реклама
Часть 3
Часть 3 из 3:

Дополнительные вычисления

Загрузить PDF
  1. P = IV. Если вам дана мощность тока на каждом участке цепи, то общая мощность вычисляется по формуле: P T = P 1 + P 2 + P 3 + ....
  2. Вычислите общее сопротивление в параллельной цепи, состоящей из двух ветвей (двух резисторов).
    • R T = R 1 R 2 / (R 1 + R 2 )
  3. Найдите общее сопротивление в параллельной цепи, если сопротивление всех резисторов одинаково: R T = R 1 / N, где N — количество резисторов в цепи. [3]
    • Например, если в параллельной цепи два резистора с одинаковым сопротивлением, то общее сопротивление цепи будет вдвое меньше сопротивления одного резистора. Если в цепи восемь одинаковых резисторов, то общее сопротивление будет в восемь раз меньше сопротивления одного резистора.
  4. Вычислите силу тока на каждом резисторе, если напряжение неизвестно. Это можно сделать, воспользовавшись правилом Кирхгофа. [4] Вам необходимо вычислить сопротивление каждого резистора и общую силу тока в цепи.
    • Два резистора в параллельной цепи: I 1 = I T R 2 / (R 1 + R 2 )
    • Несколько (более двух) резисторов в параллельной цепи. В этом случае для вычисления I 1 найдите общее сопротивление всех резисторов за исключением R 1 . Для этого воспользуйтесь формулой для вычисления общего сопротивления в параллельной цепи. Затем используйте правило Кирхгофа, заменив R 2 полученным значением.
    Реклама

Советы

  • В параллельной цепи напряжение одинаково на всех резисторах.
  • Возможно, в вашем учебнике закон Ома представлен следующей формулой: E = IR или V = AR. Здесь присутствуют другие обозначения величин, но суть закона Ома не меняется.
  • Общее сопротивление часто именуется эквивалентным сопротивлением.
  • Если у вас нет калькулятора, найти общее сопротивление, используя значения R 1 , R 2 и так далее, довольно проблематично. Поэтому воспользуйтесь законом Ома.
  • Если в задаче дана параллельно-последовательная цепь, сделайте вычисления для ее параллельного участка, а затем для полученной последовательной цепи.
Реклама

Об этой статье

Эту страницу просматривали 195 327 раз.

Была ли эта статья полезной?

Реклама