与以前的串联电阻器电路不同,在并联电阻器网络中,电路电流可采用多条路径,因为电流有多条路径。然后,将并联电路分类为电流分配器。
由于有多个路径供电源电流流过,因此通过并行网络中所有分支的电流可能不相同。但是,并联电阻网络中所有电阻上的压降是相同的。然后,并联的电阻器之间有一个公共电压,这对于所有并联连接的元件都是如此。
因此,我们可以将并联电阻电路定义为其中电阻器连接到相同的两个点(或节点)的并联电阻电路,并通过以下事实进行识别:并联电阻电路有一条以上的电流路径连接到一个公共电压源。然后,在我们的并联电阻器示例中,电阻器R 1两端的电压等于电阻器R 2两端的电压,该电压等于R 3两端的电压且等于电源电压。因此,对于并联电阻网络,其表示为:
在下面的并联电阻器中,电阻器R 1,R 2和R 3都在两个点A和B之间并联连接在一起,如图所示。
并联电阻电路
在以前的串联电阻网络中,我们看到电路的总电阻R T等于所有加在一起的各个电阻的总和。对于并联电阻,等效电路电阻R T的计算方法有所不同。
此处, 各个电阻的倒数( 1 / R)都加在一起,而不是将电阻本身加在一起,代数和的倒数给出等效的电阻,如图所示。
并联电阻方程
那么,两个或多个并联的电阻的等效电阻的倒数就是各个电阻的倒数的代数和。
如果两个并联的电阻或阻抗相等且值相同,则总电阻或等效电阻R T等于一个电阻值的一半。这等于R / 2,并且对于并联的三个相等电阻器,R / 3等。
请注意,等效电阻始终小于并联网络中的最小电阻,因此,总电阻R T始终会随着附加并联电阻的增加而减小。
并联电阻为我们提供了已知为值电导,符号ģ与电导的作为单位西门子,符号小号。电导是电阻的倒数或倒数,(G = 1 / R)。为了将电导转换回电阻值,我们需要取电导的倒数,然后得出并联的电阻的总电阻R T。
现在我们知道,连接在相同两点之间的电阻是并联的。但是,并联电阻电路除了上面给出的显而易见的形式以外,还可以采取其他多种形式,下面是一些如何将电阻器并联在一起的示例。
各种并联电阻网络
上面的五个电阻网络可能看起来互不相同,但它们都是并联排列的电阻,因此适用相同的条件和公式。
并联示例1中的电阻
找出并联网络中以下电阻器的总电阻RT。
两端A和B两端的总电阻R T计算如下:
这种相互计算的方法可用于计算在单个并行网络中连接在一起的任意数量的单个电阻。
但是,如果只有两个单独的电阻并联,那么我们可以使用更简单,更快速的公式来求出总电阻值或等效电阻值R T,并帮助减少相互的数学运算。
这种并行计算两个电阻相等或不相等的电阻的乘积求和方法要快得多:
并联示例2中的电阻
考虑以下电路,该电路只有两个并联的电阻。
使用上面的公式,对于两个并联在一起的电阻器,我们可以计算出总电路电阻R T为:
要记住的并联电阻器的一个重要点,是总的电路电阻( ř Ť 并联连接在一起的任何两个电阻)将总是LESS比在该组合的最小电阻器的值。
在上面的示例中,组合值的计算公式为: R T =15kΩ,其中最小的电阻值为22kΩ,因此要高得多。换句话说,并联网络的等效电阻将始终小于组合中最小的单个电阻器。
同样,在R 1等于R 2的值(即R 1 = R 2)的情况下,网络的总电阻将恰好是电阻R / 2之一的一半。
同样,如果三个或三个以上具有相同值的电阻并联连接,则等效电阻将等于R / n,其中R是电阻值,n是组合中单个电阻的数量。
例如,六个100Ω电阻以并联组合的方式连接在一起。因此,等效电阻为: R T = R / n = 100/6 =16.7Ω。但是请注意,这仅适用于等效电阻器。也就是说,所有电阻均具有相同的值。
并联电阻电路中的电流
进入并联电阻电路的总电流I T是在所有并联支路中流动的所有单独电流的总和。但是流过每个并联分支的电流量不一定一定相同,因为每个分支的电阻值决定了在该分支内流动的电流量。
例如,尽管并联组合两端的电压相同,但是电阻可能不同,因此流过每个电阻的电流肯定会有所不同,如欧姆定律所确定的那样。
考虑上面并联的两个电阻。流过 并联连接在一起的每个电阻器(I R1 和 I R2)的电流 不一定是相同的值,因为它取决于电阻器的电阻值。但是,我们确实知道,在A点进入电路的电流也必须在B点离开电路。
基尔霍夫的《电流定律》指出:“离开电路的总电流等于进入电路的总电流–没有电流流失”。因此,电路中流过的总电流为:
IT = IR1 + IR2
通过使用欧姆定律,我们可以将流经上述示例2中所示的每个并联电阻的电流计算为:
流经电阻R 1的电流为:
IR1 = VS ÷ R1 = 12V ÷ 22kΩ = 0.545mA or 545μA
流经电阻R 2的电流为:
IR2 = VS ÷ R2 = 12V ÷ 47kΩ = 0.255mA or 255μA
因此,使我们在电路周围流过的总电流I T为:
IT = 0.545mA + 0.255mA = 0.8mA or 800μA
也可以使用欧姆定律直接验证为:
IT = VS ÷ RT = 12 ÷ 15kΩ = 0.8mA or 800μA (the same)
用于计算在并联电阻器电路中流动的总电流的公式为:
Itotal = I1 + I2 + I3 ….. + In
然后,并联电阻网络也可以被视为“分流器”,因为电源电流会在各个并联分支之间分配或分配。因此,具有N个电阻网络的并联电阻器电路将具有N条不同的电流路径,同时在其两端保持一个公共电压。并联电阻器也可以彼此互换,而无需改变总电阻或总电路电流。
并联示例3中的电阻
计算并联连接在一起的以下电阻器组的电源的单个支路电流和总电流。
由于并联电路中所有电阻的电源电压都是公共的,因此我们可以使用欧姆定律如下计算单个支路电流。
那么流入并联电阻组合中的总电路电流IT将为:
通过找到并联支路的等效电路电阻R T并将其除以电源电压V S,可以找到并验证该5安培的总电路电流值,如下所示。
等效电路电阻:
那么流入电路的电流将是:
并联电阻
总结一下。当连接两个或更多个电阻器以使它们的两个端子分别连接到另一个电阻器或多个电阻器的每个端子时,它们被称为并联在一起。并联组合中每个电阻两端的电压完全相同,但是流经它们的电流并不相同,这取决于它们的电阻值和欧姆定律。然后并联电路就是电流分配器。
并联组合的等效电阻或总电阻R T通过相互加法得出,总电阻值将始终小于组合中最小的单个电阻器。并联电阻网络可在同一组合内互换,而无需更改总电阻或总电路电流。即使一个电阻可能开路,在并联电路中连接在一起的电阻也将继续工作。
到目前为止,我们已经看到电阻器网络以串联或并联方式连接。在下一个有关电阻器的教程中,我们将研究串联和并联组合在一起的电阻器,同时产生混合或组合电阻器电路。