Parallele Schaltungen mit Ohms Gesetz beherrschen

In diesem Artikel werden wir untersuchen, wie sich Spannung, Strom und Widerstand mit klaren Beispielen und einfachen Erklärungen in parallelen Schaltungen verhalten.Sie finden die Konzepte der parallelen Schaltung leicht zu verstehen.Wir werden uns auch mit den praktischen Anwendungen des Ohm -Gesetzes befassen, um zu zeigen, wie es bei der Schaltungsanalyse und Fehlerbehebung hilft.

Katalog

Spannung in einer parallele Schaltung verstehen

Abbildung 2. Parallele Schaltung mit einer Batterie und drei Widerständen

Für die Analyse ihrer Funktion ist zu verstehen, wie sich die Spannung in einem parallelen Schaltkreis entwickelt.In einer solchen Schaltung erhält jede Komponente die gleiche Spannung, unabhängig von der Anzahl der Zweige oder Wege.Dies tritt auf, weil ein paralleler Schaltkreis mit nur zwei elektrisch häufigen Punkten strukturiert ist, um sicherzustellen, dass die Spannung über alle Komponenten unverändert bleibt.

Betrachten Sie beispielsweise eine parallele Schaltung mit drei Widerständen - R1, R2 und R3 - mit einer 9 -V -Batterie.Jeder Widerstand erlebt genau 9 V in seinen Terminals.Diese Gleichmäßigkeit tritt auf, da jede Komponente direkt an die gleichen zwei Spannungspunkte innerhalb der Schaltung angeschlossen ist.Infolgedessen bleibt das elektrische Potential am Anfang und am Ende jedes Widerstands identisch.

Diese Eigenschaft ist bei der Gestaltung elektronischer Systeme aktiv.Viele Geräte stützen sich auf eine stabile Spannungsversorgung, um korrekt zu funktionieren, und parallele Schaltungen bieten diese Konsistenz.Unabhängig davon, ob mehrere Komponenten in einer Schaltung mit Strom versorgt werden oder komplexere elektrische Systeme entwerfen, sorgt die Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Spannung über parallele Zweige zuverlässiger Betrieb.

Verwendung des Ohmschen Gesetzes, um den Strom in einem parallelen Schaltkreis zu bestimmen

Das OHM -Gesetz ist ein grundlegendes Instrument, um zu verstehen, wie der Strom durch verschiedene Komponenten in einem parallelen Stromkreis fließt.Da alle Komponenten in einem parallelen Schaltkreis die gleiche Spannung teilen, ist die Berechnung des Stroms durch jeden unkompliziert.Durch Teilen der Spannung durch den Widerstand jedes Zweigs können die einzelnen Strömungen bestimmt werden.

Angenommen, eine parallele Schaltung besteht aus drei an eine 9 -V -Quelle verbundenen Widerstände.Wenn die Widerstände 10 kΩ, 2 kΩ und 1 kΩ betragen, kann der Strom, der durch jeden Widerstand fließt, unter Verwendung des Ohmschen Gesetzes gefunden werden:

• 10 kΩ Widerstand: 9 V ÷ 10.000 Ω = 0,9 mA

• 2 kΩ Widerstand: 9 V ÷ 2.000 Ω = 4,5 mA

• 1 kΩ Widerstand: 9 V ÷ 1.000 Ω = 9,0 mA

Das Hinzufügen dieser Werte ergibt den Gesamtstrom in der Schaltung.In diesem Fall beträgt der Gesamtstrom 14,4 mA, was einfach die Summe der einzelnen Strömungen ist.

Abbildung 3. Strom in der Schaltung

Wenn die 9 -V -Batterie den Stromkreis versorgt, fließt der Strom von ihrem positiven Anschluss an Punkt 1. Am Punkt 2 leitet ein Teil des Stroms in einen Widerstand R₁ (10 kΩ) um, während der Rest durch den Hauptkreis fortgesetzt wird.

Am Punkt 3 tritt eine weitere Spaltung auf, die einen Strom durch Widerstand R₂ (2 kΩ) sendet, wobei der Rest vorwärts bewegt wird.In Punkt 4 lenkt eine dritte Division den Strom in den Widerstand R₃ (1 kΩ).Jeder Widerstand liefert einen alternativen Pfad, der sicherstellt, dass der Gesamtstrom der Summe einzelner Zweigströme entspricht.Nach dem Durchlaufen von R₁, R₂ und R₃ verschmelzen die Ströme an den Punkten 7, 6 und 5, die sich an Punkt 8 vollständig wieder vereinen, bevor sie zum negativen Terminal der Batterie zurückkehrt.

Dies zeigt ein Schlüsselprinzip paralleler Schaltungen:

Das Diagramm zeigt, wie der Strom spaltet, durch getrennte Widerstände fließt und sich zurückschaltet und eine kontinuierliche und ausgewogene Ladungsbewegung aufrechterhält.

Berechnung des Gesamtwiderstands in einer parallele Schaltung

Dieses Ergebnis zeigt, dass der Gesamtwiderstand nur 625 Ω beträgt, was ist untere als jeder der einzelnen Widerstände.

In einer Serienschaltung ist der Gesamtwiderstand nur die Summe aller Widerstände, was ihn höher macht als jeder andere.In einer parallele Schaltung ist das Gegenteil jedoch wahr: Jeder zusätzliche Widerstand senkt den Gesamtwiderstand.Die Formel für den Gesamtwiderstand in einer parallele Schaltung lautet:

Verständnis der Leitfähigkeit in parallelen Schaltungen

Es kann einfacher sein, über parallele Schaltungen nachzudenken Leitfähigkeit statt Widerstand.Leitfähigkeit ist das Gegenteil von Widerstand und zeigt, wie leicht Strom fließen kann.Wenn wir mehr parallele Pfade hinzufügen, steigt die Gesamtleitfähigkeit.

In einer parallele Schaltung die GesamtleitfähigkeitG_gesamt​ ist einfach die Summe der Leitfähigkeit jedes Zweigs:

Durch die Betrachtung der Leitfähigkeit wird klarer, warum das Hinzufügen von mehr parallele Widerstand den Gesamtwiderstand reduziert.Vor diesem Hintergrund können wir besser verstehen, wie Spannung, Strom und Widerstand in parallelen Schaltungen funktionieren.

Parallele Schaltungseigenschaften

Parallele Schaltungen haben einzigartige Eigenschaften, die sie in vielen elektrischen Anwendungen nützlich machen.

• Ein Schlüsselmerkmal ist, dass die Spannung bleibt über alle Zweige gleich. Unabhängig davon, wie viele Komponenten verbunden sind.Dies stellt sicher, dass jedes Gerät oder jede Komponente eine konsistente Spannung empfängt, wodurch parallele Schaltkreise in Systemen, in denen Stabilität verwendet wird, besonders nützlich ist.

• Eine andere wichtige Eigenschaft ist wie Strom verhält.Der Gesamtstrom, der durch die Schaltung fließt, ist die Summe der einzelnen Ströme in jedem Zweig.Dies bedeutet, dass das Hinzufügen von mehr Zweigen den Gesamtstrom erhöht, ohne die Spannung zu ändern.

• Widerstand in a Die Parallelschaltung folgt einer anderen Regel als in Serienschaltungen.Anstatt sich zu addieren, ist der Gesamtwiderstand immer niedriger als der kleinste individuelle Widerstand.Diese Verringerung des Widerstands ermöglicht es, mehr Strom durch den Schaltkreis zu fließen und parallele Konfigurationen ideal für den Umgang mit unterschiedlichen Stromlasten effizient.

Aufgrund dieser Merkmale werden parallele Schaltkreise in komplexen elektronischen Systemen häufig verwendet.Sie bieten ein stabiles Spannungsangebot, während sie sich an verschiedene aktuelle Anforderungen anpassen, wodurch sie für zuverlässige und flexible Schaltungskonstruktionen nützlich sind.

Anwendung von OHM -Rechtsgleichungen

Das OHM -Gesetz ist ein grundlegendes Prinzip in der Elektrotechnik, die zur Berechnung von Spannung, Strom oder Widerstand in einer Schaltung verwendet wird.Es bietet eine einfache mathematische Beziehung zwischen diesen drei Variablen und macht es zu einem nützlichen Instrument für die Schaltungsanalyse und Fehlerbehebung.

Abbildung 4. Ohm's Law Dreieckstechnik

Eine der effektivsten Möglichkeiten, das Ohm -Gesetz anzuwenden, besteht darin, die Triangle -Technik des Ohms Gesetzes zu verwenden.Diese visuelle Methode hilft dabei, die Formel leicht zu erinnern zu organisieren.Das Dreieck ist in drei Abschnitte unterteilt:

• Spannung (v) wird oben platziert.

• Strom (i) Und Widerstand (R) sind unten positioniert.

Um einen fehlenden Wert zu finden, decken Sie die unbekannte Variable im Dreieck ab.Die verbleibenden zwei Werte geben die zu verwendende Gleichung an:

• Spannung (v) = Strom (i) × Widerstand (R)

• Strom (i) = Spannung (v) ÷ Widerstand (R)

• Widerstand (R) = Spannung (v) ÷ Strom (i)

Anwendungen und Berechnung des Ohmschen Gesetzes

Das OHM -Gesetz spielt eine wichtige Rolle in der Elektrotechnik, bei der Auswahl der Komponenten und der Fehlerbehebung.Es hilft sicherzustellen, dass elektrische Komponenten sicher und effizient arbeiten, indem die ordnungsgemäßen Spannungs-, Strom- und Widerstandsbeziehungen aufrechterhalten werden.

Abbildung 5. Entwerfen von Schaltungen für LED

Eine praktische Anwendung besteht darin, Schaltungen für LEDs zu entwerfen.Da LEDs gegenüber übermäßigem Strom empfindlich sind, ist die Berechnung des korrekten Widerstandswerts von wesentlicher Bedeutung, um Schäden zu vermeiden.Unter Verwendung des OHM -Gesetzes kann der angemessene Widerstand festgelegt werden, um den Strom zu regulieren, der durch die LED fließt und stabile Betriebsbetrieb sicherstellt.

Über LEDs hinaus ist das Ohmsche Gesetz der Schlüssel zur Auswahl von Komponenten wie Widerständen, Transistoren und Dioden.Die Übereinstimmung dieser Komponenten mit den Spannungs- und Stromanforderungen der Schaltung verhindert Fehlfunktionen und Ineffizienzen.Es spielt auch eine dynamische Rolle bei der Diagnose von Fehlern.Wenn beispielsweise ein unerwarteter Widerstandsabfall festgestellt wird, könnte er auf einen Kurzschluss hinweisen.Das frühzeitige Identifizieren solcher Probleme verbessert die Sicherheit und Zuverlässigkeit in elektrischen Systemen.

Abbildung 6. Watts Law

Zusätzlich zur Basiskreisanalyse erstreckt sich das OHM -Gesetz auf Leistungsberechnungen durch WATT -Gesetz (Power = Spannung × Strom).Auf diese Weise können Sie die Effizienz optimieren und den Energieverbrauch in elektronischen Geräten verwalten.Von der Entwurfsschaltung bis zur Fehlerbehebung und der Verbesserung der Stromeffizienz bleibt das Ohmsche Gesetz ein grundlegendes Instrument in der Elektrotechnik.

Abschluss

Durch die Untersuchung der Spannung, der Verbreitung, der Strömung und der Berechnung des Widerstands in parallelen Konfigurationen können Sie das Design und die Funktionalität moderner elektrischer Systeme schätzen.Denken Sie daran, dass die konsistente Spannung in parallelen Schaltungen den stabilen Betrieb von Komponenten sicherstellt, während der einzigartige Wegwiderstand und der Strom eine effiziente Behandlung von elektrischen Belastungen ermöglichen.Beachten Sie diese Prinzipien, während Sie an elektrischen Schaltkreisen arbeiten oder studieren, und Sie werden besser für verschiedene elektrische Herausforderungen gerüstet sein.

Häufig gestellte Fragen [FAQ]

1. Wie finden Sie die Ohms in einer parallele Schaltung?

Um den Gesamtwiderstand in einer parallele Schaltung zu bestimmen, verwenden Sie die Formel 1/rtotal = 1/R1 + 1/R2 +… + 1/RN, wobei R1, R2,…, RN die Widerstände einzelner Komponenten sind.Berechnen Sie das gegenseitige Ohm jedes Widerstands, sammeln Sie sie und nehmen Sie dann den gegenseitigen des Gesamtbetrags, um den kombinierten Widerstand zu finden.Diese Methode stellt sicher, dass der Gesamtwiderstand immer geringer ist als der kleinste Widerstand in der Schaltung.

2. Wie gilt das Ohmsche Gesetz für Schaltungen?

Das OHM -Gesetz besagt, dass der Strom, der durch einen Leiter zwischen zwei Punkten fließt, direkt proportional zur Spannung über die beiden Punkte und umgekehrt proportional zum Widerstand zwischen ihnen ist.Es wird als v = ir ausgedrückt, wobei V die Spannung ist, ich ist der Strom und R der Widerstand.Dieses Gesetz gilt allgemein in elektrischen Schaltungen und beiträgt dazu, eine dieser Variablen zu berechnen, wenn die anderen beiden bekannt sind.

3. Was ist eine einfache Definition einer parallele Schaltung?

Eine parallele Schaltung ist eine Art elektrischer Schaltkreis, bei dem mehrere Wege für den Fluss von Elektrizität vorhanden sind.Jede Komponente ist über die gleichen zwei elektrischen Punkte angeschlossen, wodurch die gleiche Spannung teilt, aber möglicherweise unterschiedliche Ströme trägt.

4. Was ist die Regel für eine parallele Schaltung?

Die ultimative Regel für eine parallele Schaltung ist, dass die Spannung über jede Komponente gleich ist.Diese gleichmäßige Spannungsverteilung bedeutet, dass Geräte mit unterschiedlichen Widerständen unterschiedliche Strommengen entsprechend ihren Widerstandswerten zeichnen.

5. Wie finden Sie eine parallele Formel?

Die Formel, um den Gesamtwiderstand in einer parallele Schaltung zu finden, kann als rtotal = ∑1/r1 in Erinnerung bleiben, wobei RI den Widerstand jeder Komponente darstellt.Diese Formel wird für Schaltkreise mit Komponenten wie Widerständen oder Impedanzgeräten parallel verwendet, da die Berechnung der Abneiung des Gesamtwiderstands durch Zugabe von mehr Pfaden für den Stromfluss ermöglicht.