直流平行电路
出处:维库电子市场网时间:2025-02-18
什么是直流平行电路
直流平行电路或“分流器连接电路”是单个电子组件的连接,它们在它们之间具有共同的电压源。直流平行电路是串联电路的相反或补充。
平行电路的主要特征是它们在这两个节点之间连接的每个组件和/或源只有两个节点。请注意,节点是将两个或多个电路元件连接在一起的电路中的一个点,从而作为接线点。
然后,由于DC平行电路中的所有组件仅共享两个节点,因此没有其他连接或连接可以创建额外的下降或电压分隔网络的连接。因此,在平行连接的电路与每个电路组件的平行连接电路中,电压是相同的,无论它是电阻器,电容器还是电感器,并在平行连接中具有完全相同的电压幅度。
由于所有平行电路组件仅共享两个节点,并且没有其他连接,节点或路径可以从中可以从中流出或进入电路,或者要在任何点拆分或分配电压。因此,供应电流(i)将根据其阻力或阻抗值比例分配平行连接的组件。
因此,在平行电路中,所有组件中只有一个共同的电压,但是电流可以沿多个方向流动。电流可以流动的每个平行路径通常称为“分支”。
考虑以下DC平行电路。
直流平行电路图
在上面的简单平行电路示例中,该示例由四个电阻组成,并在单个24伏电池电源上并联连接在一起。节点1、2、3和4都连接在一起以指向“ A”,因此在电气上是常见的,因为它们共享相同的连接线。
同样,节点5、6、7和8都将它们连接在一起,因为它们也很常见,并且它们也具有相同的电连接。因此,我们可以说每个电阻都连接在同一对节点之间,A和B与它们共享相同的电池电压。
然后,个电阻的电压R 1等于点“ A”和点“ B”之间的电池电压(24V)。因此,我们可以正确地说,第二电阻器r 2,第三电阻r 3和第四电阻r 4的电压也等于电阻器r 1的电压,因此节点A和B。我们可以显示这一点作为:
平行电路电压
现行师和欧姆定律
平行电路也可以被认为是“当前分隔线”。因此,由于源电流可以在可用的分支之间划分划分,因此当前的划分或当前分隔规则适用于并行电路。也就是说,供应电流的值等于单个分支电流的总和。
从欧姆定律中我们知道:i = v/r,因此,流过平行电阻器r 1的电流与它上的电压有关。也就是说,I 1 = V s /r 1 ,我们可以为流过电阻器R 2,r 3和r 4的分支电流做出相同的正确陈述,如图所示。
分支电流
因此,各个分支电流A如下:
平行电路中的电流流
平行电路分支电流
使用Kirchhoff的当前定律(KCL),通过每个电阻器的电流总和必须等于由24伏电池源向DC平行电路提供的总电路电流(I T )。因此,
I T = I R1 + I R2 + I R3 + I R4
I T = 2.4 + 1.2 + 0.8 + 0.6
我t = 5安培
然后,我们可以看到5安培的源电流(i t)到达电路中的个连接,然后在各个平行分支之间分裂或分开。是电路的两个或多个分支在交界处相遇,电流再次重组回到电池源。因此,总电流是流过每个平行分支的所有电流的总和。我们还可以看到,通过每个分支的电流是不同的。
如果平行电路的分支具有相同的电阻值,则每个分支将绘制相同的电流。同样,如果平行电路的分支具有不同的电阻,则每个电阻都会绘制不同的电流。在平行电路中,与较大的电阻器(具有较高电阻)相比,较小的电阻(具有较低的电阻)将具有较大的电流,因为每个电阻的电压相同。
因此,“ n ”分支的平行电路将具有n个不同的电流路径,从欧姆定律来看,很明显,电阻越大,施加电压的电流就越少。还要注意,如果平行路径中的任何一个被打破(开路),则电流仍将继续在所有其他连接的并行路径中流动。总供应电流将相应地减少损坏的分支先前收集的电流。
因此,请记住,“电压分隔规则”是基于串联电路的,因为它的电流围绕它流动相同。而“当前的分隔规则”是基于平行电路,因为它在其上有共同的电压。
总电阻或同等电阻
我们已经看到,总电流是所有单个分支电流的总和,并且通过应用欧姆定律,我们可以计算平行电路的总有效电阻。但是,如果我们没有电压源,即V s或知道总电流,那该怎么办。您如何在平行电路中计算电阻。
在上面的平行电路示例中,24伏电池源看到的总电阻R EQ等于所有单个电阻器分支的所有相互值的总和。也就是说,找到每个电阻值的倒数(倒数),将(添加)汇总(添加),然后数字1除以汇总数将为我们提供平行连接电阻器的等效电阻。
从数学上讲,上面的平行电路示例中的总电阻或同等电阻之间的关系看起来像这样:
寻找总电阻或等效性,r eq
等效电阻
然后,我们可以计算出上述平行电路的等效电阻等于:
等效电阻计算
因此,将平行组合的等效电阻计算为:4.8Ω。我们可以仔细检查此值,因为以前我们计算出电池电量电流为5安培。因此,使用欧姆定律,该定律指出:r = v/i,我们可以找到源的总电阻或同等电阻为24/5 =4.8Ω。这是正确的。
同样,我们可以看到平行电路中的总或同等电阻小于任何单个分支电阻的电阻。在上面的示例中,4.8Ω远低于10Ω的平行分支电阻。等效电路可以显示如下:
等效平行电路
等效平行电路
平行电路的电导
在DC平行电路的计算中使用如此多的相互值并不容易使用,并且会令人困惑。但是,电阻的倒数称为电导(G)。
因此,如果电阻具有电阻值r,则其等效电导值,g由: g = 1/r给出。因此,我们可以从电导而不是电阻方面想到我们的直流平行电路,这对于平行电路来说更有意义,并且更容易使用。
就欧姆法而言,可以将电导被罚款为:
电导(G)= AMPS/伏特= A/V
平行电路的电导率是将所有单个分支电导添加在一起的总和,随着电路的导电越来越多,添加了更多的平行路径以使电流流动到周围。然后,我们可以正确地指出,由于电导(g)等于1/r,因此平行分支的总电导率将等于:
平行电路的电导
请注意,标准电导单元是MHO,即ohm向后拼写,标准符号为:?。 MHO定义为每伏的安培,电导单位为siemen。
因此,具有抗性,r在欧姆中给出,并在西门子中给出的电导g。 g的每个值是r(g = 1/r)的倒数。上面的简单平行电路示例的总电导率,分支的总电导率,计算为:
总电路电导
总电导率
然后:
g t = g 1 + g 2 + g 3 + g 4 = 0.1 + 0.05 + 0.033 + 0.025 = 0.208 s
由于r eq = 1/g t = 1/0.208 =4.8Ω,因此与先前计算的值相同。另外,正如我们所看到的,加入电导不需要倒数或任何复杂的数学。请注意,平行电阻也可以互相互换而不会改变等效电阻或总电导率。
两个相同的平行电阻器
在两个并联两个电阻的特殊情况下,具有不同的电阻值。由于只有两条当前路径,我们只需通过将电阻乘以等效电阻,然后将乘积除以两个平行连接的电阻的总和(乘积超出总方法),如图所示。
平行公式的两个电阻
两个电阻公式
此公式只能用于两个并行电路元素,并且使数学更容易,因为不必将其值除以1。如果有两个以上的并行元素,则必须使用先前的倒数公式。
因此,对于并行连接在一起连接在一起的两个电阻,我们可以计算以下电路的总电路电阻:
两个电阻
使用我们的新两个电阻以并行公式,我们得到:
并行两个电阻
对于r 1等于r 2的值,即r 1 = r 2,网络的等效电阻完全是一个电阻器的值的一半。那就是:r/2。
同样,如果三个或更多的电阻值相同,则等效电阻将等于r/n,其中r是电阻的值,“ n”是组合中的个体电阻数量。因此,任何数量的平行电阻的总电阻等于仅一个电阻的电阻除以平行分支电阻的数量。
因此,例如,如果以平行组合将六个100Ω电阻连接在一起。因此,等效电阻将为:r t = r/n = 100/6 =16.7Ω。但是请注意,这仅适用于所有具有相同值的电阻,否则我们需要使用倒数方法。