I problemi dei circuiti paralleli possono essere risolti facilmente se si comprendono le formule ei principi di base dei circuiti paralleli. Se 2 o più ostacoli sono collegati uno accanto all'altro, la corrente elettrica può "scegliere" un percorso (proprio come un'auto tende a cambiare corsia e a guidare fianco a fianco se una strada a 1 corsia si divide in 2 corsie). Dopo aver studiato questo articolo, sarai in grado di calcolare il valore di tensione, corrente e resistenza per 2 o più resistori collegati in parallelo.
Formula di base
- Formula di resistenza totale RT circuito parallelo: 1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + …
- Il valore della tensione elettrica in ogni ramo di un circuito parallelo è sempre lo stesso: VT = V1 = V2 = V3 = …
- Valore della corrente elettrica totale IT = io1 + io2 + io3 + …
- Formula della legge di Ohm: V = IR
Fare un passo
Parte 1 di 3: Comprensione dei circuiti paralleli
Passaggio 1. Identificare i circuiti paralleli
Un circuito parallelo ha 2 o più rami che originano tutti dal punto A e vanno al punto B. Un singolo flusso di elettroni si divide in molti rami e poi si ricongiunge. La maggior parte dei problemi di circuiti paralleli richiedono il valore della tensione totale, della resistenza o della corrente elettrica nel circuito (dal punto A al punto B).
I componenti "assemblati in parallelo" si trovano ciascuno su un ramo separato
Passaggio 2. Comprendere la resistenza e la corrente elettrica nei circuiti paralleli
Immagina un'autostrada con più corsie e caselli in ogni corsia che rallentano il traffico veicolare. La creazione di una nuova corsia fornisce una corsia aggiuntiva per le auto in modo che il traffico scorra più agevolmente anche se nella nuova corsia è stato costruito anche un casello. Quindi, proprio come in un circuito parallelo, l'aggiunta di un nuovo ramo fornisce un nuovo percorso per la corrente elettrica. Indipendentemente dalla quantità di resistenza nel nuovo ramo, la resistenza totale diminuisce e l'amperaggio totale aumenta.
Passaggio 3. Sommare l'amperaggio di ciascun ramo per trovare l'amperaggio totale
Se l'amperaggio in ogni ramo è noto, è sufficiente sommarlo per ottenere l'amperaggio totale. La corrente elettrica totale è la quantità di corrente elettrica che scorre attraverso il circuito dopo che tutti i rami sono tornati insieme. La formula per la corrente elettrica totale: IT = io1 + io2 + io3 + …
Passaggio 4. Calcolare il valore di resistenza totale
Per conoscere il valore di resistenza totale RT circuito parallelo, usa l'equazione 1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + … Ogni R sul lato destro dell'equazione rappresenta il valore di resistenza in 1 ramo di un circuito parallelo.
- Esempio: un circuito ha 2 resistori collegati in parallelo, ciascuno con un valore di 4Ω. 1/RT = 1/4Ω + 1/4Ω → 1/RT = 1/2Ω → RT = 2Ω. In altre parole, 2 rami che hanno la stessa resistenza sono due volte più facili da attraversare rispetto a 1 solo ramo.
- Se un ramo non ha resistenza (0Ω), tutta la corrente elettrica passerà attraverso quel ramo, quindi il valore di resistenza totale = 0.
Passaggio 5. Comprendi qual è la tensione
La tensione è la differenza di potenziale elettrico tra 2 punti. Poiché confronta 2 punti invece di misurare il percorso del flusso, il valore della tensione rimane lo stesso in qualsiasi ramo. VT = V1 = V2 = V3 = …
Passaggio 6. Usa la legge di Ohm
La legge di Ohm descrive la relazione tra tensione V, corrente I e resistenza R: V = IR. Se sono noti due dei tre valori, utilizzare questa formula per trovare il terzo valore.
Assicurati che ogni valore provenga dalla stessa parte della serie. Oltre a trovare il valore in un ramo (V = I1R1), la legge di Ohm può essere utilizzata anche per calcolare il valore totale del circuito (V = ITRT).
Parte 2 di 3: domande di esempio
Passaggio 1. Crea una tabella per registrare il conteggio
Se un problema di circuito parallelo richiede più di un valore, la tabella aiuta a organizzare le informazioni. Di seguito è riportato un esempio di una tabella di circuiti paralleli con 3 rami. I rami sono spesso scritti come R seguito da un numero scritto in piccolo e leggermente verso il basso.
| R1 | R2 | R3 | Totale | Unità | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | volt | ||||
| io | ampere | ||||
| R | ohm |
Passaggio 2. Immettere i valori noti
Ad esempio, un circuito parallelo utilizza una batteria da 12 volt. Questo circuito ha 3 rami paralleli, ciascuno con resistenza di 2Ω, 4Ω e 9Ω. Scrivi nella tabella tutti i valori conosciuti:
| R1 | R2 | R3 | Totale | Unità | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | Passaggio 12. | volt | |||
| io | ampere | ||||
| R | Passo 2. | Passaggio 4. | Passaggio 9. | ohm |
Passaggio 3. Copiare i valori della tensione di rete in ciascun ramo
Ricorda, il valore della tensione attraverso l'intero circuito è lo stesso del valore della tensione attraverso ciascun ramo di un circuito parallelo.
| R1 | R2 | R3 | Totale | Unità | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | Passaggio 12. | Passaggio 12. | Passaggio 12. | Passaggio 12. | volt |
| io | ampere | ||||
| R | 2 | 4 | 9 | ohm |
Passaggio 4. Utilizzare la formula della legge di Ohm per trovare l'amperaggio di ciascun ramo
Ogni colonna della tabella è composta da tensione, corrente e resistenza. Cioè, è sempre possibile trovare un valore sconosciuto purché siano noti altri due valori nella stessa colonna. Ricorda, la formula della legge di Ohm è V = IR. Il valore sconosciuto nel nostro esempio è la corrente elettrica. Quindi, la formula può essere modificata in I = V/R
| R1 | R2 | R3 | Totale | Unità | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | 12 | 12 | 12 | 12 | volt |
| io | 12/2 = 6 | 12/4 = 3 | 12/9 = ~1, 33 | ampere | |
| R | 2 | 4 | 9 | ohm |
Passaggio 5. Calcolare la corrente elettrica totale
La corrente elettrica totale è facile da trovare perché è la somma delle correnti di ogni ramo.
| R1 | R2 | R3 | Totale | Unità | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | 12 | 12 | 12 | 12 | volt |
| io | 6 | 3 | 1, 33 | 6 + 3 + 1, 33 = 10, 33 | ampere |
| R | 2 | 4 | 9 | ohm |
Passaggio 6. Calcolare la resistenza totale
La resistenza totale può essere calcolata in due modi. La linea del valore di resistenza può essere utilizzata per calcolare la resistenza totale con l'equazione 1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3. Tuttavia, la resistenza totale è spesso più facile da calcolare con la formula della legge di Ohm che utilizza i valori totali di V e I. Per calcolare la resistenza, cambia la formula della legge di Ohm in R = V/I
| R1 | R2 | R3 | Totale | Unità | |
|---|---|---|---|---|---|
| V | 12 | 12 | 12 | 12 | volt |
| io | 6 | 3 | 1, 33 | 10, 33 | ampere |
| R | 2 | 4 | 9 | 12 / 10, 33 = ~1.17 | ohm |
Parte 3 di 3: Variazioni del problema
Passaggio 1. Calcola la potenza elettrica
Proprio come in altri circuiti, l'energia elettrica può essere calcolata dall'equazione P = IV. Se è stata calcolata la potenza in ogni ramo, la potenza totale PT uguale alla somma della potenza di ciascun ramo (P1 + P2 + P3 + …).
Passaggio 2. Calcolare la resistenza totale di un circuito parallelo a due poli
Se un circuito parallelo ha solo due resistenze, la formula per la resistenza totale può essere semplificata in:
RT = R1R2 / (R1 + R2)
Passaggio 3. Calcola la resistenza totale se i valori di tutte le resistenze sono gli stessi
Se tutte le resistenze in un circuito parallelo hanno lo stesso valore, la formula per la resistenza totale diventa molto più semplice: RT = R1 / N. N è il numero di resistenze nel circuito.
Esempio: due resistori di uguale valore collegati in parallelo forniscono la resistenza totale di una resistenza. Otto barriere di uguale valore forniscono la resistenza totale di una resistenza
Passaggio 4. Calcolare la corrente elettrica nel ramo del circuito parallelo senza utilizzare la tensione
Un'equazione nota come legge della corrente di Kirchhoff permette di trovare il valore dell'amperaggio di ciascun ramo anche se non si conosce la tensione del circuito. Tuttavia, è necessario conoscere la resistenza di ciascun ramo e la corrente totale del circuito.
- Circuito parallelo con 2 resistenze: I1 = ioTR2 / (R1 + R2)
- Circuito in parallelo con più di 2 resistenze: calcolare I1, trova la resistenza totale di tutte le resistenze tranne R1. Usa la formula della resistenza del circuito parallelo. Quindi, usa la formula sopra, con la tua risposta scritta come R2.
Suggerimenti
- Se stai lavorando su un problema di circuito misto (serie-parallelo), calcola prima la parte in parallelo. Successivamente, devi solo calcolare la parte della serie, che è molto più semplice.
- In un circuito parallelo, la tensione è la stessa su tutte le resistenze.
- Se non si dispone di un calcolatore, la resistenza totale in alcuni circuiti può essere difficile da calcolare utilizzando il valore R.1, R2, eccetera. In tal caso, utilizzare la formula della legge di Ohm per calcolare l'amperaggio di ciascun ramo.
- La formula della legge di Ohm può anche essere scritta E = IR o V = AR; simboli diversi, ma il significato è lo stesso.
- La resistenza totale è anche conosciuta come "resistenza equivalente".
