Il collegamento in parallelo di resistori, insieme alla serie, è il modo principale per collegare gli elementi in un circuito elettrico. Nella seconda versione, tutti gli elementi sono installati in sequenza: la fine di un elemento è collegata all'inizio del successivo. In un tale circuito, la forza della corrente su tutti gli elementi è la stessa e la caduta di tensione dipende dalla resistenza di ciascun elemento. Ci sono due nodi in una connessione seriale. Gli inizi di tutti gli elementi sono collegati a uno e le loro estremità al secondo. Convenzionalmente, per la corrente continua, possono essere designati come più e meno, e per la corrente alternata come fase e zero. Per le sue caratteristiche trova largo impiego nei circuiti elettrici, anche con collegamento misto. Le proprietà sono le stesse per DC e AC.
Calcolo della resistenza totale quando i resistori sono collegati in parallelo
A differenza di una connessione in serie, dove per trovare la resistenza totale è sufficiente sommare il valore di ogni elemento, per una connessione in parallelo lo stesso vale per la conducibilità. E poiché è inversamente proporzionale alla resistenza, otteniamo la formula presentata insieme al circuito nella figura seguente:
Occorre notare una caratteristica importante del calcolo del collegamento in parallelo dei resistori: il valore totale sarà sempre inferiore al più piccolo di essi. Per i resistori, questo vale sia per la corrente continua che alternata. Bobine e condensatori hanno le loro caratteristiche.
Corrente e voltaggio
Quando si calcola la resistenza in parallelo dei resistori, è necessario sapere come calcolare la tensione e la corrente. In questo caso ci aiuterà la legge di Ohm, che determina la relazione tra resistenza, corrente e tensione.
Sulla base della prima formulazione della legge di Kirchhoff, otteniamo che la somma delle correnti convergenti in un nodo è uguale a zero. La direzione viene scelta in base alla direzione del flusso di corrente. Pertanto, la direzione positiva per il primo nodo può essere considerata la corrente in ingresso dall'alimentatore. E l'uscita da ciascun resistore sarà negativa. Per il secondo nodo, l'immagine è opposta. In base alla formulazione della legge, otteniamo che la corrente totale è uguale alla somma delle correnti che passano attraverso ogni resistore collegato in parallelo.
La tensione finale è determinata dalla seconda legge di Kirchhoff. È lo stesso per ogni resistore ed è uguale al totale. Questa funzione viene utilizzata per collegare prese e illuminazione negli appartamenti.
Esempio di calcolo
Come primo esempio, calcoliamo la resistenza quando si collegano resistori identici in parallelo. La corrente che li attraversa sarà la stessa. Un esempio di calcolo della resistenza è il seguente:
Questo esempio lo mostra chiaramenteche la resistenza totale è due volte più bassa di ciascuno di essi. Ciò corrisponde al fatto che la forza di corrente totale è il doppio di quella di uno. Si correla bene anche con il raddoppio della conduttività.
Secondo esempio
Si consideri un esempio di collegamento in parallelo di tre resistori. Per calcolare utilizziamo la formula standard:
Allo stesso modo, vengono calcolati i circuiti con un gran numero di resistori collegati in parallelo.
Esempio di connessione mista
Per un composto misto come quello di seguito, il calcolo verrà eseguito in più passaggi.
Per cominciare, gli elementi seriali possono essere sostituiti condizionatamente da un resistore con una resistenza pari alla somma dei due sostituiti. Inoltre, la resistenza totale viene considerata allo stesso modo dell'esempio precedente. Questo metodo è adatto anche per altri schemi più complessi. Semplificando costantemente il circuito, puoi ottenere il valore desiderato.
Ad esempio, se sono collegate due resistenze parallele invece di R3, dovrai prima calcolarne la resistenza, sostituendole con una equivalente. E poi lo stesso dell'esempio sopra.
Applicazione di un circuito in parallelo
Il collegamento in parallelo di resistori trova la sua applicazione in molti casi. Il collegamento in serie aumenta la resistenza, ma nel nostro caso diminuirà. Ad esempio, un circuito elettrico richiede una resistenza di 5 ohm, ma ci sono solo resistori da 10 ohm e superiori. Dal primo esempio, lo sappiamoche puoi ottenere la metà del valore della resistenza se installi due resistori identici in parallelo tra loro.
È possibile ridurre ulteriormente la resistenza, ad esempio, se due coppie di resistori collegati in parallelo sono collegati in parallelo l'uno rispetto all' altro. È possibile ridurre la resistenza di un fattore due se i resistori hanno la stessa resistenza. Combinando con una connessione seriale è possibile ottenere qualsiasi valore.
Il secondo esempio è l'uso del collegamento in parallelo per l'illuminazione e le prese negli appartamenti. Grazie a questo collegamento, la tensione su ciascun elemento non dipenderà dal loro numero e sarà la stessa.
Un altro esempio di utilizzo del collegamento in parallelo è la messa a terra di protezione delle apparecchiature elettriche. Ad esempio, se una persona tocca la custodia metallica del dispositivo, su cui si verifica un guasto, si otterrà una connessione parallela tra essa e il conduttore di protezione. Il primo nodo sarà il luogo di contatto e il secondo sarà il punto zero del trasformatore. Una corrente diversa scorrerà attraverso il conduttore e la persona. Il valore di resistenza di quest'ultimo è preso come 1000 ohm, anche se il valore reale è spesso molto più alto. Se non ci fosse la terra, tutta la corrente che scorre nel circuito passerebbe attraverso la persona, poiché sarebbe l'unico conduttore.
Il collegamento in parallelo può essere utilizzato anche per le batterie. La tensione rimane la stessa, ma la loro capacità raddoppia.
Risultato
Quando i resistori sono collegati in parallelo, la tensione ai capi sarà la stessa e la correnteè uguale alla somma delle correnti che attraversano ciascun resistore. La conducibilità sarà uguale alla somma di ciascuno. Da ciò si ottiene una formula insolita per la resistenza totale dei resistori.
Nel calcolare il collegamento in parallelo dei resistori è necessario tenere in considerazione che la resistenza finale sarà sempre inferiore alla più piccola. Questo può anche essere spiegato dalla somma della conduttanza dei resistori. Quest'ultimo aumenterà con l'aggiunta di nuovi elementi e, di conseguenza, la conducibilità diminuirà.
