חיבור מקביל של נגדים, יחד עם סדרות, הוא הדרך העיקרית לחבר אלמנטים במעגל חשמלי. בגרסה השנייה, כל האלמנטים מותקנים ברצף: הקצה של אלמנט אחד מחובר לתחילתו של הבא. במעגל כזה, עוצמת הזרם על כל האלמנטים זהה, וירידת המתח תלויה בהתנגדות של כל אלמנט. ישנם שני צמתים בחיבור טורי. התחלות כל היסודות קשורות לאחד, וסופם לשני. באופן קונבנציונלי, עבור זרם ישר, הם יכולים להיות מוגדרים כפלוס ומינוס, ועבור זרם חילופין כפאזה ואפס. בשל תכונותיו, הוא נמצא בשימוש נרחב במעגלים חשמליים, כולל כאלה עם חיבור מעורב. המאפיינים זהים עבור DC ו-AC.
חישוב של התנגדות כוללת כאשר נגדים מחוברים במקביל
בניגוד לחיבור סדרתי, שם כדי למצוא את ההתנגדות הכוללת מספיק להוסיף את הערך של כל אלמנט, עבור חיבור מקביל, אותו הדבר יהיה נכון לגבי מוליכות. ומכיוון שהוא ביחס הפוך להתנגדות, אנו מקבלים את הנוסחה המוצגת יחד עם המעגל באיור הבא:
יש צורך לציין תכונה חשובה אחת של חישוב החיבור המקביל של נגדים: הערך הכולל תמיד יהיה קטן מהקטן שבהם. לגבי נגדים, זה נכון גם לגבי זרם ישיר וגם לזרם חילופין. לסלילים ולקבלים יש מאפיינים משלהם.
זרם ומתח
כשמחשבים את ההתנגדות המקבילה של נגדים, צריך לדעת איך לחשב מתח וזרם. במקרה זה יעזור לנו חוק אוהם, שקובע את הקשר בין התנגדות, זרם ומתח.
בהתבסס על הניסוח הראשון של חוק קירכהוף, נקבל שסכום הזרמים המתכנסים בצומת אחד שווה לאפס. הכיוון נבחר בהתאם לכיוון זרימת הזרם. לפיכך, הכיוון החיובי עבור הצומת הראשון יכול להיחשב לזרם הנכנס מאספקת החשמל. והיציאה מכל נגד תהיה שלילית. עבור הצומת השני, התמונה הפוכה. בהתבסס על ניסוח החוק, נקבל שהזרם הכולל שווה לסכום הזרמים העוברים דרך כל נגד המחובר במקביל.
המתח הסופי נקבע לפי חוק קירכהוף השני. זה זהה לכל נגד ושווה לסך הכל. תכונה זו משמשת לחיבור שקעים ותאורה בדירות.
דוגמה לחישוב
כדוגמה הראשונה, בואו נחשב את ההתנגדות בעת חיבור נגדים זהים במקביל. הזרם הזורם דרכם יהיה זהה. דוגמה לחישוב התנגדות נראית כך:
דוגמה זו מראה זאת בבירורשההתנגדות הכוללת נמוכה פי שניים מכל אחד מהם. זה מתאים לעובדה שעוצמת הזרם הכוללת גבוהה פי שניים מזו של אחד. זה גם מתאם היטב עם הכפלת המוליכות.
דוגמה שנייה
שקול דוגמה לחיבור מקבילי של שלושה נגדים. כדי לחשב, אנו משתמשים בנוסחה הסטנדרטית:
באופן דומה, מחושבים מעגלים עם מספר רב של נגדים המחוברים במקביל.
דוגמה לחיבור מעורב
עבור תרכובת מעורבת כמו זו להלן, החישוב יתבצע במספר שלבים.
לכתחילה, ניתן להחליף אלמנטים טוריים על ידי נגד אחד עם התנגדות השווה לסכום השניים שהוחלפו. יתר על כן, ההתנגדות הכוללת נחשבת באותו אופן כמו בדוגמה הקודמת. שיטה זו מתאימה גם לתוכניות מורכבות אחרות. אם אתה מפשט את המעגל באופן עקבי, אתה יכול לקבל את הערך הרצוי.
לדוגמה, אם מחוברים שני נגדים מקבילים במקום R3, תחילה יהיה עליך לחשב את ההתנגדות שלהם, ולהחליף אותם באחד שווה ערך. ואז אותו דבר כמו בדוגמה למעלה.
יישום של מעגל מקביל
חיבור מקביל של נגדים מוצא את היישום שלו במקרים רבים. חיבור בסדרה מגביר את ההתנגדות, אבל במקרה שלנו היא תרד. לדוגמה, מעגל חשמלי דורש התנגדות של 5 אוהם, אך ישנם רק נגדים של 10 אוהם ומעלה. מהדוגמה הראשונה, אנחנו יודעיםשאתה יכול לקבל מחצית מערך ההתנגדות אם תתקין שני נגדים זהים במקביל זה לזה.
ניתן להפחית את ההתנגדות עוד יותר, למשל אם שני זוגות נגדים המחוברים במקביל מחוברים במקביל זה לזה. ניתן להפחית את ההתנגדות בפקטור של שניים אם לנגדים יש אותה התנגדות. על ידי שילוב עם חיבור טורי, ניתן לקבל כל ערך.
הדוגמה השנייה היא שימוש בחיבור מקביל לתאורה ושקעים בדירות. הודות לחיבור זה, המתח על כל אלמנט לא יהיה תלוי במספרם והוא יהיה זהה.
דוגמה נוספת לשימוש בחיבור מקביל היא הארקה מגן של ציוד חשמלי. לדוגמא, אם אדם נוגע במארז המתכת של המכשיר, עליו מתרחשת תקלה, יתקבל חיבור מקביל בינו לבין המוליך המגן. הצומת הראשון יהיה מקום המגע, והשני יהיה נקודת האפס של השנאי. זרם אחר יזרום דרך המוליך והאדם. ערך ההתנגדות של האחרון נלקח כ-1000 אוהם, אם כי הערך האמיתי לרוב גבוה בהרבה. אם לא הייתה הארקה, כל הזרם שזורם במעגל היה עובר דרך האדם, שכן הוא היה המוליך היחיד.
ניתן להשתמש בחיבור מקביל גם עבור סוללות. המתח נשאר זהה, אבל הקיבול שלהם מוכפל.
Result
כאשר נגדים מחוברים במקביל, המתח עליהם יהיה זהה, והזרםשווה לסכום הזרמים הזורמים דרך כל נגד. מוליכות תהיה שווה לסכום של כל אחד. מכאן מתקבלת נוסחה יוצאת דופן להתנגדות הכוללת של נגדים.
יש צורך לקחת בחשבון בעת חישוב החיבור המקביל של נגדים שההתנגדות הסופית תמיד תהיה קטנה מהקטנה ביותר. זה יכול להיות מוסבר גם על ידי סיכום המוליכות של הנגדים. האחרון יגדל עם הוספת אלמנטים חדשים, ובהתאם לכך, המוליכות תפחת.
