Paralelno povezivanje otpornika, zajedno sa serijskim, glavni je način povezivanja elemenata u električnom kolu. U drugoj verziji svi elementi se postavljaju uzastopno: kraj jednog elementa je povezan s početkom sljedećeg. U takvom kolu jačina struje na svim elementima je ista, a pad napona ovisi o otporu svakog elementa. Postoje dva čvora u serijskoj vezi. Počeci svih elemenata povezani su s jednim, a njihovi krajevi s drugim. Konvencionalno, za jednosmjernu struju, mogu se označiti kao plus i minus, a za naizmjeničnu struju kao faza i nula. Zbog svojih karakteristika, široko se koristi u električnim krugovima, uključujući i one s mješovitom vezom. Svojstva su ista za DC i AC.
Proračun ukupnog otpora kada su otpornici spojeni paralelno
Za razliku od serijske veze, gdje je za pronalaženje ukupnog otpora dovoljno dodati vrijednost svakog elementa, za paralelnu vezu, isto vrijedi i za provodljivost. A budući da je obrnuto proporcionalan otporu, dobijamo formulu predstavljenu zajedno sa strujnim krugom na sljedećoj slici:
Neophodno je napomenuti jednu važnu osobinu proračuna paralelnog povezivanja otpornika: ukupna vrijednost će uvijek biti manja od najmanjeg od njih. Za otpornike to vrijedi i za jednosmjernu i za naizmjeničnu struju. Zavojnice i kondenzatori imaju svoje karakteristike.
Struja i napon
Prilikom izračunavanja paralelnog otpora otpornika, morate znati kako izračunati napon i struju. U ovom slučaju pomoći će nam Ohmov zakon, koji određuje odnos između otpora, struje i napona.
Na osnovu prve formulacije Kirchhoffovog zakona, dobijamo da je zbir struja koje konvergiraju u jednom čvoru jednak nuli. Smjer se bira prema smjeru toka struje. Tako se pozitivnim smjerom za prvi čvor može smatrati ulazna struja iz izvora napajanja. I izlaz iz svakog otpornika će biti negativan. Za drugi čvor, slika je suprotna. Na osnovu formulacije zakona, dobijamo da je ukupna struja jednaka zbiru struja koje prolaze kroz svaki paralelno spojen otpornik.
Konačni napon je određen drugim Kirchhoffovim zakonom. Ona je ista za svaki otpornik i jednaka je ukupnoj. Ova funkcija se koristi za spajanje utičnica i rasvjete u stanovima.
Primjer kalkulacije
Kao prvi primjer, izračunajmo otpor pri paralelnom povezivanju identičnih otpornika. Struja koja teče kroz njih će biti ista. Primjer izračunavanja otpora izgleda ovako:
Ovaj primjer to jasno pokazujeda je ukupni otpor duplo manji od svakog od njih. To odgovara činjenici da je ukupna jačina struje dvostruko veća od one jedne. Takođe dobro korelira sa udvostručavanjem provodljivosti.
Drugi primjer
Razmotrimo primjer paralelne veze tri otpornika. Za izračunavanje koristimo standardnu formulu:
Slično se računaju kola sa velikim brojem paralelno povezanih otpornika.
Primjer miješane veze
Za mješovitu smjesu kao što je ona ispod, izračun će se obaviti u nekoliko koraka.
Za početak, serijski elementi se mogu uslovno zameniti jednim otpornikom sa otporom jednakim zbroju dva zamenjena. Nadalje, ukupni otpor se razmatra na isti način kao u prethodnom primjeru. Ova metoda je pogodna i za druge složenije sheme. Dosljedno pojednostavljujući krug, možete dobiti željenu vrijednost.
Na primjer, ako su dva paralelna otpornika spojena umjesto R3, prvo ćete morati izračunati njihov otpor, zamjenjujući ih s ekvivalentnim. A zatim isto kao u gornjem primjeru.
Primjena paralelnog kola
Paralelno povezivanje otpornika nalazi svoju primenu u mnogim slučajevima. Serijsko povezivanje povećava otpor, ali u našem slučaju će se smanjiti. Na primjer, električni krug zahtijeva otpor od 5 oma, ali postoje samo 10 oma i veći otpornici. Iz prvog primjera znamoda možete dobiti polovinu vrijednosti otpora ako instalirate dva identična otpornika paralelno jedan s drugim.
Otpor možete još više smanjiti, na primjer, ako su dva para paralelno spojenih otpornika spojena paralelno jedan prema drugom. Otpor možete smanjiti za faktor dva ako otpornici imaju isti otpor. Kombinacijom sa serijskom vezom može se dobiti bilo koja vrijednost.
Drugi primjer je korištenje paralelnog priključka za rasvjetu i utičnice u stanovima. Zahvaljujući ovoj vezi, napon na svakom elementu neće zavisiti od njihovog broja i biće isti.
Još jedan primjer upotrebe paralelne veze je zaštitno uzemljenje električne opreme. Na primjer, ako osoba dotakne metalno kućište uređaja, na kojem dolazi do kvara, između njega i zaštitnog vodiča će se dobiti paralelna veza. Prvi čvor će biti mjesto kontakta, a drugi će biti nulta tačka transformatora. Kroz provodnik i osobu će teći drugačija struja. Vrijednost otpora potonjeg uzima se kao 1000 oma, iako je stvarna vrijednost često mnogo veća. Da nema uzemljenja, sva struja koja teče u strujnom kolu bi prolazila kroz osobu, pošto bi on bio jedini provodnik.
Paralelna veza se može koristiti i za baterije. Napon ostaje isti, ali im se kapacitet udvostručuje.
Rezultat
Kada su otpornici povezani paralelno, napon na njima će biti isti, a strujajednak je zbiru struja koje teku kroz svaki otpornik. Vodljivost će biti jednaka zbroju svakog od njih. Iz ovoga se dobija neobična formula za ukupni otpor otpornika.
Potrebno je uzeti u obzir pri proračunu paralelne veze otpornika da će konačni otpor uvijek biti manji od najmanjeg. Ovo se također može objasniti zbirom provodljivosti otpornika. Potonji će se povećati dodavanjem novih elemenata, a samim tim i provodljivost će se smanjiti.
