Die parallele Verbindung von Widerständen ist eine der Hauptschaltungen in der Elektronik. Es ermöglicht Ihnen, mehrere Widerstände so zu kombinieren, dass der elektrische Widerstand der gesamten Schaltung kleiner ist als der Widerstand jedes einzelnen Widerstands.
Das Prinzip der Parallelschaltung von Widerständen basiert auf der Tatsache, dass in dieser Schaltung der Strom zwischen jedem Widerstand aufgeteilt wird. Wenn die Widerstände parallel geschaltet sind, ist die Spannung an jedem von ihnen gleich und der Gesamtstrom entspricht der Summe der Ströme an jedem Widerstand. Dies ermöglicht es, den Gesamtstrom der Schaltung zu erhöhen und somit den elektrischen Widerstand zu reduzieren.
Die Berechnung der parallelen Verbindung von drei Widerständen erfolgt durch Anwendung einer Formel, bei der die Widerstände der Widerstände in Ohm ausgedrückt werden. Um den Gesamtwiderstand einer Schaltung zu berechnen, müssen Sie eine umgekehrte Größenformel anwenden, bei der jeder Widerstand durch einen umgekehrten Widerstand ersetzt wird, und dann alle erhaltenen Werte addieren. Um den Gesamtstrom zu berechnen, wird das ohmsche Gesetz verwendet: Der Strom ist gleich dem Verhältnis von Spannung zu Widerstand.
Das Prinzip der parallelen Verbindung von Widerständen
In einer parallelen Verbindung sind die Widerstände so verbunden, dass ihre Anfänge an einem Punkt und ihre Enden an einem anderen verbunden sind. Das Ergebnis ist ein elektrischer Stromkreis, in dem der Strom zwischen den Widerständen verteilt wird.
Das Prinzip der Parallelschaltung von Widerständen besteht darin, dass jeder Widerstand einen alternativen Weg für den Strom bietet. Nach dem ohmschen Gesetz wird der Strom in einer Schaltung proportional zu ihren Widerständen zwischen Widerständen aufgeteilt: Je kleiner der Widerstand ist, desto größer ist der Strom durch den Widerstand.
Die parallele Verbindung von Widerständen wird häufig in einer Vielzahl von elektronischen Geräten und elektrischen Schaltungen verwendet. Dies ermöglicht es, ein Netzwerk mit einem gemeinsamen niedrigen Widerstand zu erhalten und die Last auf mehrere Widerstände zu verteilen. Eine parallele Verbindung wird auch verwendet, um den Gesamtwiderstand der Schaltung abhängig von den erforderlichen Werten zu ändern.
Parameter und Eigenschaften von Widerständen
Die wichtigsten Parameter und Eigenschaften von Widerständen umfassen:
- Widerstand (R) - dies ist der Hauptparameter, der die Fähigkeit des Widerstands bestimmt, den Stromfluss zu begrenzen. Wird in Ohm (Ω) gemessen und zeigt die Potentialdifferenz zwischen den beiden Enden des Widerstands an, die durch einen Strom eines bestimmten Wertes erzeugt wird.
- Genauigkeit - dies ist ein Maß für die Abweichung des Widerstands von seinem Nennwert. Wird in Prozent (%) oder in der Größe der Abweichung in Ohm (Ω) gemessen. Widerstände mit hoher Genauigkeit haben einen geringeren Fehler und werden häufig in Geräten verwendet, bei denen eine hohe Widerstandsstabilität erforderlich ist.
- Leistung (P) - dies ist die maximal zulässige Leistung, die der Widerstand ohne Beschädigung aufnehmen kann. Gemessen in Watt (W). Eine übermäßige Leistung kann zu einer Überhitzung und einem Ausfall des Widerstands führen.
- Temperaturwiderstandskoeffizient (TCR) - dies ist ein Maß für die Änderung des Widerstandswiderstands in Abhängigkeit von der Änderung der Umgebungstemperatur. Gemessen in ppm/°C (Punkte pro Million Grad Celsius) oder %/°C. Niedrige TCR-Widerstände behalten die Widerstandsstabilität bei Temperaturänderungen bei.
Diese Parameter und Eigenschaften von Widerständen spielen eine wichtige Rolle bei der Auswahl eines geeigneten Widerstands für einen bestimmten elektrischen Stromkreis oder ein bestimmtes Gerät. Bei der Berechnung und Gestaltung von elektronischen Schaltungen müssen ihre Werte berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass das System ordnungsgemäß funktioniert.
Berechnung des Gesamtwiderstands in einer Parallelverbindung
Wenn die Widerstände parallel verbunden sind, kann der Gesamtwiderstand der Schaltung anhand der Formel berechnet werden:
Wobei Rallgemein - gesamtwiderstand, R1, R2, R3, . , Rn - widerstände von parallel geschalteten Widerständen.
Nehmen wir an, wir haben drei Widerstände mit Werten: R1 = 5 Ohm, R2 = 10 Ohm und R3 = 15 Ohm.
Ersetzen Sie die Werte in die Formel:
1 / Rallgemein = 1 / 5 + 1 / 10 + 1 / 15
1 / Rallgemein = 0.2 + 0.1 + 0.0667
1 / Rallgemein = 0.3667
Rallgemein = 1 / 0.3667
Rallgemein ≈ 2.73 Ohm
Der Gesamtwiderstand in diesem Beispiel beträgt also ungefähr 2.73 Ohm.
Beispiele für die Berechnung des Gesamtwiderstands
Betrachten wir einige Beispiele für die Berechnung des Gesamtwiderstands, wenn drei Widerstände parallel miteinander verbunden sind:
| Ein Beispiel | R1 (Ohm) | R2 (Ohm) | R3 (Ohm) | Gesamtwiderstand (Ohm) |
|---|---|---|---|---|
| Beispiel 1 | 100 | 200 | 300 | 50 |
| Beispiel 2 | 500 | 1000 | 1500 | 33.33 |
| Beispiel 3 | 1000 | 500 | 200 | 142.86 |
Um den Gesamtwiderstand bei der Parallelschaltung von drei Widerständen zu berechnen, wird die Formel verwendet:
1/Rsr = 1/P1 + 1/P2 + 1/P3
Rsr - Allgemeiner Widerstand
P1, P2, P3 - die Widerstandswerte jedes Widerstands
Mit dieser Formel können Sie den Gesamtwiderstand für jede parallele Verbindung von drei Widerständen berechnen. Das Ergebnis wird in Omaha ausgedrückt.
Berechnung von Energieverlusten in parallel geschalteten Widerständen
Die Berechnung der Energieverluste in parallel geschalteten Widerständen erfolgt unter Verwendung der folgenden Formel:
- Berechnen Sie die Energie an jedem Widerstand: Ei = Ii 2 * Ri * t
- Finden wir die Gesamtenergie an allen Widerständen: Eallgemein = E1 + E2 + . + En
- Unter Berücksichtigung der Leistung von P = E / t berechnen wir den Energiefluss: PVerluste = Eallgemein / t
Mit diesen Formeln können Energieverluste während des Betriebs von parallel geschalteten Widerständen ermittelt werden. Es ist wichtig, Energieverluste bei der Konstruktion und dem Betrieb eines elektrischen Stromkreises zu berücksichtigen, um unnötige Energieverluste zu vermeiden.
Praktische Anwendung der Parallelschaltung von Widerständen
Die parallele Verbindung von Widerständen ist für ihre breite Anwendbarkeit in verschiedenen elektronischen Schaltungen bekannt. Es ermöglicht Ihnen, einen effektiven Widerstand zu erhalten, der sich vom Widerstand jedes einzelnen Widerstands unterscheidet.
Die praktische Anwendung der Parallelschaltung von Widerständen umfasst die folgenden Bereiche:
1. Elektronik:
In elektronischen Schaltungen, wie z. B. Audioverstärkern, Radios, Fernsehgeräten, wird eine parallele Verbindung von Widerständen verwendet, um verschiedene Signalpegel zu erzeugen und die Schaltungs- oder Schaltungsparameter anzupassen.
2. Stromnetz:
In elektrischen Netzen kann eine parallele Verbindung von Widerständen verwendet werden, um eine Last wie eine Glühbirne an eine Stromquelle anzuschließen. Dies ermöglicht es Ihnen, die Helligkeit des Lichts in der Glühbirne zu erhöhen oder den Gesamtwiderstand der Schaltung zu ändern.
3. Elektrische Geräte:
In verschiedenen elektrischen Geräten, wie Generatoren, Transformatoren oder Batterien, kann eine parallele Verbindung von Widerständen verwendet werden, um Geräteparameter wie Ausgangsspannung oder Widerstand zu steuern.
Die Verwendung einer parallelen Verbindung von Widerständen ermöglicht eine Vielzahl von Effekten und Parametern in verschiedenen elektrischen und elektronischen Geräten. Das Verständnis des Funktionsprinzips und die korrekte Berechnung der Parallelschaltung von Widerständen ist eine wichtige Fähigkeit für Ingenieure und Spezialisten in Elektrotechnik und Elektronik.
