9 Příklady paralelního obvodu

A paralelní obvod vybavuje proud tak, aby procházel různými (odlišnými) nebo větvemi obvodu. Proud napříč cestami může být odlišný, ale napětí napříč každou paralelní cestou je totožné.
Obvod může být paralelní obvod nebo sériový obvod, nebo kombinace paralelních a sériových obvodů. Existuje několik různých příkladů paralelních obvodů.

Některé z příkladů jsou uvedeny níže

• Paralelně odpor
• Paralelní kondenzátor
• Inductor paralelně
• Paralelně odpor a kondenzátor
• Paralelně odpor a induktor
• Paralelně odpor, kondenzátor, induktor
• Paralelně induktor a kondenzátor
• Paralelní dioda
• Tranzistory paralelně
• Paralelní zdroj proudu

Rezistory paralelně

Předpokládejme, že mezi dvěma uzly obvodu je zapojen více než jeden odpor, pak jsou odpory zapojeny paralelně k sobě navzájem. Jinými slovy, když jsou oba terminály rezistorů připojeny příslušně ke každému konci ostatních rezistorů. Hodnota odporu může být různá nebo stejná paralelní obvod kombinace jako požadavek. Napětí (nebo potenciálový rozdíl) na každém rezistoru je identické v paralelní kombinaci, protože existuje řada cest, kterými proudí proud. Hodnota proudu se bude měnit s odporem v každé cestě. Pokud je hodnota odporu každé cesty shodná, pak se shodný i proud procházející každou částí.

Pokud jsou například dva paralelně zapojeny dva odpory stejného odporu, pak proud, který jimi protéká, bude stejný. S pravidly proudového dělení lze určit proud do a z každé cesty obvodu.

Ale když jsou dva odpory, R1 a R2, s různým odporem, zapojeny paralelně, proud, který jimi protéká, se bude lišit. Protože V = IR (Ohmův zákon), protože V je stejné pro všechny součásti paralelního obvodu, hodnota I závisí na hodnotě R.

Celý paralelní obvod rezistoru může být nahrazen jediným rezistorem o hodnotě rovnající se ekvivalentnímu odporu celkové paralelní kombinace rezistorů.

Ekvivalentní odpor představuje celkový odporový efekt všech paralelně zapojených odporů.

Rovnice ekvivalentního odporu v paralelní kombinaci s rezistorem:

Kde R_e -> Ekvivalentní odpor.

R₁, R₂, R₃ … R_n -> Rozdílný odpor zapojen paralelně. 

Když jsou dva odpory (R) paralelně stejné hodnoty, ekvivalentní odpor obou odporů je polovina jednoho odporu (R).

Výsledný ekvivalentní odpor rezistoru paralelně je vždy nižší než jednotlivý rezistor a jak se přidává větší odpor, ekvivalentní odpor klesá.

Paralelní kondenzátor

Předpokládejme, že jich je více kondenzátor připojeny mezi dva uzly obvodu, pak jsou kondenzátory navzájem paralelně kombinovány. jinými slovy, když jsou oba vývody kondenzátoru připojeny příslušně ke každému a dalším kondenzátorům.

Když jsou kondenzátory zapojeny paralelně, výsledná kapacita (nebo celková kapacita) se rovná sčítání (nebo součtu) kapacity každého kondenzátoru v kombinaci.

C_t = C₁ + C₂+ C₃ …..+ C_n

Kde C._t-> celková kapacita paralelní kombinace.

C₁C₂C₃ … C_n -> paralelně zapojený jiný kondenzátor.

Napětí na každém kondenzátoru v paralelní kombinaci je stejné, ale náboj uložený každým kondenzátorem závisí na hodnotě kapacity každého kondenzátoru podle Q = CV. Takže jak se kapacita kondenzátoru mění, uložený náboj se také změní, protože aplikované napětí na všech kondenzátorech v paralelní kombinaci je totožné.

Pokud jsou například paralelně propojeny tři kondenzátory, může být kapacita každého kusového kondenzátoru odlišná nebo identická. Předpokládejme, že každý paralelně zapojený kondenzátor má přesnou kapacitu. V takovém případě bude náboj uložený každým kondenzátorem stejný, ale pokud je kapacita každého kondenzátoru odlišná, každý kondenzátor pojme jiné množství náboje. Celkový náboj (Q) uložený celkovým kondenzátorem (v paralelní kombinaci) je součtem jednotlivých nábojů.

Q = Q₁ + Q₂+ Q₃

Kde Q₁,Q₂,Q₃ je náboj uložený v kondenzátoru C₁C₂C₃ resp.

Jak víme, Q = CV

Takže, C_t = C₁V + C₂V+ C₃V

C_t = C₁ + C₂+ C₃

Paralelní induktor

Předpokládejme, že mezi dvěma uzly obvodu je připojen více než jeden induktor, pak je induktor zapojen paralelně navzájem. Jinými slovy, když jsou oba konce (nebo svorky) induktoru připojeny příslušně ke každému a druhému induktoru.

Tok proudu každým induktorem se nerovná celkovému proudu, ale je součtem každého proudu procházejícího každým paralelně zapojeným induktorem. Indukčnost paralelní kombinace induktoru je menší než indukčnost kombinované indukčnosti.

Celkový proud protékající celkovou paralelní kombinací je součet jednotlivých proudů protékajících každým vodičem, takže

l_t = l₁ +l₂+l₃ …..+ l_n

Kde I je celkový proud a l₁l₂l₃ …l_n je proud přes L₁, L₂, L₃ … L._n.

Vztah proudu, napětí a indukčnosti induktoru lze definovat jako V = L (di/dt)

As

Kde L_t => celková indukčnost paralelní kombinace induktorů.

L₁, L₂, L₃ … L._n jsou jednotlivé induktory v paralelní kombinaci.

Výše uvedená rovnice platí, když mezi induktory neexistuje žádná přirozená indukčnost nebo magnetická vazba.

Paralelně odpor a kondenzátor

Pokud je mezi dvěma uzly obvodu připojen alespoň jeden odpor a jeden kondenzátor, pak jsou odpor a kondenzátor zapojeny v paralelní kombinaci.

Když jsou odpor a kondenzátor v paralelní kombinaci, celková impedance bude ve fázovém úhlu mezi 0 stupňů až - 90 stupňů a proud bude mít fázový úhel mezi 0 stupni až 90 stupni.

V paralelní kombinace rezistoru a kondenzátoru, součásti paralelního obvodu sdílejí stejné napětí. Fázový úhel závisí na hodnotě proudu, který prochází (nebo teče) kondenzátorem a rezistorem. Pokud je proud přes kondenzátor vyšší, fázový úhel se bude blížit 90 stupňům. Pokud je proud přes rezistor větší než fázový úhel, bude se blížit 0 stupňům.

Celková impedance

Kde X_c -> impedance kondenzátoru.

R -> odpor rezistoru.

Fázový úhel

I_C -> proud přes kondenzátor.

I_R -> proud přes odpor.

Pokud se RC paralelní obvod skládá pouze z jednoho kondenzátoru a jednoho rezistoru, pak je obvod typu prvního řádu.

Paralelně odpor a induktor

Pokud je mezi dvěma uzly obvodu zapojen alespoň jeden induktor a rezistor, pak jsou induktor a odpor v paralelní kombinaci. Celkový fázový úhel této kombinace vždy leží mezi 0 stupni až -90 stupni. Hodnota fázového úhlu závisí na hodnotě proudu do a z induktoru a odporu. Pokud je proud induktorem větší než odpor rezistoru, pak bude úhel blízký -90 stupňům, a pokud je proud rezistorem větší než fázový úhel, bude blízký nulovým stupňům. 

 Celková impedance (Z) je

Fázový úhel

Kde R a L jsou odpor a indukčnost rezistoru a induktoru.

I_L a já_R jsou proudy induktorem a rezistorem. 

Pokud je obvod LR složen pouze z jedné tlumivky a jednoho odporu, pak je obvod obvodem LR prvního řádu.

Paralelní kombinace rezistoru, induktoru a kondenzátoru

Pokud jsou odpor-kondenzátor a induktor připojeny mezi dva uzly obvodu, pak je to paralelní kombinace odporu-kondenzátoru a induktoru

Napětí na každém prvku je stejné, ale celkový proud protékající touto kombinací se rozdělí na každou součást v závislosti na důležitosti každého prvku

Tento RLC v paralelním kombinovaném obvodu je rezonanční obvod .. Když je celkový proud obvodem ve fázi s aplikovaným napětím, rezonuje na konkrétní frekvenci nazývané rezonanční frekvence.

Pomocí fázorového diagramu: I_S² = I_R² + (I_L² - Já_C²)

Kde já_L -> proud přes induktor.

I_C -> proud přes kondenzátor.

I_R -> proud přes odpor.

I_S -> proud celým obvodem.

Paralelně induktor a kondenzátor

Pokud je mezi dva uzly obvodu zapojen alespoň jeden induktor a kondenzátor, pak jsou induktor a kondenzátor v paralelní kombinaci. LC paralelní obvod je v rezonanci, když je impedance kondenzátoru stejná jako impedance induktoru. V té době se navzájem ruší, aby poskytli minimální proud v obvodu, zatímco celková impedance obvodu je maximální.

Rezonanční frekvence

Celková impedance

Kde L a C jsou indukčnost a kapacita induktoru a kondenzátoru. 

X_L a X_C jsou impedance induktoru a kondenzátoru.

Když X_L > X_C, pak je celkový obvod indukční.

X_C> X_L, pak je celkový obvod kapacitní.

X_C = X_L pak má obvod maximální impedanci a minimální proud a tento obvod se nazývá obvod vyhazovače.

Diody paralelně

Pokud je mezi dvěma uzly obvodu připojeno více než jedna dioda, jsou diody navzájem paralelně kombinovány.

Dioda má nízký propust pokles napětí přes to ponese větší množství proudu než ostatní moje připojená dioda neplatná celková proudová kapacita obvodu se zvýší.

Vpřed pokles napětí nad (nebo napříč) diodou se může lišit podle typu diod. Není nutné zapojovat všechny diody v kombinaci s propustným nebo zpětným předpětím pouze v kombinaci paralelních diod. Podle požadavku může jít o kombinaci dopředné i zpětné předpjaté diody. Sdílení proudu každou diodou závisí na její elektrické kapacitě.

Například v paralelní kombinaci diody, pokud je jedna dioda připojena v předpětí vpřed a druhá v opačném směru, pak bude proud protékat dopředně předpjatou diodou, protože dioda s reverzním předpětím bude proud blokovat.

Tranzistor paralelně

Když je v obvodech propojen stejný vývod dvou nebo více tranzistorů, jedná se o paralelní kombinaci tranzistorů.

Paralelní kombinace tranzistoru celkově zvyšuje proudovou kapacitu. Jak se zvyšuje několik tranzistorů, zvyšuje se také proudová kapacita celého obvodu. Obecně jeden tranzistor je dostačující pro vytvoření středního výstupního proudu, ale když je vyžadován vyšší výstupní proud, je nutné paralelně přidat více tranzistorů.

Paralelní zdroj proudu

Aktuální zdroj nelze kombinovat v sérii, ale lze je kombinovat paralelně, protože sériová kombinace aktuálních zdrojů porušuje Kirchhoffův současný zákon. Pokud je mezi dvěma uzly obvodu připojen více než jeden zdroj proudu, pak je zdroj proudu v paralelní kombinaci.

Například dva paralelní zdroje jsou zapojeny paralelně, když je kladný pól aktuálního zdroje propojen a záporné póly aktuálního zdroje připojeny, pak se přidá aktuální celková kombinace. Naproti tomu, když je kladný pól zdroje proudu připojen k zápornému pólu jiného zdroje proudu, pak se celkový proud skrz kombinaci od sebe odečte. To je založeno na konvenci znaménka zdroje proudu nebo směru proudícího proudu v obvodech.

FAQ:

Co je to paralelní obvod?

Mohou existovat různé typy obvodů, kde paralelní obvod je jeden typ obvodu.

V obvodu, kde má proud více než jednu cestu nebo větev (mezi dvěma uzly obvodu), kterými má procházet, jsou různé prvky obvodu spojeny v různých větvích obvodu.

Jaká je hlavní nevýhoda paralelních obvodů?

V závislosti na aplikaci a použití existuje řada výhod a nevýhod kombinace paralelních obvodů.

V paralelním obvodu je potřeba drátu v paralelní kombinaci více než v sériovém obvodu; je to nejvýznamnější nevýhoda paralelního obvodu.

Proč paralelně připojujeme domácí spotřebiče?

Domácí rozvody jsou v paralelní kombinaci a všechny spotřebiče jsou zapojeny paralelně.

Když je spotřebič zapojen paralelně, všechny spotřebiče mají pro provoz stejné napětí. V paralelní kombinaci je odpor nízký. Pokud je na vině jeden spotřebič, nebude provoz druhého spotřebiče ovlivněn v paralelní kombinaci.

Můžete mít dva zdroje napětí paralelně?

Jakýkoli zdroj napětí (s odlišnou nebo podobnou hodnotou) může být zapojen do série navzájem.

Dva zdroje napětí s rozdílnými potenciálními rozdíly nelze připojit přímo paralelně, protože by to mohlo porušovat Kirchhoffův zákon o napětí. Paralelně k sobě lze připojit pouze zdroje napětí se stejným rozdílem potenciálu.

Co je XL a XC v obvodu RLC?

Obvod RLC je obvod, ve kterém lze odpor, kondenzátor a induktor připojit paralelně, sériově nebo v jiných kombinacích.

XL a XC jsou impedance induktoru a kondenzátoru obvodu RLC.