Parallelschaltung von Widerständen - dies ist eine der Hauptmethoden, um mehrere Widerstände in einem elektrischen Stromkreis zu kombinieren. In einer parallelen Verbindung werden zwei oder mehr Widerstände so verbunden, dass die Enden jedes Widerstands mit den entsprechenden Enden der übrigen Widerstände verbunden sind. Eine solche Verbindung erzeugt einen neuen gemeinsamen Punkt, der ein Knoten zum Verbinden anderer Schaltungselemente ist.
In der Parallelschaltung der Widerstände hat jeder Widerstand die gleiche Spannung, und der Gesamtwiderstand der Schaltung wird im Vergleich zum Widerstand der einzelnen Widerstände reduziert. Dies liegt daran, dass in einer Parallelschaltung der Strom zwischen den Widerständen geteilt wird und jeder Widerstand seinen eigenen Weg für den Strom bietet.
Die parallele Verbindung von Widerständen hat mehrere wichtige Merkmale:
1. Der Gesamtwiderstand der Parallelschaltung von Widerständen wird anhand der Formel berechnet: 1 / Rsum = 1 / P1 + 1 /P2 + 1 /P3 + . , wobei Rsum der Gesamtwiderstand ist, P1, P2, P3. - die Widerstände jedes Widerstands.
2. Wenn die Widerstände parallel verbunden sind, ist der Gesamtstrom in der Schaltung gleich der Summe der Ströme, die durch jeden Widerstand fließen.
3. Der geschätzte Widerstand einer parallelen Verbindung von Widerständen ist immer kleiner als der kleinste Widerstand im Satz.
4. Wenn einer der Widerstände in der Parallelschaltung ausfällt, hat dies keinen Einfluss auf die Funktionsweise der anderen Widerstände.
Die Verwendung von parallelen Widerstandsverbindungen ist in einer Vielzahl von elektrischen Vorrichtungen und Systemen weit verbreitet. Dadurch können Sie verschiedene Effekte erzielen und die Schaltungsparameter steuern, um einen optimalen Betrieb des Geräts zu gewährleisten. Zum Beispiel kann eine parallele Widerstandsverbindung verwendet werden, wenn Sie Verzweigungen oder Widerstandsbereiche in Verstärkungsschaltungen für Audio- oder Signalsignale bilden oder Filter und Spannungsteiler einstellen.
Widerstandsverbindungen und ihre Merkmale
Es gibt zwei Haupttypen von Widerstandsverbindungen: seriell und parallel. Jeder von ihnen hat seine eigenen Eigenschaften und Anwendungen.
Verbindung von Widerständen in Folge
Wenn die Widerstände in Reihe geschaltet werden, sind sie so verbunden, dass der Strom abwechselnd durch jeden Widerstand fließt. Die Widerstände der Widerstände werden in diesem Fall addiert, was zu einem Anstieg des Gesamtwiderstands der Schaltung führt.
Die Verwendung einer seriellen Verbindung von Widerständen ist normalerweise mit der Notwendigkeit verbunden, die Stromstärke im Stromkreis zu reduzieren oder ein verzweigtes Netzwerk zu erzeugen, in dem verschiedene Widerstände unterschiedliche Funktionen erfüllen.
Parallelschaltung der Widerstände
Wenn die Widerstände parallel miteinander verbunden sind, sind sie so verbunden, dass beide Enden jedes Widerstands mit einem einzigen Verbindungsdraht verbunden sind. Dadurch kann der Strom zwischen den Widerständen aufgeteilt werden. Der Gesamtwiderstand der Schaltung in der Parallelschaltung der Widerstände wird im Vergleich zum Gesamtwiderstand jedes einzelnen Widerstands reduziert.
Die Anwendung einer parallelen Verbindung von Widerständen beinhaltet die Erstellung von verzweigten Schaltungen oder die Erhöhung der Stromkreisleistung durch Verringerung der Stromstärke.
Parallelschaltung von Widerständen: Definition und Hauptmerkmale
In der Parallelschaltung der Widerstände wird der Gesamtwiderstand (äquivalent) der Schaltung durch die Formel bestimmt:
wobei R1, R2, R3, . , Rn - die Widerstände jedes Widerstands in einer parallelen Verbindung.
Der Hauptvorteil der Parallelschaltung von Widerständen besteht darin, dass der Gesamtwiderstand der Schaltung kleiner ist als der vorhandene größte Widerstand des Widerstands in der Parallelschaltung. Dies ermöglicht einen höheren Stromwert im Stromkreis bei einer bestimmten Spannung und ermöglicht die Verwendung einer parallelen Verbindung zum Einstellen des Widerstands.
Darüber hinaus hat die parallele Verbindung von Widerständen eine Eigenschaft, die als Abschleifen bezeichnet wird. Wenn in einem parallelen Zweig einer der Widerstände ausfällt (bricht), funktionieren die anderen Widerstände weiter und der Stromkreis bleibt für elektrischen Strom geschlossen. Diese Eigenschaft ist von praktischer Bedeutung für die Zuverlässigkeit und Sicherheit von elektrischen Geräten.
Funktionsprinzip der Parallelschaltung von Widerständen
Das Hauptprinzip der Parallelschaltung von Widerständen besteht darin, dass jeder Widerstand in einer Parallelschaltung die gleiche Spannung an seinen Enden aufweist. Dies bedeutet, dass die Spannung, die an die Parallelschaltung der Widerstände angelegt wird, zwischen allen Widerständen aufgeteilt wird.
Wenn die Widerstände parallel geschaltet sind, wird der Gesamtstrom, der durch ihre Verbindung fließt, proportional zu ihren Widerständen zwischen jedem Widerstand aufgeteilt. Ein Widerstand mit einem niedrigeren Widerstand wird einen größeren Strom durchlassen als ein Widerstand mit einem höheren Widerstand.
Die parallele Verbindung von Widerständen findet breite Anwendung in elektronischen und elektrischen Geräten. Es wird verwendet, um Verzweigungen in einem Stromkreis zu erzeugen, die Spannung zu teilen, verschiedene Widerstandswerte bereitzustellen usw. Außerdem ermöglicht die parallele Verbindung von Widerständen, einen der Widerstände zu entfernen, ohne den gesamten Stromkreis zu unterbrechen.
| Vorteile der parallelen Verbindung von Widerständen: | Nachteile der parallelen Verbindung von Widerständen: |
|---|---|
| - Jeder Widerstand hat die gleiche Spannung an seinen Enden. | - Verbraucht mehr Platz im Vergleich zur seriellen Verbindung von Widerständen. |
| - Jeder Widerstand führt nur den Strom durch, den er benötigt. | - Der Gesamtwiderstand der Parallelschaltung von Widerständen ist kleiner als der Widerstand des kleinsten. |
| - Ermöglicht das Entfernen eines der Widerstände, ohne den gesamten Stromkreis zu unterbrechen. | - Wenn einer der Widerstände durchgebrannt ist, kann er die anderen Widerstände beschädigen. |
Vor- und Nachteile der Parallelschaltung von Widerständen
Die parallele Verbindung von Widerständen hat ihre eigenen Vor- und Nachteile, die bei der Gestaltung von elektrischen Schaltungen berücksichtigt werden müssen. Betrachten wir sie genauer.
| Vorteile | Nachteile |
|---|---|
| 1. Erhöhung des Gesamtwiderstands. | 1. Reduzierung der Gesamtleistung. |
| 2. Lastverteilung zwischen Widerständen. | 2. Erhöhung der Komplexität des Schemas. |
| 3. Erhöhte Messgenauigkeit. | 3. Erhöhung der Kosten und Abmessungen des Schemas. |
| 4. Erhöhte Zuverlässigkeit. | 4. Möglichkeit von Kurzschlussströmen. |
Die parallele Verbindung der Widerstände ermöglicht es, den Gesamtwiderstand in der Schaltung zu erhöhen und die Last zwischen den Widerständen zu verteilen. Dies ist besonders nützlich, wenn es erforderlich ist, einen bestimmten Widerstandswert zu erhalten, der mit einem einzelnen Widerstand nicht verfügbar ist. Darüber hinaus verbessert die Parallelschaltung die Messgenauigkeit und erhöht die Zuverlässigkeit der Schaltung.
Die parallele Verbindung von Widerständen hat jedoch auch einige Nachteile. Erstens nimmt die Gesamtleistung der Schaltung ab, was bei der Arbeit mit großen Strömen unerwünscht sein kann. Zweitens wird das Schema aufgrund der Notwendigkeit, zusätzliche Elemente zu verwenden, komplizierter. Außerdem führt eine parallele Verbindung zu erhöhten Kosten und Abmessungen des Schemas. Wenn die Widerstände nicht korrekt parallel angeschlossen werden, besteht schließlich die Gefahr eines Kurzschlusses und einer Beschädigung der Schaltung.
Im Allgemeinen ist eine parallele Verbindung von Widerständen eine effektive Möglichkeit, den Widerstand und die Lastverteilung zu erhöhen, aber ihre Anwendung sollte sorgfältig überlegt werden und alle Vor- und Nachteile berücksichtigen.
Anwendung der Parallelschaltung von Widerständen in der Elektronik
- Erhöhung des Widerstands: Wenn zwei Widerstände parallel miteinander verbunden sind, ist ihr Gesamtwiderstand kleiner als der Widerstand jedes Widerstands separat. Dadurch kann der Gesamtwiderstand des elektrischen Stromkreises erhöht werden. Diese Verbindung wird verwendet, wenn der Widerstand reduziert werden muss, um bestimmte elektrische Parameter zu erreichen.
- Trennung des Stroms: In einer parallelen Verbindung von Widerständen wird der Strom zwischen ihnen geteilt. Dies ermöglicht die Erstellung von verzweigten Stromkreisen oder Stromteilern, die verwendet werden, um den Strom zu reduzieren oder zu regulieren. Solche Verbindungen werden häufig in Verstärkern, Filtern und anderen elektronischen Schaltungen verwendet.
- Verbesserte Stabilität: Die parallele Verbindung von Widerständen kann die Stabilität des elektrischen Stromkreises verbessern. Für den Fall, dass ein Widerstand ausfällt, liefert der andere Widerstand weiterhin zusätzlichen Widerstand. Dies ist besonders wichtig in Schaltungen, bei denen elektronische Bauteile überhitzen oder beschädigt werden können.
- Vermessungspunkte erstellen: Eine parallele Verbindung von Widerständen kann verwendet werden, um Entfernungspunkte zu erzeugen. Mit den Entfernungspunkten können Sie zusätzliche Geräte anschließen oder Signale an bestimmten Stellen im elektronischen Schaltkreis überwachen. Dies ist nützlich beim Debuggen und Testen von Schaltungen.
- Widerstand einstellen: Parallele Widerstandsverbindungen können verwendet werden, um den Widerstand in elektrischen Schaltungen einzustellen. Durch Ändern des Werts der Widerstände kann der erforderliche Widerstand erreicht werden, um bestimmte Aufgaben zu erfüllen. Dies ist besonders wichtig in Regelungs- und Steuerungsschemata.
Das Erlernen und Verstehen der parallelen Verbindung von Widerständen ermöglicht es Elektronikern, komplexere und effizientere elektrische Schaltkreise zu erstellen, die die Anforderungen und Einschränkungen bestimmter Anwendungen berücksichtigen.
Wie wählt man die Werte von Widerständen richtig aus, wenn sie parallel miteinander verbunden sind
Wenn die Widerstände parallel verbunden sind, müssen Sie ihre Werte richtig auswählen, um den gewünschten Widerstand zu erhalten und die Merkmale der Schaltung zu berücksichtigen.
Das erste, was bei der Auswahl der Widerstandswerte zu beachten ist, ist der erforderliche Widerstand für die gesamte Parallelschaltung. Wenn der erforderliche Gesamtwiderstand (R) bekannt ist, kann er verwendet werden, um die Werte jedes Widerstands zu berechnen. Die Formel zur Berechnung des Widerstands einer parallelen Verbindung besteht aus der Umkehrung der Summe der Umkehrungen der Widerstände jedes Widerstands:
Aus dieser Formel können Sie den Wert eines der Widerstände ausdrücken, indem Sie den Widerstand der anderen kennen.
Das zweite, was bei der Auswahl der Werte zu beachten ist, ist die Leistung jedes Widerstands. Die Leistung der Widerstände sollte ausreichen, um dem durch sie strömenden Strom standzuhalten. Bei einer parallelen Verbindung ist die Leistung jedes Widerstands ungefähr gleich der Summe der Leistung aller Widerstände in der Schaltung. Daher ist es notwendig, Widerstände mit ausreichender Leistung auszuwählen, um mit den Eigenschaften der Schaltung zu arbeiten.
Ein Merkmal der parallelen Verbindung von Widerständen besteht darin, dass sie zu einer Abnahme der Gesamtimpedanz und einem Anstieg des Stromkreises führen kann. Dies kann zu Problemen mit der Erwärmung und Überlastung des Stromkreises führen. Daher ist es auch notwendig, das Verhältnis von Strom und Spannung in der Schaltung zu berücksichtigen und Widerstände mit den entsprechenden Eigenschaften auszuwählen, um unerwünschte Konsequenzen zu vermeiden.
Bei der Auswahl von Widerstandswerten ist es auch hilfreich, ihre Verfügbarkeit und den Marktpreis zu berücksichtigen. Manchmal können Sie die Werte von Widerständen auswählen, die bereits verfügbar sind oder günstiger sind, was den Prozess der Montage oder Reparatur einer Schaltung vereinfacht und billiger macht.
Ein wichtiger Punkt bei der Auswahl der Widerstandswerte ist die Berücksichtigung ihrer Genauigkeit. Verschiedene Widerstände haben unterschiedliche Toleranzen (Fehler) von Werten. Wenn daher eine hohe Widerstandsgenauigkeit erforderlich ist, müssen Sie Widerstände mit einer geringeren Toleranz wählen.
Im Allgemeinen erfordert die korrekte Auswahl der Widerstandswerte bei ihrer Parallelschaltung die Berücksichtigung des erforderlichen Gesamtwiderstands, der Widerstandsleistung, des Strom-Spannungsverhältnisses, des Vorhandenseins und Preises von Widerständen auf dem Markt sowie ihrer Genauigkeit.
Parallelwiderstände: Beispiele für praktische Anwendungen
1. Helligkeit der LEDs einstellen
Durch die parallele Verbindung von Widerständen können Sie die Helligkeit der LEDs einstellen. Durch die Auswahl mehrerer Widerstände mit unterschiedlichen Werten kann ein optimales Verhältnis zwischen Helligkeit und Stromverbrauch von LEDs erreicht werden.
2. Ausgleich des Stroms in parallelen Zweigen
Wenn Sie eine parallele Verbindung von Widerständen verwenden, können Sie den Strom in den parallelen Zweigen der Schaltung ausgleichen. Dies ist besonders nützlich, wenn Sie die Last gleichmäßig auf mehrere Lasten oder Geräte verteilen möchten.
3. Anpassen des Widerstands für einen präzisen Schaltungsbetrieb
Die Verwendung einer parallelen Verbindung von Widerständen ermöglicht eine genaue Anpassung des Widerstands in der Schaltung. Dies ist besonders wichtig, wenn Sie eine bestimmte Leistung oder Genauigkeit des Geräts erreichen möchten.
4. Erhöhung der Stromkreisleistung
Die parallele Verbindung von Widerständen ermöglicht eine Erhöhung der Stromkreisleistung. Dabei erhält jeder Widerstand nur einen Bruchteil der vollen Leistung, wodurch die Erwärmung reduziert und die Zuverlässigkeit des Geräts verbessert wird.
Die parallele Verbindung von Widerständen hat viele Anwendungen und kann für verschiedene elektrische Aufgaben verwendet werden. Die Auswahl der Widerstandsverbindung hängt von der spezifischen Aufgabe und den Schaltungsanforderungen ab. In jedem Fall ist es notwendig, die Werte der Widerstände unter Berücksichtigung der erforderlichen Eigenschaften und Betriebsbedingungen richtig zu wählen.
