Paralelní připojení vodičů je jedním z hlavních a nejčastěji používaných schémat připojení v elektrických obvodech. Při tomto připojení se každý vodič, jako je odpor nebo žárovka, připojuje paralelně k ostatním, což umožňuje vytvářet složitější sítě a co nejefektivněji přenášet elektrickou energii.
Studium celkové vodivosti v paralelních spojích je důležitým úkolem v elektrotechnice. Pro výpočet celkové vodivosti se používá speciální vzorec, který umožňuje určit celkovou vodivost při daném počtu paralelně s propojenými vodiči.
Vzorec pro výpočet celkové vodivosti v paralelním připojení vodičů je následující:
kde Gcelková - celková vodivost, G1, G2, G3, . Gn - vodivost každého z paralelně propojených vodičů. Tento vzorec poskytuje pohodlný a efektivní výpočet celkové vodivosti v jakémkoli paralelním obvodu.
Výpočet celkové vodivosti při paralelním připojení vodičů umožňuje přesně určit účinnost elektrického obvodu a podle toho zvolit optimální parametry pro vytvoření elektrické sítě se správnými elektrickými vlastnostmi.
Paralelní připojení vodičů: vlastnosti a výhody
Hlavním rysem paralelního připojení vodičů je, že v tomto případě je proud rozdělen mezi vodiče. Každý vodič dostává svůj podíl proudu úměrný jeho vodivosti. Přitom napětí na všech vodičích zůstává stejné.
Paralelní připojení vodičů má řadu výhod. Za prvé, umožňuje zvýšit celkovou vodivost obvodu. Pokud je vodivost každého vodiče rovna G, pak bude celková vodivost paralelního připojení rovna GN, kde n je počet vodičů. To je zvláště užitečné, když je potřeba přenášet velký proud nebo minimalizovat ztráty energie.
Za druhé, paralelní připojení vodičů zajišťuje spolehlivost a flexibilitu elektrického systému. Pokud jeden z vodičů odmítne, ostatní vodiče budou pokračovat bez přerušení obvodu. Paralelní připojení také usnadňuje přidávání nebo mazání průzkumníků podle potřeby.
Celková vodivost při paralelním připojení vodičů
Při paralelním připojení vodičů se celková vodivost připojení rovná součtu vodičů každého vodiče.
Vodivost vodiče určuje jeho schopnost přenášet elektrický proud. Je nepřímo úměrná jeho odporu a závisí na materiálu vodiče, jeho délce a ploše průřezu.
Pro výpočet celkové vodivosti se při paralelním připojení vodičů používá následující vzorec:
- Určete vodivost každého vodiče ve spojení.
- Přeložte vodiče všech vodičů, abyste získali celkovou vodivost.
Pokud jsou například k paralelnímu připojení připojeny tři vodiče s vodiči 1 S, 2 S A 3 s, pak by celková vodivost připojení byla 1 S + 2 S + 3 s = 6 s.
Při paralelním připojení vodičů se tedy celková vodivost zvyšuje ve srovnání s vodivostí každého jednotlivého vodiče. To umožňuje zvýšit účinnost přenosu elektrického proudu a snížit odpor připojení.
Vzorec pro výpočet celkové vodivosti
Při paralelním připojení vodičů se celková vodivost vypočítá podle vzorce:
kde Gcelkový - celková vodivost,
G1, G2, . Gn - vodivost každého jednotlivého vodiče.
Chcete-li tedy najít společnou vodivost v paralelním připojení, musíte vypočítat vodivost každého vodiče.
Tento vzorec umožňuje určit, jaká celková úroveň vodivosti bude obecně pro celý obvod připojení. S vědomím vodivosti každého jednotlivého vodiče lze snadno vypočítat celkovou vodivost a určit, jak dobře obvod vede elektrický proud.
Příklady výpočtů různých odporů
Podívejme se na několik příkladů výpočtů celkové vodivosti při paralelním propojení vodičů s různými odpory.
- Pokud existují dva vodiče s odpory 2 ohmů a 3 ohmů, lze celkovou vodivost vypočítat podle vzorce: 1 / Rcelkový = 1 / R1 + 1 / R2 1 / Rcelkový = 1 / 2 + 1 / 3 1 / Rcelkový = 3 / 6 + 2 / 6 1 / Rcelkový = 5 / 6 Rcelkový = 6 / 5 takže celková vodivost je 1.2 Ohm.
- Pokud existují tři vodiče s odpory 4 ohmů, 5 ohmů a 6 ohmů, lze celkovou vodivost vypočítat podle vzorce: 1 / Rcelkový = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 1 / Rcelkový = 1 / 4 + 1 / 5 + 1 / 6 1 / Rcelkový = 15 / 60 + 12 / 60 + 10 / 60 1 / Rcelkový = 37 / 60 Rcelkový = 60/37 takže celková vodivost je přibližně 1,622 ohmů.
- Pokud existují čtyři vodiče s odpory 1 Ohm, 2 Ohm, 3 ohm a 4 Ohm, lze celkovou vodivost vypočítat podle vzorce: 1 / Rcelkový = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 + 1 / R4 1 / Rcelkový = 1 / 1 + 1 / 2 + 1 / 3 + 1 / 4 1 / Rcelkový = 12 / 12 + 6 / 12 + 4 / 12 + 3 / 12 1 / Rcelkový = 25 / 12 Rcelkový = 12 / 25 takže celková vodivost je přibližně 0.48 ohmů.
Vliv délky vodičů na celkovou vodivost
Základní vzorec používaný k výpočtu celkové vodivosti v případě paralelního připojení vodičů zahrnuje odpor každého vodiče a jejich počet:
1/Requiv = 1/R1 + 1/R2 + . + 1/Rn
- Requiv-celková vodivost při paralelním připojení
- R1, R2, . RN-odpor každého vodiče
Pro přesnější výpočty je třeba vzít v úvahu délku každého vodiče a jeho specifický odpor. S rostoucí délkou vodiče se také zvyšuje jeho měrný odpor, což zase ovlivňuje celkovou vodivost.
Při navrhování a instalaci elektrických systémů je třeba vzít v úvahu tento faktor, aby systém fungoval efektivně a minimalizoval ztráty energie.
Vzorec pro výpočet podle délky vodičů
Při výpočtu celkové vodivosti při paralelním připojení vodičů je třeba vzít v úvahu nejen jejich odpor, ale také jejich délku. Vzorec pro výpočet celkové vodivosti s ohledem na délku vodičů má následující vzhled:
- Gcelkový - celková vodivost paralelně propojených vodičů (Siemen)
- R1, R2, . Rn - odpor každého z vodičů (Ohm)
- L1, L2, . Ln - délka každého z vodičů (m)
Tento vzorec je založen na tom, že odpor vodiče je přímo úměrný jeho délce. Čím delší je vodič, tím větší je jeho odpor a naopak.
Při výpočtu celkové vodivosti při paralelním připojení vodičů s ohledem na jejich délku je tedy nutné pro každý vodič vypočítat poměr jeho odporu k jeho délce a poté sčítat výsledné hodnoty pro všechny vodiče a vzít zpět hodnotu z tohoto součtu. To je obrácená hodnota a bude celková vodivost rovnoběžně s propojenými vodiči s ohledem na jejich délku.
Příklady výpočtů při změně délky vodičů
Při změně délky vodičů v paralelním připojení je nutné přepočítat jejich celkovou vodivost. K určení, jak to ovlivní celkovou elektrickou odolnost daného obvodu, je nutné vzít v úvahu změnu délky vodičů.
Pro výpočet nové celkové vodivosti lze při změně délky vodičů použít následující vzorec:
kde Gcelonárodní - nová celková vodivost obvodu, G1, G2, . Gn - vodivost jednotlivých vodičů.
Zvažte příklad výpočtu nové celkové vodivosti při změně délky vodičů:
- Původní byly dva vodiče a A B, z nichž každý měl délku L a vodivost G.
- Délka vodiče a se zdvojnásobila a délka vodiče B se snížila 3krát.
- Je třeba vypočítat novou celkovou vodivost tohoto obvodu.
- U zdrojových vodičů A A B byla celková vodivost: Gish = G + G = 2G
- Délka vodiče a se zdvojnásobila, takže jeho nová délka bude 2L.
- Délka vodiče B se snížila 3krát, takže jeho nová délka bude L/3.
- Nyní vypočítáme novou celkovou vodivost s ohledem na změnu délky vodičů: Gcelonárodní = 1/(2G/2L) + 1/(2G/(L/3))
Po výpočtech získáme novou celkovou vodivost:
Gcelonárodní = 1/L + 3/(2L) = 5/(2L)
Pokud se tedy změní délka vodičů, změní se také celková vodivost obvodu a pro výpočet nové celkové vodivosti je třeba vzít v úvahu změnu délky každého vodiče. To umožňuje získat přesné hodnoty a přesněji odhadnout ztráty energie v obvodu.