La connexió en paral·lel de resistències, juntament amb la sèrie, és la forma principal de connectar elements en un circuit elèctric. A la segona versió, tots els elements s'instal·len seqüencialment: el final d'un element està connectat al començament del següent. En aquest circuit, la intensitat del corrent de tots els elements és la mateixa i la caiguda de tensió depèn de la resistència de cada element. Hi ha dos nodes en una connexió en sèrie. Els inicis de tots els elements estan connectats amb un, i els seus finals amb el segon. Convencionalment, per al corrent continu, es poden designar com a més i menys, i per al corrent altern com a fase i zero. Per les seves característiques, s'utilitza àmpliament en circuits elèctrics, inclosos els de connexió mixta. Les propietats són les mateixes per a CC i CA.
Càlcul de la resistència total quan les resistències estan connectades en paral·lel
A diferència d'una connexió en sèrie, on per trobar la resistència total n'hi ha prou amb afegir el valor de cada element, per a una connexió en paral·lel, el mateix passarà amb la conductivitat. I com que és inversament proporcional a la resistència, obtenim la fórmula que es presenta juntament amb el circuit de la figura següent:
Cal tenir en compte una característica important del càlcul de la connexió en paral·lel de resistències: el valor total sempre serà inferior al més petit d'ells. Per a les resistències, això és cert tant per al corrent continu com per al corrent altern. Les bobines i els condensadors tenen les seves pròpies característiques.
Corrent i tensió
Quan calculeu la resistència en paral·lel de les resistències, heu de saber calcular la tensió i el corrent. En aquest cas, ens ajudarà la llei d'Ohm, que determina la relació entre resistència, corrent i tensió.
A partir de la primera formulació de la llei de Kirchhoff, obtenim que la suma dels corrents que convergeixen en un node és igual a zero. La direcció es tria segons la direcció del flux de corrent. Així, la direcció positiva del primer node es pot considerar el corrent entrant de la font d'alimentació. I la sortida de cada resistència serà negativa. Per al segon node, la imatge és oposada. A partir de la formulació de la llei, obtenim que el corrent total és igual a la suma dels corrents que passen per cada resistència connectada en paral·lel.
La tensió final ve determinada per la segona llei de Kirchhoff. És el mateix per a cada resistència i és igual al total. Aquesta funció s'utilitza per connectar endolls i il·luminació als apartaments.
Exemple de càlcul
Com a primer exemple, calculem la resistència quan connectem resistències idèntiques en paral·lel. El corrent que circula per ells serà el mateix. Un exemple de càlcul de la resistència és el següent:
Aquest exemple ho demostra claramentque la resistència total és el doble de baixa que cadascuna d'elles. Això correspon al fet que la intensitat total del corrent és el doble que la d'un. També es correlaciona bé amb la duplicació de la conductivitat.
Segon exemple
Considereu un exemple de connexió en paral·lel de tres resistències. Per calcular, utilitzem la fórmula estàndard:
De la mateixa manera, es calculen circuits amb un gran nombre de resistències connectades en paral·lel.
Exemple de connexió mixta
Per a un compost mixt com el següent, el càlcul es farà en diversos passos.
Per començar, els elements en sèrie es poden substituir condicionalment per una resistència amb una resistència igual a la suma dels dos substituïts. A més, la resistència total es considera de la mateixa manera que per a l'exemple anterior. Aquest mètode també és adequat per a altres esquemes més complexos. Simplificant constantment el circuit, podeu obtenir el valor desitjat.
Per exemple, si es connecten dues resistències paral·leles en lloc de R3, primer hauràs de calcular-ne la resistència i substituir-les per una d'equivalent. I després el mateix que a l'exemple anterior.
Aplicació d'un circuit paral·lel
La connexió en paral·lel de resistències troba la seva aplicació en molts casos. La connexió en sèrie augmenta la resistència, però en el nostre cas disminuirà. Per exemple, un circuit elèctric requereix una resistència de 5 ohms, però només hi ha resistències de 10 ohms i més. Des del primer exemple, ho sabemque podeu obtenir la meitat del valor de la resistència si instal·leu dues resistències idèntiques en paral·lel.
Podeu reduir encara més la resistència, per exemple, si dos parells de resistències connectades en paral·lel estan connectades en paral·lel entre si. Podeu reduir la resistència en un factor de dos si les resistències tenen la mateixa resistència. En combinar-lo amb una connexió en sèrie, es pot obtenir qualsevol valor.
El segon exemple és l'ús de la connexió paral·lela per a il·luminació i endolls als apartaments. Gràcies a aquesta connexió, la tensió de cada element no dependrà del seu nombre i serà la mateixa.
Un altre exemple de l'ús de la connexió en paral·lel és la presa de terra de protecció d'equips elèctrics. Per exemple, si una persona toca la carcassa metàl·lica del dispositiu, en la qual es produeix una avaria, s'obtindrà una connexió paral·lela entre aquest i el conductor de protecció. El primer node serà el lloc de contacte i el segon serà el punt zero del transformador. Un corrent diferent fluirà pel conductor i la persona. El valor de la resistència d'aquest últim es pren com a 1000 ohms, encara que el valor real sovint és molt més alt. Si no hi hagués terra, tot el corrent que circula pel circuit passaria per la persona, ja que ell seria l'únic conductor.
La connexió en paral·lel també es pot utilitzar per a bateries. El voltatge segueix sent el mateix, però la seva capacitat es duplica.
Resultat
Quan les resistències estan connectades en paral·lel, la tensió entre elles serà la mateixa i el correntés igual a la suma dels corrents que circulen per cada resistència. La conductivitat serà igual a la suma de cadascun. A partir d'això, s'obté una fórmula inusual per a la resistència total de les resistències.
Cal tenir en compte a l'hora de calcular la connexió en paral·lel de resistències que la resistència final sempre serà inferior a la més petita. Això també es pot explicar per la suma de la conductància de les resistències. Aquest últim augmentarà amb l'addició de nous elements i, en conseqüència, la conductivitat disminuirà.
