Koji je otpor dva uzastopno povezana dirigenta. §7.Parallel spajanje vodiča. Zadaci na paralelnoj vezi vodiča
Drugi način za povezivanje vodiča koji se koriste u praksi se naziva paralelno. Na slici 267 i prikazana paralelna povezanost dvije električne lampe, a na slici 267, B - dijagram ovog spoja. Ako u ovom krugu okrenete jednu lampu, drugi će i dalje sagorjeti.
S paralelnim priključkom svi su vodiči povezani jednim krajem na jednu točku lanca A, a druga na drugu točku (Sl. 267, B). Stoga je napon na krajevima svih paralelnih s povezanim provodnicima isti.Svjetiljke su prikazane na slici 267, a lampe su osvijetljene istim naponom.
Ja - međusobno induktivnost izračunavaju se na sljedeći način. Ja - međusobni kapaciteti izračunavaju se na sljedeći način. Ne odlučite da omogućite osnovni efekt dirigenta. Ovo povećanje za 04% nastaje zbog efekta kože na 50 Hz, što dovodi do neujednačene trenutne distribucije.
Efekat otpornosti na tlo. Sada odaberite "Omogući Explorer Skin-Effect" i ponovite izračun s različitim frekvencijama u rasponu od 05 Hz do 50 kHz, zadržavajući otpor u rezervi od 100 ohma. Uticaj frekvencije. Ova tablica pokazuje da frekvencija ima vrlo veliki utjecaj na otpornost na uzemljenje, ali mnogo manji utjecaj na induktivnost zemlje. Zbog efekta kože u zemlji, kada se frekvencija poveća, tla struja teče bliže površini, smanjujući ekvivalentni dio tlačnog provodnika i na taj način povećavajući njen otpor.
Na ući u (Sl. 267, b), električna struja i grane u dvije struje i i I2, ponovo se konvergiram u točki A, baš kao što je prikazano na slici 268, a tok vode u rijeci je podijeljen na dva kanala, a zatim na dva kanala konvergirati.
Jasno je to
i.E. Struja u neporpljenom dijelu lanca jednaka je količini tekućih sila u odvojenim paralelnim povezanim vodičima.
Kako se zemljana struja kreće na nižoj dubini na visokim frekvencijama, induktivnost kruga vodiča plus povrat novca opada. Zbog efekta dirigenta, frekvencija ima primjetljiv učinak na otpor dirigenta iz nekoliko stotina hertza, ali blagi učinak na induktivnost vodiča.
Ovaj primjer odgovara 500 kV, trofazni, dvostruki krug. Snaga se prenosi kroz šest faza dirigenta koji čine dva trofazna lanca. Linija je zaštićena od munje s dvije prizemne žice. Fazni vodiči koriste tri pucanja pod subdiranja. Ova linija konfiguracija odgovara onici koja je prikazana na slici.
Sa paralelnim spojem povećava se područje presjeka dirigenta. Stoga se ukupni otpor lanca smanjuje i postaje manje otpornost na dolazak svakog od provodnika u lancu. Na primjer, otpornost lanca koji se sastoji od dvije identične svjetiljke (Sl. 267, a), dva puta manje od otpornosti jedne lampe:
Konfiguracija trofaznog dvostrukog kruga. Numeriranje faza konfigurirano je za dobivanje linearnih parametara trofazne linije ekvivalentne paralelnoj dvije sheme. Možete dobiti i parametre dva odvojena lanca i pristup šestofaznim dirigentima. Pozitivni redoslijed parametara, nulta slijeda i međusobna nula prenesena niza linije. Pri mjernom temperaturi koriste se termometri otpornih termometra, koriste se mjerni otpornici u kojima je temperaturna ovisnost otpornosti poznata i instalirana u standardima.
Direktor lanca koji se sastoji od n paralelne s povezanim vodičima s istim otporom može se smatrati jednim provodnikom čiji je područje presjeka u N ti više na području presjeka jednog dirigenta iste duljine. Istovremeno će biti manje i otpornost na ovo područje, T, e.
Teže je otpor lanca koji se sastoji od nekoliko provodnika s različitim otporom. U ovom slučaju potrebno je saviti otpor vodiča, ali vrijednosti, povratni otpornosti:
Industrijski mjerna oprema Koriste se glavni otpornici od platine, što se električni otpor povećava sa sve većom temperaturom zbog pozitivnog koeficijenta temperature. Za razliku od termoelementa koji stvaraju napon, sam otpornik ne pruža nikakve električna energijaStoga se energija mora isporučiti električnim mjernim lancem. To se obično događa sa izvorom direktna strujašto stvara pad napona na mjernom otporu proporcionalan otpornosti.
1 / R \u003d 1 / R1 + 1 / R2
Primjer 1. Lanac osvjetljenja uključuje paralelno s otpornošću od 120 ohma. Pronađite ukupni otpor dijela lanca.
Primer 2.Prosjek lanca sastoji se od dva paralelna povezana vodiča sa otporom R1 \u003d 3 ohm, R2 \u003d 6 ohm. Pronađite otpor ovog dijela lanca.
Slika 4 prikazuje moguće načine povezivanja termometra otpora. Slika 4 prikazuje moguću vezu ili dijagram otpornosti termometra. Ovdje razlikuju dva, tri i četverožirana dijagrama. U dvožičnom dijagramu mjerni otpornik se povezuje na mjerni uređaj pomoću dvožičnog kabla. Postojeći otpornici za hranjenje koji su serije povezani sa mjernim otpornikom uzrokuju veći ukupni otpor i, stoga značajna greška mjerenja.
Iz tog razloga, postavljanje je takođe potrebno ovde. Pored toga, budući da otpornici opskrbe variraju ovisno o temperaturi, dvožični krug pogodan je samo za jednostavna mjerenja. Dvožilni krug sa krugom je jednostavan opcija s dva žica. Pod uslovom da sva četiri retka ishrane imaju iste karakteristike i podliježu istim temperaturama, linijski otpor može se mjeriti pod radnim uvjetima kroz petlju i nadoknađen je u skladu s tim. Međutim, umjesto ove opcije, trožilni dijagram opisani u nastavku koristi se gotovo isključivo u industrijskim mjernim tehnologijama.
U istom električnom lancu, najceorganizacija električne energije mogu se uključiti paralelno. Slika 269. prikazuje paralelno uključivanje električnih svjetiljki, grijanjeuređaji i električni motori.
U slučaju trofaznog kruga, dodatna linija izvedena je iz mjernog uređaja iz kontakta za kontakt mjernog otpornika, što dovodi do dva mjerna lanca. Pod pretpostavkom da je otpor sve tri žice iste, učinak linearnog otpora nadoknađuje odgovarajuća tehnologija interne sheme u trenutno postojećim mjernim uređajima s trožičnim unosom. Ne zahtijeva mapiranje linija. U slučaju četverožičnog kruga, linija otpornosti od četiri dalekovoda kompenzira se i ako su različite.
Paralelno, potrošači uključeni u ovu mrežu trebaju se izračunati na istom naponu jednakom naponu na mreži.
Polovan mrežni napon sAD za rasvjetu i u domaćem Uređaji, postoji 127 i 220 V. Stoga električne lampe i razne električne uređaje u domaćinstvu proizvedeni su za 127 i 220 V. U praksi, često se koristi mješoviti (sekvencijalni i paralelni) spoj vodiča,
Pod uslovom da je ulaz i / unutarnji otpor mjernog uređaja višestruki linearni otpor, a ne postoji značajna greška mjerenja. Iz tog razloga, četverožični krug koristi se za mjerenje temperature koja zahtijeva posebno visoka preciznost Mjerenja. Dva praktična problema viktorijanske energije i njegova rasprava o prosječnom i univerzitetskom obrazovanju.
Dvije su primijenjene probleme sa električnom energijom viktorijanske dobi i njihovu raspravu na nivou srednje škole i univerziteta. Dva praktična problema inspirisana biografijom Olivera Hevisida Paul Nakhina, osvjetljenje stambenih prostorija i trenutnog točaka gubitka na telegrafskom kablu, raspravlja se i riješeno u okviru korištenog viktorijanske ere. Dva su problema konkretne i relativno jednostavne ilustracije složenih odnosa između fizike i svijeta praktičnog poslovanja. Jednostavne stavke Teorija DC lanaca, poput Zakona o OHM-u i kolegijalna algebra, jedini su alati koje moramo razgovarati u učionici, kako u srednjoj školi, tako i u glavnim kursevima električne energije i magnetizma na univerzitetskom nivou.
Pitanja. 1. Kakva je veza vodiča zvana paralela? Zamislite ga na dijagramu. 2. Koja je od električnih vrijednosti ista za sve provodnike povezane paralelno? 3. Kako je snaga struje u krugu prije razgranata kroz snagu struja u odvojenim granama grana? 4. Koliko je puta otpornost na segljač lanca koji se sastoji od dva identična vodiča koji su paralelni, manji od otpornosti jednog provodnika? 5. Kako uključene električne svjetiljke i električni uređaji za domaćinstvo u mreži? 6. Koji se naponi koriste za rasvjetu i potrebe domaćinstva?
Ključne riječi: električna energija, električni sheme, oHMA zakon, istorija fizike. Dva problema inspirisana biografijom Nahina Oliver Heviside, problemi kućna rasvjeta I određivanje smisla curenja u podvodnom telegrafskom kablu, predstavljeno je, raspravljalo i riješen u okviru električne energije viktorijanskog veka. Oni su konkretni i istovremeno relativno jednostavne ilustracije složenih međusobnih međusobnih međusobnih veza i svijeta praktičnih slučajeva. Potrebno je razgovarati o njima u učionici na nivou srednje škole ili u osnovnoj univerzitetskoj fizici.
Vježbe. 1. Dva otpornost na dirigent 10 i 15 Ohm su paralelne povezane. Pronaći impedancija ove stranice. 2. Dva provodnika 4 i 8 Ohm otpora su paralelno povezano. Napon na vodičima 4 V. Pronađite trenutnu čvrstoću u svakom provodniku i u ukupnom lancu.
Zadatak
Na osnovu Zakona o OHMU za krug i njegove posljedice, dokazati da se otpor R-a lančani koji se sastoji od dva provodnika sa otporom R1 i R2 koji su paralelno izračunali: 1 / R \u003d 1 / R1 + 1 / R1 + 1 / R2 ili R \u003d R1 * R2 / R1 + R2.
Ključne riječi: električna energija, šeme shema, zakon o OHM-u, istorija fizike. Prije nekog vremena, trenutni autor imao je priliku pročitati biografiju viktorijanskog naučnika Olivera Hevisidea, koju je napisao američki inženjer i naučni populatorica. Biografija Paula J. Hevisida ima teorijski razvoj i korištenje elektromagnetske teorije naučnim problemima i tehnološkim razvojem, koji su u uvjetima brze industrijske razvojne razvojne razvojne razvoje izazvali britansko društvo.
Ovo je vrijeme kada je formulacija Maxwell-ove elektromagnetske teorije shvatila samo nekoliko teoretičara koji su imale matematičku pripremu. Gotovo svi inženjeri električara koji su se u to vrijeme proglasili "praktičnim", što je zapravo značilo da su njihovo znanje o električnim i magnetskim pojavama u osnovi empirij i to, u pogledu teorije, uglavnom su bili ograničeni zakonom o OHM-u i Jouleu . Dva problema vremena koje je opisao Nakhin privukli su pažnju autora do svoje sposobnosti da ilustriraju složene odnose između teorijske i primijenjene fizike i stvarnog svijeta financijskih interesa i industrije.
Odvojeni provodnici električnih krugova mogu se međusobno međusobno povezati, paralelno i pomiješati.
Ako su vodiči povezani na takav način da isti trenutni prolazi prema njima, tada se takav spoj naziva sekvencijalni (Sl. 26).
Stoga, struja u pojedinim dijelovima serijskog kruga ima istu vrijednost:
Ova dva problema, iako su vrlo važni, uglavnom sa stanovišta socio-ekonomskih i kulturnih gledišta, su prilično jednostavni od teorijskog stanovišta, koje bi trebalo da ih predstave i raspravljaju nastavnici srednjoškolaca i baznih tečajeva univerziteta Razina.
Prvi problem se odnosi na mogućnost korištenja u osvjetljenju domaćinstva, što je u to vrijeme dobiveno prilikom paljenja plinova, električne energije u kombinaciji s nedavno izmišljenom žaruljem u žaruljicom Thomas Alva Edison. To je problem odvajanja svjetlosti ili struje. Drugi problem odnosi se na genijalno rješenje koje je pronađeno da Hevisayd odredi trenutnu točku curenja u podvodnom kablu, a zatim najviše moderni alat Transfer informacija. To je problem curenja ili trenutnog gubitka. Poput viktorijanskih inženjera, trebat će nam samo OHM zakon, efekt joule i algebra na srednjoj školi kao teorijskim alatima za raspravu o dva problema.
I 1 \u003d i 2 \u003d i 3 \u003d I.
Količina kapi za stres u zasebnim područjima jednaka je naponu cijelog lanca:
U \u003d I 1 R 1 + I 2 R 2 + I 3 R 3 \u003d I (R 1 + R 2 + R 3).
Lančani napon može biti predstavljen kao
gdje je r ukupni otpor cijelog lanca.
Otuda,
I ⋅ R \u003d I (R 1 + R 2 + R 3).
Smanjenjem oba dijela jednakosti u I, dobivamo
r \u003d R 1 + R 2 + R 3.
Zajednički otpor lanca koji se sastoji od nekoliko uzastopno povezanih otpora jednaka zbroju tih otpora.
Kao što je već spomenuto, ta dva primjera su plod čitanja priče Nakhina o životu i djelu Olivera Hevisida, a u ovom radu obraćamo pažnju na pedagoške mogućnosti ova dva primjera. Ulje, ribarstvo, kitovo ulje i sezam ulje korištene su u uljnim lampi. Svijeće su bile napravljene od mulja i pčela. Plinska rasvjeta koristila se prirodni plin ili ugljen koji je raspodijeljen kroz odgovarajuće cijevi. Prilikom nanošenja električne energije, osvjetljenje lučnim svjetiljkama u kojima je struja skakao između dvije vruće elektrode, uronjene u plin.
Primer 20.. Tri otpora 10, 15 i 20 ohma povezana su dosljedno kao što je prikazano na Sl. 27. Trenutno u lancima 5 a. Odredite pad napona na svakom otporu i ukupnog lančanog napona:
U 1 \u003d i⋅r 1 \u003d 5⋅10 \u003d 50 V;
U 2 \u003d i⋅r 2 \u003d 5⋅15 \u003d 75 V;
U 3 \u003d i⋅ 3 \u003d 5⋅20 \u003d 100 V.
U \u003d u 1 + u 2 + u 3 \u003d 50 + 75 + 100 \u003d 225 V.
Prilikom prolaska plina struja stvara električni luk koji proizvodi svjetlost. Iz više razloga, pokrivenost korištenjem lučnih svjetiljki nije namijenjena unutrašnjoj rasvjetu, ali korištena je u javnoj rasvjetu u kombinaciji sa rasvjetom sa plinskim lampicama. Za unutrašnju rasvjetu, plinski sustav bio je najekonomičniji i zgodniji. Međutim, izum žarulje sa žaruljama Thomasa Alve Edison mijenja krajolik. Svjetiljka Edison bila je odlična obećanja i kao što možete očekivati, finansijsko tržište brzo odgovorio.
Ako su dva ili veća broja vodiča priložena na dva nodačna poena, tada se takva veza vodiča naziva paralelno (Sl. 28). Napon na svakom od provodnika jednak je naponu u, primijenjen na nodalne tačke lanca A i V.
Na slici pokazuje da je s paralelnim vezama provodnika nekoliko puta za prolazak. Trenutno, odlazak u točku razgranata A, proširi se u tri otpornost i jednaka je količini struje koja teče iz ove tačke:
Troška troškova plinskih kompanija naglo su pala. Welly Engineer William Henry Prestan pobrinuo se za uvjerenjem tržišta, proizvodnju tehničke analize s jedinom svrhom pokazavanja nemogućnosti da se mnogim žaruljima u žarulji u isto vrijeme učinkovito osvjetljavaju unutrašnju rezidenciju. Preziz, jedan od najvažnijih inženjera Električne ere, bio je idealan predstavnik "praktičnih" inženjera i doživio duboko neprijateljstvo prema matematizaciji elektromagnetske teorije, odvratno da je jasno pokazao više puta.
I \u003d 1 + i 2 + i 3.
Ako se struje koje dolaze u grananu točku smatraju pozitivnim, a odlazak - negativno, zatim za mjesto razgranata, možete napisati:
i.E. Algebarska količina struja za bilo koju nodalnu točku lanca uvijek je nula. Ovaj omjer se naziva prvi zakon Kirchoffa.
Obično, pri izračunavanju električnih krugova smjera struje u granama pričvršćenim na bilo koju točku razgranata, nepoznato. Stoga, za mogućnost evidentiranja jednadžbe prvog zakona Kirchhoffa potrebno je proizvoljno birati takozvani lanac. pozitivne upute Struje u svim njenim granama i određuju ih strelicama na dijagramu. Stvarni pravci struje određeni su izračunom.
Koristeći zakon ohm, možete povući formulu za brojanje ukupnog otpora paralelnim priključkom potrošača. Ukupna struja koja dolazi do tačke F je jednaka
Struje u svakoj od grana bitne:
I 1 \u003d u / r 1; I 2 \u003d u / r 2: i 3 \u003d u / r 3.
Prema prvom zakonu Kirchhoffa,
I \u003d 1 + i 2 + i 3,
U / R \u003d U / R 1 + U / R 2 + U / R 3.
U desni dio jednakosti podmanjujem za nosače, dobivamo
U / R \u003d U (1 / R 1 + 1 / R 2 + 1 / R 3).
Smanjenje oba dijela jednakosti na u, dobivamo formulu za izračunavanje ukupne provodljivosti 1 / R \u003d 1 / R 1 + 1 / R 2 + 1 / R 3,
g \u003d g 1 + G 2 + G 3.
Dakle, sa paralelnim spojem, ne povećava se otpor, već provodljivost.
Primer 21.. Odredite ukupni otpor tri paralelne otpore, ako je R 1 \u003d 2 Ohm, R 2 \u003d 3 Ohm, R 3 \u003d 4 Ohma:
g \u003d g 1 + g 2 + g 3 \u003d 1/2 + 1/3 + 1/4 \u003d 6 + 4 + 3/12 \u003d 13/12 1 / ohm,
r \u003d 12/13 \u003d 0,92 ohm.
Primer 22.. Pet otpora 20, 30, 15, 40 i 60 Ohma uključeno je paralelno s mrežom. Odredite opću otpornost:
g \u003d g 1 + g 2 + g 4 + g 5 \u003d 1/20 + 1/30 + 1/15 + 1/40 + 1/60 \u003d 6 + 4 + 8 + 3 + 2/120 \u003d 23 / 120 1 / ohm,
r \u003d 120/23 \u003d 5,2 ohm.
Treba napomenuti da je cjelokupni otpor razgranatog područja lanca uvijek manje od najmanje otpora uključenog u razgranu.
Ako je otpor uključen paralelno jednak jedni drugima, tada je ukupna otpornost na lanac jednaka otporu jedne grane R 1 podijeljena s brojem grana n:
Primer 23.. Odredite ukupni otpor četiri paralelna otporna za 20 ohma:
r \u003d R 1 / N \u003d 20/4 \u003d 5 Ohm.
Za verifikaciju, pokušajmo pronaći izviđački otpor formulom
g \u003d g 1 + G 2 + G 3 + G 4 \u003d 1/20 + 1/20 + 1/20 \u003d 4/20 1 / ohm,
r \u003d 20/4 \u003d 5 Ohm.
Kao što vidite, odgovor ispada isto.
Primer 24.. Neka bude potrebno odrediti struje u svakoj grani sa njihovim paralelnim spojem prikazanim na slici. 29, a.
Pronalazimo ukupni otpor lanca:
g \u003d g 1 + g 2 + g 3 \u003d 1/2 + 1/4 + 1/6 \u003d 6 + 3 + 2/12 \u003d 11/12 1 / Ohm,
r \u003d 12/11 \u003d 1,09 ohm.
Sada se sva grananje može prikazati pojednostavljene kao jedan otpor (Sl. 29, b).
Pad napona na parceli između točaka A i B bit će
U \u003d i ⋅ r \u003d 22 ⋅ 1,09 \u003d 24 V.
Povratak na Sl. 28, ali vidimo da će sva tri otpora biti pod naponom od 24 V, jer su uključene između točaka A i B. S obzirom na prvu granu grana s otporom R, vidimo da je napon na ovom odjeljku 24 V, otpornost na odjeljak 2 Ohma. Prema Zakonu OHM-a, tekući će biti
I 1 \u003d u / r 1 \u003d 24/2 \u003d 12 a.
Struja druge grane
I 2 \u003d u / r 2 \u003d 24/4 \u003d 6 a.
Treća grana
I 3 \u003d u / r 3 \u003d 24/6 \u003d 4 a.
Provjerite prvo zakon Kirchhoff:
I \u003d i 1 + i 2 + i 3 \u003d 12 + 6 + 4 \u003d 22 a.
Shodno tome, zadatak se pravi pravilno.
Obratite pažnju na to kako se struje distribuiraju u granama naše paralelne veze:
Prva grana: r 1 \u003d 2 ohm, i 1 \u003d 12 a; Druga grana: r 2 \u003d 4 ohm, i 2 \u003d 6 a; Treća grana: r 3 \u003d 6 ohm, i 3 \u003d 4 a.
Kao što vidimo, otpor prve grane je dva puta manja od otpornosti druge grane, a struja prve grane je dvostruko druga grana. Otpornost treće grane je tri puta od otpora prve grane, a struja treće grane je tri puta manja od trenutne grane. Odavde možemo zaključiti da se struje u granama s paralelnim spojem raspoređene obrnuto proporcionalno otpornosti ovih grana. Dakle, ispod grane s većim otporom, struja će teći manje nego prema grani s malim otporom.
