Co se stane s napětím, když jsou rezistory zapojeny paralelně?
Paralelní zapojení rezistorů je jedním ze základních způsobů kombinování elektrických součástek v elektrickém obvodu. V tomto zapojení jsou všechny rezistory zapojeny tak, že oba konce každého rezistoru jsou vzájemně propojeny a mají společné připojovací body.
Pokud jsou rezistory zapojeny paralelně, napětí na každém rezistoru je stejné. To znamená, že napětí na každém rezistoru se rovná napětí napájecího zdroje nebo jiné součástky obvodu, ke které jsou připojeny. Například pokud je napájecí zdroj 12 voltů, pak každý rezistor v paralelním zapojení bude mít napětí 12 voltů.
Paralelní zapojení rezistorů také ovlivňuje celkový odpor. Odpor paralelního zapojení se vypočítá pomocí vzorce:
kde Rpára — celkový odpor paralelního zapojení, R1, R2, . Rn — odpor každého rezistoru v zapojení.
Například pokud existují dva rezistory s odporem 4 ohmy a 6 ohmů, pak celkový odpor paralelního zapojení bude:
Rpára = 1 / (1/4 + 1/6) = 1 / (0.25 + 0.1667) = 1 / 0.4167 ≈ 2.4 ohmu
Změna napětí při připojení rezistorů
Pokud jsou rezistory zapojeny paralelně, celkové napětí na spoji zůstává konstantní. To znamená, že napětí na každém rezistoru v paralelním obvodu bude stejné.
Pro lepší pochopení principu změny napětí při paralelním zapojení rezistorů zvažte následující příklad:
| Rezistor 1 | Rezistor 2 | Rezistor 3 |
|---|---|---|
| 3 Ohm | 5 Ohm | 2 Ohm |
Předpokládejme, že na vstup paralelního obvodu byl připojen zdroj napětí 12 V. Každým rezistorem v paralelním obvodu bude protékat vlastní proud. Pomocí Ohmova zákona (U = I * R) vypočítáme proud protékající každým z rezistorů:
| Rezistor 1 | Rezistor 2 | Rezistor 3 |
|---|---|---|
| 4 Ampérů | 2.4 Ampérů | 6 Ampérů |
Jak je vidět z příkladu, ačkoli je odpor každého rezistoru jiný, napětí na každém z nich zůstává stejné. Je to proto, že v paralelním obvodu se proudy sčítají a napětí zůstává stejné.
Změna napětí paralelním zapojením rezistorů má své praktické využití. Například paralelním zapojením rezistorů je možné dosáhnout nižšího odporu a tím i vyššího proudu v elektrickém obvodu. To může být užitečné například v případech, kdy je potřeba zvýšit jas LED diody nebo dodat větší proud výkonnému zařízení.
Paralelní zapojení rezistorů: Základní principy
Základní zákon, který platí při paralelním zapojení rezistorů, je, že inverzní odpor paralelně zapojených rezistorů se rovná součtu převrácených hodnot jejich odporů. Jinými slovy, celkový odpor paralelního zapojení rezistorů lze zjistit tak, že se jejich odpory sečtou v obráceném pořadí a poté se vypočítá převrácená hodnota.
Pokud například máme dva rezistory s odpory R₁ a R₂, pak celkový odpor obvodu lze vypočítat pomocí následujícího vzorce:
Pokud známe celkový odpor obvodu, můžeme také vypočítat celkový proud protékající obvodem pomocí Ohmova zákona. K tomu musíme vydělit napětí celkovým odporem. Například pokud máme zdroj napětí s hodnotou U a celkovým odporem obvodu R, pak celkový proud I lze najít pomocí následujícího vzorce:
Paralelní zapojení rezistorů se významně používá v mnoha elektrických obvodech a zařízeních. To umožňuje zvýšit účinnost obvodu a dosáhnout požadovaných hodnot proudu a napětí. Proto je pro elektrotechniky a elektronické inženýry nezbytné porozumět základním principům paralelního zapojení rezistorů.
Příklady paralelního zapojení rezistorů
Pro vizualizaci principu paralelního zapojení rezistorů se podívejme na několik příkladů:
Příklad 1:
Máme dva rezistory: R1 = 4 Ohm a R2 = 6 Ohm. Jsou zapojeny paralelně.
Pro nalezení celkového odporu této posloupnosti použijeme vzorec:
Rcelkový = (R1 * R2) / (R1 + R2)
Rcelkový = (4 * 6) / (4 + 6) = 24 / 10 = 2.4 ohmů
Celkový odpor tohoto paralelního obvodu je tedy 2.4 ohmu.
Příklad 2:
Podívejme se na složitější příklad kombinace několika rezistorů:
Máme tři rezistory: R1 = 10 Ohmů, R2 = 20 Ohmů a R3 = 30 Ohmů. Jsou také zapojeny paralelně.
Rcelkový = (R1 * R2 * R3) / (R1 * R2 + R2 * R3 + R3 * R1)
Rcelkový = (10 * 20 * 30) / (10 * 20 + 20 * 30 + 30 * 10) = 6000 / 800 + 1200 + 300 = 6000 / 2300 = 2.61 ohmu
Celkový odpor tohoto paralelního obvodu je tedy 2.61 ohmu.
Příklad 3:
Jako poslední příklad si uveďme paralelní zapojení dvou rezistorů se stejnými hodnotami:
Máme dva rezistory: R1 = 8 Ohm a R2 = 8 Ohm. Jsou zapojeny paralelně.
Rcelkový = (R1 * R2) / (R1 + R2)
Rcelkový = (8 * 8) / (8 + 8) = 64 / 16 = 4 ohmů
Celkový odpor tohoto paralelního obvodu je tedy 4 ohmu.