การเชื่อมต่อแบบขนานของตัวต้านทานพร้อมกับอนุกรมเป็นวิธีหลักในการเชื่อมต่อองค์ประกอบต่างๆ ในวงจรไฟฟ้า ในเวอร์ชันที่สอง องค์ประกอบทั้งหมดจะถูกติดตั้งตามลำดับ: จุดสิ้นสุดขององค์ประกอบหนึ่งเชื่อมต่อกับจุดเริ่มต้นขององค์ประกอบถัดไป ในวงจรดังกล่าว ความแรงของกระแสขององค์ประกอบทั้งหมดจะเท่ากัน และแรงดันตกคร่อมขึ้นอยู่กับความต้านทานของแต่ละองค์ประกอบ มีสองโหนดในการเชื่อมต่อแบบอนุกรม จุดเริ่มต้นขององค์ประกอบทั้งหมดเชื่อมโยงกับหนึ่งและสิ้นสุดกับองค์ประกอบที่สอง ตามอัตภาพสำหรับกระแสตรงสามารถกำหนดเป็นบวกและลบและสำหรับกระแสสลับเป็นเฟสและศูนย์ ด้วยคุณสมบัติของมันจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในวงจรไฟฟ้ารวมถึงวงจรที่มีการเชื่อมต่อแบบผสม คุณสมบัติเหมือนกันสำหรับ DC และ AC
การคำนวณความต้านทานรวมเมื่อตัวต้านทานต่อขนานกัน
ไม่เหมือนการเชื่อมต่อแบบอนุกรมที่จะหาค่าความต้านทานรวม เพียงพอที่จะเพิ่มมูลค่าของแต่ละองค์ประกอบ สำหรับการเชื่อมต่อแบบขนาน ค่าการนำไฟฟ้าก็เช่นเดียวกัน และเนื่องจากมันเป็นสัดส่วนผกผันกับความต้านทาน เราจึงได้สูตรที่แสดงพร้อมกับวงจรดังรูปต่อไปนี้:
จำเป็นต้องสังเกตคุณลักษณะที่สำคัญอย่างหนึ่งของการคำนวณการเชื่อมต่อแบบขนานของตัวต้านทาน: ค่ารวมจะน้อยกว่าค่าที่น้อยที่สุดเสมอ สำหรับตัวต้านทาน สิ่งนี้เป็นจริงสำหรับทั้งกระแสตรงและกระแสสลับ ขดลวดและตัวเก็บประจุมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง
กระแสและแรงดัน
เมื่อคำนวณความต้านทานขนานของตัวต้านทาน คุณจำเป็นต้องรู้วิธีคำนวณแรงดันและกระแส ในกรณีนี้ กฎของโอห์มจะช่วยเรา ซึ่งกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างความต้านทาน กระแส และแรงดัน
จากสูตรแรกของกฎของ Kirchhoff เราได้รับว่าผลรวมของกระแสที่มาบรรจบกันในโหนดเดียวมีค่าเท่ากับศูนย์ ทิศทางจะถูกเลือกตามทิศทางการไหลของกระแส ดังนั้นทิศทางบวกสำหรับโหนดแรกถือได้ว่าเป็นกระแสขาเข้าจากแหล่งจ่ายไฟ และขาออกของตัวต้านทานแต่ละตัวจะเป็นลบ สำหรับโหนดที่สองรูปภาพอยู่ตรงข้าม จากการกำหนดของกฎหมาย เราพบว่ากระแสทั้งหมดเท่ากับผลรวมของกระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทานแต่ละตัวที่เชื่อมต่อแบบขนาน
แรงดันไฟฟ้าสุดท้ายถูกกำหนดโดยกฎหมาย Kirchhoff ที่สอง ตัวต้านทานแต่ละตัวจะเท่ากันและเท่ากับยอดรวม คุณลักษณะนี้ใช้เชื่อมต่อปลั๊กไฟและไฟในอพาร์ตเมนต์
ตัวอย่างการคำนวณ
ในตัวอย่างแรก ให้คำนวณความต้านทานเมื่อเชื่อมต่อตัวต้านทานที่เหมือนกันแบบขนานกัน กระแสที่ไหลผ่านก็จะเท่ากัน ตัวอย่างการคำนวณแนวต้านมีลักษณะดังนี้:
ตัวอย่างนี้แสดงให้เห็นชัดเจนว่าว่าแนวต้านทั้งหมดนั้นต่ำเป็นสองเท่าของความต้านทานแต่ละตัว สิ่งนี้สอดคล้องกับความจริงที่ว่าความแรงของกระแสรวมนั้นสูงเป็นสองเท่าของหนึ่ง มีความสัมพันธ์ที่ดีกับการนำไฟฟ้าเป็นสองเท่า
ตัวอย่างที่สอง
พิจารณาตัวอย่างการเชื่อมต่อแบบขนานของตัวต้านทานสามตัว ในการคำนวณ เราใช้สูตรมาตรฐาน:
ในทำนองเดียวกัน วงจรที่มีตัวต้านทานจำนวนมากเชื่อมต่อแบบขนานจะถูกคำนวณ
ตัวอย่างการเชื่อมต่อแบบผสม
สำหรับผสมแบบข้างล่างนี้ จะทำการคำนวณได้หลายขั้นตอน
ในการเริ่มต้น องค์ประกอบแบบอนุกรมสามารถแทนที่แบบมีเงื่อนไขด้วยตัวต้านทานหนึ่งตัวที่มีความต้านทานเท่ากับผลรวมของทั้งสองที่ถูกแทนที่ นอกจากนี้ แนวต้านทั้งหมดถูกพิจารณาในลักษณะเดียวกับตัวอย่างก่อนหน้า วิธีนี้เหมาะสำหรับแผนงานที่ซับซ้อนกว่านี้ด้วย ทำให้วงจรง่ายขึ้นอย่างต่อเนื่อง คุณจะได้ค่าที่ต้องการ
ตัวอย่างเช่น หากตัวต้านทานขนานสองตัวเชื่อมต่อกันแทนที่จะเป็น R3 คุณจะต้องคำนวณความต้านทานของพวกมันก่อน แล้วแทนที่ด้วยตัวต้านทานที่เท่ากัน แล้วก็เหมือนกับในตัวอย่างด้านบน
การต่อวงจรขนาน
การเชื่อมต่อแบบขนานของตัวต้านทานพบว่ามีการใช้งานในหลายกรณี การเชื่อมต่อแบบอนุกรมจะเพิ่มความต้านทาน แต่ในกรณีของเราจะลดลง ตัวอย่างเช่น วงจรไฟฟ้าต้องการความต้านทาน 5 โอห์ม แต่มีตัวต้านทานเพียง 10 โอห์มและสูงกว่า จากตัวอย่างแรก เรารู้ว่าที่คุณจะได้รับค่าความต้านทานครึ่งหนึ่งหากคุณติดตั้งตัวต้านทานที่เหมือนกันสองตัวขนานกัน
คุณสามารถลดความต้านทานได้มากขึ้น ตัวอย่างเช่น หากตัวต้านทานสองคู่ที่เชื่อมต่อแบบขนานถูกเชื่อมต่อแบบขนานที่สัมพันธ์กัน คุณสามารถลดความต้านทานลงได้สองเท่าหากตัวต้านทานมีความต้านทานเท่ากัน เมื่อรวมกับการเชื่อมต่อแบบอนุกรม จะได้ค่าใดๆ
ตัวอย่างที่สองคือการใช้การเชื่อมต่อแบบขนานสำหรับไฟและเต้ารับในอพาร์ตเมนต์ ด้วยการเชื่อมต่อนี้ แรงดันไฟฟ้าในแต่ละองค์ประกอบจะไม่ขึ้นอยู่กับจำนวนและจะเท่ากัน
อีกตัวอย่างหนึ่งของการใช้การเชื่อมต่อแบบขนานคือการต่อสายดินป้องกันของอุปกรณ์ไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น หากบุคคลสัมผัสกล่องโลหะของอุปกรณ์ซึ่งเกิดการพังทลาย การเชื่อมต่อแบบขนานจะได้รับระหว่างอุปกรณ์ดังกล่าวกับตัวนำป้องกัน โหนดแรกจะเป็นสถานที่ติดต่อและโหนดที่สองจะเป็นจุดศูนย์ของหม้อแปลงไฟฟ้า กระแสที่แตกต่างกันจะไหลผ่านตัวนำและบุคคล ค่าความต้านทานของอันหลังจะเท่ากับ 1,000 โอห์ม แม้ว่าค่าจริงมักจะสูงกว่ามาก หากไม่มีพื้น กระแสทั้งหมดที่ไหลในวงจรจะไหลผ่านบุคคลนั้น เนื่องจากเขาจะเป็นผู้ควบคุมไฟฟ้าเพียงคนเดียว
การเชื่อมต่อแบบขนานสามารถใช้กับแบตเตอรี่ได้ แรงดันไฟฟ้ายังคงเท่าเดิม แต่ความจุของพวกมันเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า
ผลลัพธ์
เมื่อตัวต้านทานต่อขนานกัน แรงดันไฟที่ขนานกันจะเท่ากันและกระแสเท่ากับผลรวมของกระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทานแต่ละตัว การนำไฟฟ้าจะเท่ากับผลรวมของแต่ละรายการ จากนี้จะได้สูตรที่ผิดปกติสำหรับความต้านทานรวมของตัวต้านทาน
จำเป็นต้องคำนึงถึงเมื่อคำนวณการเชื่อมต่อแบบขนานของตัวต้านทานว่าความต้านทานสุดท้ายจะน้อยกว่าค่าที่น้อยที่สุดเสมอ สิ่งนี้สามารถอธิบายได้ด้วยผลรวมของค่าการนำไฟฟ้าของตัวต้านทาน หลังจะเพิ่มขึ้นด้วยการเพิ่มองค์ประกอบใหม่และตามความนำจะลดลง