Conexão paralela de resistores: a fórmula para calcular a resistência total

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Conexão paralela de resistores: a fórmula para calcular a resistência total
Conexão paralela de resistores: a fórmula para calcular a resistência total
Anonim

A conexão paralela de resistores, juntamente com a série, é a principal maneira de conectar elementos em um circuito elétrico. Na segunda versão, todos os elementos são instalados sequencialmente: o final de um elemento é conectado ao início do próximo. Nesse circuito, a intensidade da corrente em todos os elementos é a mesma e a queda de tensão depende da resistência de cada elemento. Existem dois nós em uma conexão serial. Os primórdios de todos os elementos estão ligados a um e seus fins ao segundo. Convencionalmente, para corrente contínua, eles podem ser designados como mais e menos, e para corrente alternada como fase e zero. Devido às suas características, é amplamente utilizado em circuitos elétricos, inclusive aqueles com conexão mista. As propriedades são as mesmas para DC e AC.

Cálculo da resistência total quando os resistores são conectados em paralelo

Ao contrário de uma ligação em série, onde para encontrar a resistência total basta somar o valor de cada elemento, para uma ligação em paralelo, o mesmo vale para a condutividade. E como é inversamente proporcional à resistência, obtemos a fórmula apresentada junto com o circuito na figura a seguir:

Esquema com fórmula
Esquema com fórmula

É necessário observar uma característica importante do cálculo da conexão paralela dos resistores: o valor total será sempre menor que o menor deles. Para resistores, isso é verdade tanto para corrente contínua quanto para corrente alternada. Bobinas e capacitores possuem características próprias.

Corrente e tensão

Ao calcular a resistência paralela de resistores, você precisa saber como calcular tensão e corrente. Neste caso, a lei de Ohm nos ajudará, que determina a relação entre resistência, corrente e tensão.

Com base na primeira formulação da lei de Kirchhoff, obtemos que a soma das correntes convergentes em um nó é igual a zero. A direção é escolhida de acordo com a direção do fluxo de corrente. Assim, a direção positiva para o primeiro nó pode ser considerada a corrente de entrada da fonte de alimentação. E a saída de cada resistor será negativa. Para o segundo nó, a imagem é oposta. Com base na formulação da lei, obtemos que a corrente total é igual à soma das correntes que passam por cada resistor conectado em paralelo.

A tensão final é determinada pela segunda lei de Kirchhoff. É o mesmo para cada resistor e é igual ao total. Este recurso é usado para conectar tomadas e iluminação em apartamentos.

Exemplo de cálculo

Como primeiro exemplo, vamos calcular a resistência ao conectar resistores idênticos em paralelo. A corrente que flui através deles será a mesma. Um exemplo de cálculo de resistência é assim:

Resistores com a mesma resistência
Resistores com a mesma resistência

Este exemplo mostra claramente queque a resistência total é duas vezes menor que cada um deles. Isso corresponde ao fato de que a força total da corrente é duas vezes maior que a de um. Também se correlaciona bem com a duplicação da condutividade.

Segundo exemplo

Considere um exemplo de uma conexão paralela de três resistores. Para calcular, usamos a fórmula padrão:

Para três resistores
Para três resistores

Da mesma forma, circuitos com um grande número de resistores conectados em paralelo são calculados.

Exemplo de conexão mista

Para um composto misto como o abaixo, o cálculo será feito em várias etapas.

conexão mista
conexão mista

Para começar, os elementos seriais podem ser substituídos condicionalmente por um resistor com uma resistência igual à soma dos dois substituídos. Além disso, a resistência total é considerada da mesma forma que no exemplo anterior. Este método também é adequado para outros esquemas mais complexos. Simplificando consistentemente o circuito, você pode obter o valor desejado.

Por exemplo, se dois resistores paralelos forem conectados em vez de R3, você precisará primeiro calcular sua resistência, substituindo-os por um equivalente. E então o mesmo que no exemplo acima.

Aplicação de um circuito paralelo

A conexão paralela de resistores encontra sua aplicação em muitos casos. Conectar em série aumenta a resistência, mas no nosso caso ela diminuirá. Por exemplo, um circuito elétrico requer uma resistência de 5 ohms, mas existem apenas resistores de 10 ohms e superiores. Do primeiro exemplo, sabemosque você pode obter metade do valor da resistência se você instalar dois resistores idênticos em paralelo um com o outro.

Você pode reduzir ainda mais a resistência, por exemplo, se dois pares de resistores conectados em paralelo forem conectados em paralelo um em relação ao outro. Você pode reduzir a resistência por um fator de dois se os resistores tiverem a mesma resistência. Combinando com uma conexão serial, qualquer valor pode ser obtido.

O segundo exemplo é o uso de conexão paralela para iluminação e tomadas em apartamentos. Graças a esta conexão, a tensão em cada elemento não dependerá de seu número e será a mesma.

Esquema de aterramento
Esquema de aterramento

Outro exemplo do uso de conexão paralela é o aterramento de proteção de equipamentos elétricos. Por exemplo, se uma pessoa tocar na caixa metálica do dispositivo, no qual ocorre uma avaria, será obtida uma conexão paralela entre ele e o condutor de proteção. O primeiro nó será o local de contato e o segundo será o ponto zero do transformador. Uma corrente diferente fluirá através do condutor e da pessoa. O valor da resistência deste último é considerado como 1000 ohms, embora o valor real seja muitas vezes muito maior. Se não houvesse terra, toda a corrente que flui no circuito passaria pela pessoa, pois ela seria o único condutor.

Conexão paralela também pode ser usada para baterias. A tensão permanece a mesma, mas sua capacitância dobra.

Result

Quando os resistores são conectados em paralelo, a tensão entre eles será a mesma e a correnteé igual à soma das correntes que passam por cada resistor. A condutividade será igual à soma de cada um. A partir disso, é obtida uma fórmula incomum para a resistência total dos resistores.

É necessário levar em consideração ao calcular a conexão paralela dos resistores que a resistência final será sempre menor que a menor. Isso também pode ser explicado pela soma da condutância dos resistores. Este último aumentará com a adição de novos elementos e, consequentemente, a condutividade diminuirá.

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