単純な並列回路
このページでは、並列回路に関して理解しておくべき3つの原則の概要を説明します。
- 電圧： 電圧は、並列回路のすべてのコンポーネントで等しくなります。
- 現在： 合計回路電流は、個々の分岐電流の合計に等しくなります。
- 抵抗： 個々の抵抗は減少する 追加ではなく、より小さな総抵抗に等しくする 合計を計算します。
これらの原理を示す並列回路の例をいくつか見てみましょう。
まず、3つの抵抗と1つのバッテリーで構成される並列回路から始めます。
並列回路の電圧
並列回路について理解するための最初の原則は、電圧が回路内のすべてのコンポーネントで等しいということです。 。これは、並列回路には電気的に共通の点が2セットしかないため、共通の点のセット間で測定される電圧は常に同じでなければならないためです。
したがって、上記の回路では、R 1 の両端の電圧 R 2 の両端の電圧に等しい これはR 3 の両端の電圧に等しい これはバッテリーの両端の電圧に等しいです。
この電圧の同等性は、開始値の別の表で表すことができます。
単純な並列回路のオームの法則の適用
直列回路の場合と同様に、オームの法則についても同じ注意事項が適用されます。計算が正しく機能するためには、電圧、電流、および抵抗の値が同じコンテキストにある必要があります。
ただし、上記の回路例では、各抵抗器の両端の電圧（9ボルト）と各抵抗器の抵抗がわかっているため、オームの法則を各抵抗器にすぐに適用して電流を見つけることができます。
この時点では、この並列回路の合計電流または合計抵抗がまだわからないため、右端（「合計」）の列にオームの法則を適用することはできません。ただし、何が起こっているかを注意深く考えると、合計電流はすべての個々の抵抗（「分岐」）電流の合計に等しくなければならないことが明らかになるはずです。
合計電流がポイント1で正（+）のバッテリー端子を出て回路を流れると、フローの一部がポイント2で分割され、R 1 を通過します。 、R 2 を通過するために、ポイント3でさらに分割されます。 、残りはR 3 を通過します 。いくつかの小さな小川に分岐する川のように、すべての小川の合計流量は、川全体の流量と等しくなければなりません。
R 1 を流れる電流でも同じことが起こります。 、R 2 、およびR 3 結合して、ポイント8に向かってバッテリー（-）の負の端子に逆流します。ポイント7からポイント8への電流の流れは、R 1 を流れる（分岐）電流の合計と等しくなければなりません。 、R 2 、およびR 3 。
これは、並列回路の2番目の原理です。合計回路電流は、個々の分岐電流の合計に等しくなります 。
この原則を使用して、テーブルのITスポットにI R1 の合計を入力できます。 、I R2 、およびI R3 ：
並列回路の総抵抗を計算する方法
最後に、オームの法則を右端の（「合計」）列に適用すると、回路抵抗の合計を計算できます。
並列回路の抵抗の式
ここで非常に重要なことに注意してください。総回路抵抗はわずか625Ωです：少ない 個々の抵抗器のどれよりも。合計抵抗が個々の抵抗の合計である直列回路では、合計はより大きいにバインドされていました。 個々の抵抗器のどれよりも。
ただし、ここでの並列回路では、その逆が当てはまります。個々の抵抗と言います。 減少 ではなく 追加 合計を計算する 。
この原理は、直列回路に電圧、電流、抵抗の3つの規則があることがわかったのと同じように、並列回路の「規則」の3つの規則を完成させます。
数学的には、並列回路の総抵抗と個々の抵抗の関係は次のようになります。
SPICEの並列回路番号付けスキームを変更する方法
方程式の同じ基本形式は、任意のに対して機能します。 並列に接続された抵抗の数。回路内のすべての並列抵抗に対応するために必要な数の分数の分母に1 / R項を追加するだけです。
直列回路と同様に、コンピューター分析を使用して計算を再確認できます。まず、もちろん、コンピュータが理解できる用語で回路例を説明する必要があります。回路を再描画することから始めます：
繰り返しになりますが、回路内のポイントを識別するために使用された元の番号付けスキームは、SPICEの利益のために変更する必要があることがわかりました。
SPICEでは、すべての電気的に共通のポイントが同じノード番号を共有する必要があります。これが、SPICEが何が何にどのように関連しているかを知る方法です。
単純な並列回路では、すべてのポイントが2セットのポイントの1つで電気的に共通です。この例の回路では、すべてのコンポーネントの上部を接続するワイヤに1つのノード番号が付けられ、コンポーネントの下部に接続するワイヤにもう1つのノード番号が付けられます。
ノード番号としてゼロを含めるという規則に忠実でありながら、0と1の番号を選択します。
このような例は、SPICEのノード番号の論理的根拠をかなり明確に理解できるようにします。すべてのコンポーネントが共通の番号のセットを共有することにより、コンピューターはそれらがすべて互いに並列に接続されていることを「認識」します。
SPICEで分岐電流を表示するには、ゼロ電圧源を各抵抗器と一列に（直列に）挿入し、電流測定値をそれらの源に参照する必要があります。
何らかの理由で、SPICEプログラムの作成者は、電流をからまでしか計算できないようにしました。 電圧源。これは、SPICEシミュレーションプログラムのやや厄介な要求です。これらの「ダミー」電圧源をそれぞれ追加したら、それらをそれぞれの分岐抵抗に接続するために、いくつかの新しいノード番号を作成する必要があります。
コンピューター分析結果を検証する方法
ダミーの電圧源は、回路の動作に影響を与えないように、すべて0ボルトに設定されています。
回路記述ファイル、またはネットリスト 、次のようになります：
並列回路 v1 1 0 r1 2 0 10k r2 3 0 2k r3 4 0 1k vr1 1 2 dc 0 vr2 1 3 dc 0 vr3 1 4 dc 0 .dc v1 9 9 1 .print dc v（2,0）v（3,0）v（4,0） .print dc i（vr1）i（vr2）i（vr3） 。終わり
コンピューター分析を実行すると、次の結果が得られます（説明的なラベルで印刷物に注釈を付けました）：
電圧
電圧
これらの値は、以前にオームの法則で計算された値と実際に一致しています。I R1 の場合は0.9mAです。 、I R2 の場合は4.5mA 、およびI R3 の場合は9mA 。もちろん、並列に接続されているため、すべての抵抗器の電圧降下は同じです（9ボルト、バッテリーと同じ）。
並列回路の3つのルール
要約すると、並列回路は、すべてのコンポーネントが同じ電気的に共通のポイントのセットの間に接続されている回路として定義されます。別の言い方をすれば、すべてのコンポーネントが相互の端末間で接続されているということです。この定義から、並列回路の3つのルールは次のとおりです。
- すべてのコンポーネントは同じ電圧を共有します。
- 抵抗は減少して、より小さな総抵抗に等しくなります。
- 分岐電流は、より大きな合計電流に等しくなります。
直列回路の場合と同様に、これらの規則はすべて、並列回路の定義に根ざしています。その定義を完全に理解している場合、ルールは定義の脚注にすぎません。
レビュー：
- 並列回路のコンポーネントは同じ電圧を共有します：E 合計 =E 1 =E 2 =。 。 。 E n
- 並列回路の総抵抗は少ない 個々の抵抗のどれよりも：R 合計 =1 /（1 / R 1 + 1 / R 2 +。 。 。 1 / R n ）
- 並列回路の合計電流は、個々の分岐電流の合計に等しくなります：I 合計 =I 1 + I 2 +。 。 。 I n 。
関連するワークシート：
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産業技術