2. Параллельное соединение элементов

При параллельном соединении элементы находятся при одном и том же напряжении U. Пример параллельного соединения элементов представлен на рис. 1.3.

В расчетах при параллельном соединении удобнее пользоваться понятием «проводимость», а не «сопротивление». Проводимость элемента обратно-пропорциональна его сопротивлению .

Правила преобразования при параллельном соединении элементов:

п ри параллельном соединении пассивных элементов складываются их проводимости, а токи источников складываются алгебраически (с учетом знака).

Следовательно,

По приведенному примеру видно, что если параллельно включены источники тока (рис. 1.3), то их можно преобразовать в эквивалентный источник J_экв, ток которого равен алгебраической сумме токов источников, соединенных параллельно: J_экв = J₁ - J₂. Положительное направление тока эквивалентного источника берется произвольно. При этом со знаком «плюс» в формуле пишутся токи тех источников, направления которых совпадут с направлением эквивалентного источника.

П олезно запомнить формулу соединения двух сопротивлений:

.

При параллельном соединении элементов эквивалентное сопротивление меньше наименьшего. При равенстве двух сопротивлений результат равен половине.

3. Преобразование схем источников электрической энергии

Реальные электрические источники могут быть представлены простыми электрическими моделями в виде последовательной схемы с идеальным источником ЭДС E (рис. 1.4,а) и в виде параллельной схемы с идеальным источником тока J (рис.1.4,б). Сопротивление R_ИСТ моделирует внутреннее сопротивление реального электрического источника.

Э ти схемы могут быть эквивалентными, если их внешние электрические характеристики совпадают, т.е. напряжения U_аб и токи I этих схем равны. В этом случае последовательную схему можно преобразовать в параллельную и наоборот.

Можно сформулировать правила преобразования одной схемы в другую:

- если задана последовательная схема (R_ист – E), то ток источника в параллельной схеме равен J = E/R_ист;

- если известен ток J источника в параллельной схеме, то ЭДС источника в последовательной схеме равна E = JR_ист;

- внутренние сопротивления R_ист этих схем совпадают.

4. Смешанное соединение элементов

Если при соединении элементов не выполняются условия и последовательного и параллельного соединений, то такое соединение называют смешанным. Пример цепи при смешанном соединении элементов показан на рис. 1.5 а.

Электрические схемы, имеющие смешанное соединение, могут быть преобразованы в более простую эквивалентную схему путем замены параллельных ветвей одной эквивалентной ветвью и последовательно соединенных участков цепи одним эквивалентным участком.

Н а рис. 1.5,а схема цепи со смешанным соединением элементов может быть преобразована в простую эквивалентную схему из двух элементов –

(R_ЭКВ – E_ЭКВ) (рис. 1.5 б). Для этого сначала параллельный участок цепи (R₂ – J)

преобразовать в последовательную схему – (R₂ – E₂). Получится участок цепи с последовательным соединением элементов (см. рис.1.6), который, как показывалось ранее, преобразуется в эквивалентную схему (см. рис. 1.5 б):

R _экв = R₁ + R₂; E₂ = J/R₂;

E_экв = E₁ – E₂ = E₁ – J/R₂.