مدار موازی چیست؟ – به زبان ساده با شکل و مثال

۲۵۱۳۸ بازدید
آخرین به‌روزرسانی: ۲۰ اردیبهشت ۱۴۰۲
زمان مطالعه: ۱۰ دقیقه
دانلود PDF مقاله
مدار موازی چیست؟ – به زبان ساده با شکل و مثالمدار موازی چیست؟ – به زبان ساده با شکل و مثال

در این مطلب مدار موازی را بررسی می‌کنیم و تغییرات ولتاژ و جریان را در این مدار مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌دهیم. همچنین در مورد مقاومت، خازن و سلف یا القاگر که در یک مدار به صورت موازی متصل شده باشند نیز صحبت خواهیم کرد.

997696

مدار موازی

در این نوشتار در ابتدا سه اصل مهمی که در مورد مدارهای موازی برقرار است را بیان خواهیم کرد. بر این اساس در یک مدار موازی همواره بین ولتاژ، جریان و مقاومت روابط زیر برقرار است:

  • ولتاژ: در یک مدار موازی همواره ولتاژ دو سر اجزایی که به صورت موازی به یکدیگر متصل شده‌اند با هم برابر است.
  • جریان: در یک مدار موازی جریان کل مدار برابر با مجموع جریان‌ اجزایی از مدار است که به صورت موازی متصل شده‌اند.
  • مقاومت: در یک مدار موازی که اجزای آن به صورت موازی متصل شده‌اند، مقدار مقاومت معادل از هر یک از مقاومت‌های منفرد کوچکتر است.

در ادامه چند نمونه از مدارهای موازی را بررسی می‌کنیم و تغییرات پارامترهای مختلف این مدارها را جستجو می‌کنیم. همان‌ طور که می‌دانید اجزای یک مدار را می‌توان به صورت متوالی یا سری، موازی یا ترکیبی از این دو به یکدیگر متصل کرد. برای مطالعه در مورد مدارهای متوالی یا سری مطلب مدار متوالی چیست؟ را مطالعه کنید. برای بحث در مورد مدارهای موازی با یک مدار موازی متشکل از سه مقاومت الکتریکی و یک باتری شروع می‌کنیم.

مدار موازی ساده
تصویر ۱: مدار موازی متشکل از سه مقاومت و یک باتری

ولتاژ در مدارهای موازی

اولین اصل مدارهای موازی این است که ولتاژ دو سر اجزایی از مدار که موازی با یکدیگر قرار گرفته‌اند با یکدیگر برابر است. این ویژگی به این دلیل است که تنها دو نقطه مشترک الکتریکی در اجزای یک مدار الکتریکی موازی وجود دارد که مقدار آن‌ها باید در هر زمانی یکسان باشد.

بدین ترتیب در مدار داده شده در تصویر (۱)، ولتاژ دو سر مقاومت R1R_1 برابر با ولتاژ دو سر مقاومت R2R_2 است، که این ولتاژ نیز برابر با ولتاژ دو سر مقاومت R3R_3 اندازه‌گیری می‌شود. از این موضوع می‌توان نتیجه گرفت که ولتاژ دو سر هر یک از مقاومت‌های موازی برابر با ولتاژ دو سر باتری و ۹ ولت است. این موضوع در جدول زیر به خوبی نشان داده شده است:

ولتاژ در مدار موازی

کاربرد قانون اهم در یک مدار موازی ساده

مانند مدار متوالی قانون اهم برای مدار موازی نیز برقرار است و با دانستن مقدار ولتاژ، جریان و مقاومت در یک مدار می‌توان از قانون اهم استفاده کرد. مشخص است که در مدار مورد بحث در تصویر (۱) و با استفاده از جدول بالا به راحتی می‌توان قانون اهم را برای هر یک از مقاومت‌ها به کار برد و داریم:

IR1=ER1R1IR2=ER2R2IR3=ER3R3IR1=9 V10kΩ=0.9 mAIR2=9 V2kΩ=4.5 m AIR3=9 V1kΩ=9 mA\large \begin{array}{l} \mathrm{I}_{\mathrm{R} 1}=\frac{\mathrm{E}_{\mathrm{R} 1}}{\mathrm{R}_{1}} \quad \mathrm{I}_{\mathrm{R} 2}=\frac{\mathrm{E}_{\mathrm{R} 2}}{\mathrm{R}_{2}} \quad \mathrm{I}_{\mathrm{R} 3}=\frac{\mathrm{E}_{\mathrm{R3}}}{\mathrm{R}_{3}} \\ \mathrm{I}_{\mathrm{R} 1}=\frac{9 \mathrm{~V}}{10 \mathrm{k} \Omega}=0.9 \mathrm{~mA} \\ \mathrm{I}_{\mathrm{R} 2}=\frac{9 \mathrm{~V}}{2 \mathrm{k} \Omega}=4.5 \mathrm{~m} \mathrm{~A} \\ \mathrm{I}_{\mathrm{R} 3}=\frac{9 \mathrm{~V}}{1 \mathrm{k} \Omega}=9 \mathrm{~mA} \end{array}

استفاده از قانون اهم در مدار موازی

در این مرحله هنوز مقدار مقاومت یا جریان را برای ستون آخر نمی‌دانیم و نمی‌توانیم از قانون اهم برای این ستون استفاده کنیم. اما اگر دقت کنیم می‌توانیم مقدار جریان را برای ستون آخر به دست آوریم، با توجه به اصل دوم گفته شده در مورد مدارهای موازی که جریان کل برابر با مجموع جریان دو سر هر قسمت از مدار است، می‌توانیم جریان کل را به دست آوریم.

جریان در مدار موازی
تصویر ۲: جریان کل در مدار موازی

جریان خروجی از پایانه مثبت باتری در نقطه ۲ دو شاخه می‌شود و مقداری از جریان از مقاومت R1R_1 عبور می‌کند، این روند در نقطه ۳ نیز تکرار می‌شود و جریان مجدداً به دو شاخه تبدیل می‌شود و جریان باقیمانده از جریان کل از مقاومت R3R_3 عبور می‌کند. جریان‌های عبوری از این مقاومت‌ها مجدداً در نقاط تقاطع مدار بعد از عبور از مقاومت‌های R1R_1، R2R_2 و R3R_3 به هم می‌پیوندند و در نقطه ۷ مدار، جریان خروجی از پایانه مثبت باتری به پایانه منفی باتری وارد می‌شود.

این همان اصل دوم مدارهای موازی است که جریان کل مدار برابر با مجموع جریان‌های عبوری از هر یک از اجزای مدار موازی است. با استفاده از این اصل جدول مدار ارائه شده در تصویر (۱) به شکل زیر در می‌آید:

جریان کل در مدار موازی

مقاومت کل در مدار موازی

در نهایت با استفاده از قانون اهم می‌توانیم مقاومت کل را در یک مدار موازی محاسبه کنیم و داریم:

مقاومت کل مدار موازی

محاسبه مقاومت معادل در یک مدار موازی

نکته بسیار مهم در محاسبه مقاومت کل مدار موازی این است که مقدار این مقاومت تنها ۶۲۵ اهم است که از هر یک از مقاومت‌های داده شده در مدار کوچکتر است. این در حالی است که در مدار متوالی یا سری مقاومت کل از هر یک از مقاومت‌های منفرد مدار بزرگتر بود و مجموع مقاومت‌های مدار برابر با مقاومت معادل یا کل در مدار متوالی بود.

این ویژگی ما را به اصل سوم مدارهای موازی رهنمون می‌کند. در حقیقت باید گفت مقاومت معادل یا کل یک مدار موازی به بیان ریاضی به صورت زیر است:

Rtotal =11R1+1R2+1R3\large \mathrm{R}_{\text {total }}=\frac{1}{\frac{1}{\mathrm{R}_{1}}+\frac{1}{\mathrm{R}_{2}}+\frac{1}{\mathrm{R}_{3}}}

مشخص است که رابطه بالا برای مداری با بیش از سه مقاومت که به صورت موازی به یکدیگر متصل باشند نیز برقرار است.

اتصال خازن در مدار موازی

تصویر (۳-الف) اتصال سه خازن به صورت موازی را نشان می‌دهد. در این اتصال محاسبه ظرفیت خازن معادل آسان‌تر از حالت متوالی یا سری است. برای محاسبه ظرفیت خازن معادل موازی یا CpC_p باید توجه کرد که ولتاژ دو سر هر یک از ظرفیت‌ها VV و برابر با ولتاژ دو سر باتری یا منبع است. بدین ترتیب می‌توان گفت مجموع بار ذخیره شده در مدار موازی برابر با مجموع بارهای هر یک از خازن‌ها و برابر با Q=Q1+Q2+Q3Q=Q_1+Q_2+Q_3 است.

تصویر ۳: (الف) اتصال خازن‌ها به صورت موازی، هر كدام از خازن‌ها مستقیماً به منبع ولتاژ متصل می‌شوند مانند اینکه تنها یک خازن در مدار وجود دارد و بنابراین ظرفیت معادل خازن‌ها برابر با مجموع ظرفیت خازن‌های منفرد است. (ب) در اتصال موازی خازن‌ها، خازن معادل دارای صفحه بزرگتری است و بنابراین می‌تواند بار الکتریکی بیشتری نسبت به خازن‌های منفرد داشته باشد.

با استفاده از رابطه Q=CVQ=CV و این ویژگی که بار کل روی خازن‌ها برابر با مجموع بارهای روی هر یک از خازن‌ها است داریم:

{Q1=C1VQ2=C2VCpV=C1V+C2V+C3VQ3=C3V\large \begin{cases}Q_1=C_1V\\ Q_2=C_2V\Rightarrow C_pV=C_1V+C_2V+C_3V\\ Q_3=C_3V\end{cases}

با حذف ولتاژ از طرفین رابطه بالا، رابطه زیر برای ظرفیت معادل خازن به دست می‌آید و داریم:

Cp=C1+C2+C3+\large C_p=C_1+C_2+C_3+\dots

بدین ترتیب اگر ظرفیت سه خازن داده شده در تصویر (۳) به ترتیب برابر با ۱، ۵ و ۸ میکروفارادی باشد ظرفیت خازن معادل برابر با ۱۴ میکروفارادی است که تصویر این خازن معادل در تصویر (۳-ب) نمایش داده شده است.

اتصال القاگر یا سلف در مدار موازی

القاگرها را در اتصال موازی با یکدیگر می‌گوییم زمانی که هر ترمینال یک القاگر به ترمینال القاگر یا القاگرهای دیگری متصل باشد. در این حالت مانند خازن‌ها اندوکتانس یا القای کل مدار کمتر از القای هر یک از القاگرها به تنهایی است.

اتصال موازی القاگرها
تصویر ۴: اتصال موازی القاگرها

وقتی القاگرها به صورت موازی به یکدیگر متصل می‌شوند، شارش جریان در هر یک از القاگرها دقیقاً برابر با جریان کل مدار نیست، اما مجموع جریان هر یک از القاگرها برابر با جریان کل است.

در حقیقت وقتی جریان ورودی به یک القاگر کمتر از جریان کل باشد بدین معنا است که میدان مغناطیسی در هر یک از القاگرها کمتر از میدانی است که توسط جریان کل در مدار ایجاد می‌شود.

این موضوع در مورد مقاومت‌های موازی نیز بدین صورت است که جریان بیشتری از مقاومت کمتر عبور می‌کند زیرا که مقاومت کوچکتر کمترین مخالفت را در برابر شارش جریان نشان می‌دهد.

به همین ترتیب وقتی القاگرها به صورت موازی متصل هستند جریان چه در مدار در حال کاهش باشد چه در حال افزایش، مسیری با کمترین مخالفت را برای عبور انتخاب می‌کند. این در حالی است که هر یک از القاگرها نیز به طور جداگانه با تغییر جریان مخالفت می‌کنند.

جریان در القاگرهای موازی
تصویر ۵: جریان در القاگرهای موازی

در اتصال موازی، ولتاژ در دو سر هر القاگر برابر است. با معرفی این ویژگی در مورد اتصال موازی القاگرها، در ادامه اتصال سه القاگر به صورت موازی در یک مدار را بررسی می‌کنیم. در این حالت هیچ جفت شدگی مغناطیسی بین القاگرها وجود ندارد.

سه القاگر در اتصال موازی

در این اتصال که هیچ جفت شدگی مغناطیسی بین القاگرها وجود ندارد، القای کل برابر القای متقابل هر یک از القاگرها یا سلف‌ها است. این ویژگی را می‌توان به صورت زیر تحلیل کرد. همان طور که در مورد استفاده از قانون اهم در مدار موازی گفتیم، جریان کل در یک مدار موازی برابر با مجموع جریان‌های هر یک از اجزای مدار است که به صورت موازی بسته شده است. بدین ترتیب داریم:

ITotal =IL1+IL2+IL3+In\large I_{\text {Total }}=I_{L 1}+I_{L 2}+I_{L 3} \ldots \ldots+I_{n}

همچنین در مورد ولتاژ دو سر هر یک از اجزای مدار موازی بیان کردیم که ولتاژ دو سر هر یک از اجزای مدار موازی با یکدیگر برابر هستند و داریم:

VTotal =VL1=VL2=VL3=Vn\large \mathrm{V}_{\text {Total }}=\mathrm{V}_{\mathrm{L1}}=\mathrm{V}_{\mathrm{L2}} =\mathrm{V}_{\mathrm{L3}} \ldots =\mathrm{V}_{\mathrm{n}}

افت ولتاژ در دو سر هر یک از القاگرها را می‌توان با رابطه V=LdidtV=L\frac{di}{dt} بیان کرد و در نتیجه برای افت ولتاژ کل داریم:

{VT=LTdITotaldtVTLT=ddt(IL1+IL2+IL3++ILn)\large \begin{cases}V_T=L_T\frac{dI_{Total}}{dt}\\ \Rightarrow\frac{V_T}{L_T}=\frac{d}{dt}(I_{L1}+I_{L2}+I_{L3}+\dots+I_{Ln})\end{cases}

اگر به جای تغییرات جریان هر یک از القاگرها از رابطه VL\frac{V}{L} استفاده کنیم، رابطه بالا به شکل زیر در می‌آید:

VT=LT(V/L1+V/L2+V/L3)\large V_{T}=L_{T}\left(V / L_{1}+V / L_{2}+V / L_{3} \ldots\right)

با حذف ولتاژ از طرفین به رابطه زیر می‌رسیم:

1LT=1L1+1L2+1L3\large \frac{1}{L_T}=\frac{1}{L_1}+\frac{1}{L_2}+\frac{1}{L_3}\ldots

این رابطه زمانی صحیح است که هیچ خودالقایی متقابلی بین القاگرها وجود نداشته باشد و القاگرها به صورت موازی به یکدیگر متصل باشند. این رابطه برای دو القاگر که به صورت موازی به یکدیگر متصل هستند به شکل زیر به دست می‌آید:

LT=(L1×L2)/(L1+L2)\large \mathrm{L}_{T}=\left(\mathrm{L}_{1} \times \mathrm{L}_{2}\right) /\left(\mathrm{L}_{1}+\mathrm{L}_{2}\right)

برای مطالعه بیشتر در مورد سلف یا القاگر مطلب سلف یا القاگر چیست؟ را مطالعه کنید. در انتهای این مطلب چند مدار پیچیده را که ترکیبی از مدار سری و موازی است را برای درک بهتر مفاهیم گفته شده بررسی می‌کنیم.

تحلیل یک مدار الکتریکی سری و موازی

در مدار زیر که مقاومت‌ها به صورت ترکیبی از سری و موازی قرار گرفته‌اند، مقاومت معادل را محاسبه کنید.

مدار ترکیبی سری و موازی

در نگاه اول ممکن است این مدار و تحلیل آن بسیار پیچیده به نظر برسد، اما همواره در ذهن خود این موضوع را یادآوری کنید که اتصال اجزای الکتریکی یک مدار از دو حالت سری یا موازی خارج نیست. از سمت راست مدار بالا شروع کنید. در همان ابتدا خواهید دید که دو مقاومت ابتدایی یعنی R8R_8 و R10R_{10} در حالت سری با یکدیگر اتصال دارند و مقاومت معادل برای این دو ۱۲ اهم است.

این دو مقاومت با R9R_9 اتصال موازی دارند و بدین ترتیب مقاومت معادل این سه مقاومت به راحتی محاسبه می‌شود:

مرحله اول تحلیل مدار

RA=R9×(R8+R10)R9+R8+R10=6×(10+2)6+10+2=4Ω\large R_{A}=\frac{R_{9} \times\left(R_{8}+R_{10}\right)}{R_{9}+R_{8}+R_{10}}=\frac{6 \times(10+2)}{6+10+2}=4 \Omega

مقاومت معادل این سه مقاومت را RAR_A می‌نامیم. به انشعاب جریان‌ها دقت کنید و به راحتی می‌توانید تشخیص دهید که RAR_A با R7R_7 اتصال متوالی یا سری دارد زیرا جریان در هر دو یکی است. این در حالی است که این دو مقاومت با R6R_6 اتصال موازی دارند زیرا جریان در نقطه متصل به R6R_6 انشعاب پیدا می‌کند و قسمتی از آن به R6R_6 و قسمتی دیگر به R5R_5 می‌رود در نتیجه داریم:

مرحله دوم تحلیل مدار

RB=R6×(RA+R7)R6+RA+R7=6×(4+8)6+4+8=4Ω\large R_{B}=\frac{R_{6} \times\left(R_{A}+R_{7}\right)}{R_{6}+R_{A}+R_{7}}=\frac{6 \times(4+8)}{6+4+8}=4 \Omega

مقاومت معادل در این قسمت را RBR_B می نامیم. مجدداً با ردگیری و انشعاب جریان می‌توانید متوجه شوید که RBR_B و R5R_5 با یکدیگر اتصال متوالی یا سری دارند (RB+R5=4+4=8Ω\mathrm{R}_{\mathrm{B}}+\mathrm{R}_{5}=4+4=8\Omega) و این در حالی است که با R4R_4 اتصال موازی دارند و داریم:

مرحله سوم تحلیل مدار

RC=R4×(RB+R5)R4+RB+R5=8×(4+4)8+4+4=4Ω\large R_{C}=\frac{R_{4} \times\left(R_{B}+R_{5}\right)}{R_{4}+R_{B}+R_{5}}=\frac{8 \times(4+4)}{8+4+4}=4 \Omega

مقاومت معادل در این قسمت را RCR_C می نامیم. مجدداً با ردگیری و انشعاب جریان می‌توانید متوجه شوید که RCR_C و R3R_3 با یکدیگر اتصال متوالی یا سری دارند و این در حالی است که با R2R_2 اتصال موازی دارند و داریم:

RD=R2×(RC+R3)R2+RC+R3=8×(4+4)8+4+4=4Ω\large R_{D}=\frac{R_{2} \times\left(R_{C}+R_{3}\right)}{R_{2}+R_{C}+R_{3}}=\frac{8 \times(4+4)}{8+4+4}=4 \Omega

مرحله چهارم تحلیل مدار

مقاومت معادل در این قسمت را RDR_D می نامیم. مجدداً با ردگیری و انشعاب جریان می‌توانید متوجه شوید که RDR_D و R1R_1 با یکدیگر اتصال متوالی یا سری دارند و در نتیجه مقاومت معادل کل برابر با ۱۰ اهم به دست می‌آید.

در مدار ترکیبی دوم که تصویر آن در ادامه آورده شده است، مقادیر مجهول را به دست آورید.

مدار ترکیبی دوم

در این مدار تنها مقاومت الکتریکی و باطری داریم و به همین دلیل از قانون اهم استفاده خواهیم کرد. برای استفاده از قانون اهم به مقدار دو پارامتر از سه پارامتر جریان، ولتاژ یا مقاومت نیاز داریم. این مهم در مقاومت چهارم رخ داده است و دو پارامتر ولتاژ و مقدار مقاومت را در اختیار داریم، پس به راحتی مقدار جریان را به دست می‌آوریم که برابر است با:

V4=(l4)(R4)I4=(V4)/(R4)I4=(16 V)/(16Ω)=1 A\begin{array}{l} \mathrm{V}_{4}=\left(\mathrm{l}_{4}\right)\left(\mathrm{R}_{4}\right) \\ \mathrm{I}_{4}=\left(\mathrm{V}_{4}\right) /\left(\mathrm{R}_{4}\right) \\ \mathrm{I}_{4}=(16 \mathrm{~V}) /(16 \Omega)=1 \mathrm{~A} \end{array}

در مرحله بعد می‌توان دید که مقاومت R2R_2 و R3R_3 با یکدیگر سری هستند پس جریان در هر دو مقاومت یکسان و برابر با ۴ آمپر است. بدین ترتیب ولتاژ دو سر مقاومت R3R_3 نیز قابل محاسبه است و برابر است با:

V3=I3R3 V3=(4 A)(1Ω)=4 V\begin{array}{l} \mathrm{V}_{3}=\mathrm{I}_{3} \mathrm{R}_{3} \\ \mathrm{~V}_{3}=(4 \mathrm{~A})(1 \Omega)=4 \mathrm{~V} \end{array}

نکته بعد این است که مقاومت R4R_4 با مقاومت‌های R2R_2 و R3R_3 موازی است و بر اساس قوانین مربوط به مدار موازی افت ولتاژ دو سر اتصالات موازی با یکدیگر برابر است. با توجه به این که افت ولتاژ دو سر مقاومت R4R_4 ۱۶ ولت است، همین مقدار برای دو سر مقاومت R2R_2 و R3R_3 برقرار است.

با توجه به اینکه ولتاژ کل در مدار متوالی برابر با افت ولتاژ دو سر هر یک از اجزای مدار نیز است، بدین ترتیب افت ولتاژ دو سر مقاومت R2R_2 برابر است با:

VT=V2+V3V_T=V_2+V_3

164=12 V16-4=12\ V

بدین ترتیب اختلاف پتانسیل دو سر مقاومت R2R_2 برابر با 12 ولت به دست می‌آید و با استفاده از قانون اهم مقدار مقاومت R3R_3 برابر است با:

V2=I2R2R2=V2/l2R2=12 V/4 A=3Ω\begin{array}{l} \mathrm{V}_{2}=\mathrm{I}_{2} \mathrm{R}_{2} \\ \mathrm{R}_{2}=\mathrm{V}_{2} / \mathrm{l}_{2} \\ \mathrm{R}_{2}=12 \mathrm{~V} / 4 \mathrm{~A}=3 \Omega \end{array}

همچنین می‌توان گفت جریان کل این مدار که در شاخه مقاومت R4R_4 و مقاومت‌های R2R_2 و R3R_3 شارش می‌یابد برابر با مجموع جریان‌های این دو شاخه است و برابر با ۵ آمپر به دست می‌آید. بدین ترتیب ولتاژ دو سر مقاومت R1R_1 و R5R_5 با استفاده از قانون اهم قابل محاسبه است و داریم:

V1=I1R1 V1=(5 A)(8Ω)=40 V\begin{array}{l} \mathrm{V}_{1}=\mathrm{I}_{1} \mathrm{R}_{1} \\ \mathrm{~V}_{1}=(5 \mathrm{~A})(8 \Omega)=40 \mathrm{~V} \end{array}

V5=I5R5 V5=(5 A)(4Ω)=20V\begin{array}{l} \mathrm{V}_{5}=\mathrm{I}_{5} \mathrm{R}_{5} \\ \mathrm{~V}_{5}=(5 \mathrm{~A})(4 \Omega)=20 \mathrm{V} \end{array}

همچنین با داشتن جریان کل، مقاومت داخلی باطری نیز توسط قانون اهم به راحتی به دست می‌آید:

VT=ITRTRT=VT/ITRT=76 V/5 A=15.2Ω\begin{array}{l} \mathrm{V}_{\mathrm{T}}= I_{T} \mathrm{R}_{\mathrm{T}} \\ \mathrm{R}_{\mathrm{T}}=\mathrm{V}_{\mathrm{T}} / \mathrm{I}_{\mathrm{T}} \\ \mathrm{R}_{\mathrm{T}}=76 \mathrm{~V} / 5 \mathrm{~A}=15.2 \Omega \end{array}

کاربرد مدار موازی

همان طور که گفتیم مدار موازی یک مدار الکتریکی است که دارای دو یا چند مسیر برای عبور بار الکتریکی است. این مدار، مدار الکتریکی استانداردی است که در بیشتر خانه‌ها و دستگاه‌ها یافت می‌شود. از آنجا که در این مدار بیش از یک راه برای عبور جریان به دستگاه فراهم می‌شود سیستم برق بسیار پایدارتر و کارآمدتری را ایجاد می‌کند. چند مورد استفاده از مدار موازی را در ادامه معرفی می‌کنیم.

کاربرد مدار موازی در خانه‌ها

یافتن خانه‌ای که از مدارهای موازی در سیم‌های برق اصلی خود استفاده نکند دشوار است. به دلیل وجود مدارهای موازی می‌توان برق یک دستگاه یا سیستم را روی مدار قطع کرد بدون اینکه برق لوازم دیگر قطع شود. همچنین اگر در این مدار سوء عملکرد یا اتصال کوتاه رخ دهد لزوماً کل منبع تغذیه خانه از کار نمی‌افتد.

کاربرد مدار موازی در زیر ساخت‌ها

مدارهای موازی یکی از اصلی‌ترین عناصر سازنده مورد استفاده در زیرساخت‌های تأمین نیرو برای جمعیت‌های بزرگ است. با استفاده از مدارهای موازی، مهندسان توانسته‌اند شبکه‌های قدرتی را ایجاد کنند که هم از امنیت بیشتری برخوردار باشد و هم کارآیی بالاتری داشته باشد.

بدین ترتیب زمانی که با افت جریان در قسمتی از یک مدار موازی مواجه می‌شویم سایر قسمت‌ها عملکرد خود را حفظ می‌کنند. مدارهای موازی همچنین تأمین منبع تغذیه برابر در خانه‌ها و ساختمان‌های مختلف را آسان می‌کنند.

کاربرد مدار موازی در دستگاه‌ها

از مدارهای موازی در داخل بسیاری از دستگاه‌ها و وسایل الکتریکی استفاده می‌شود. دلیل اصلی استفاده از مدارهای موازی در این زمینه استفاده از بیش از یک منبع تغذیه است، مانند زمانی که بیش از یک باتری در دستگاه پرتابل استفاده می‌شود.

با استفاده از مدارهای موازی یک دستگاه مقدار مساوی انرژی را از منابع مختلف می‌گیرد و آن را در همان خط ترکیب می‌کند. مدارهای موازی همچنین دستگاه‌هایی مانند چراغ‌های کریسمس را کاربردی‌تر کرده است.

مرور کلی

  • ولتاژ دو سر اجزای موجود در یک مدار موازی یکسان است یعنی داریم Vtotal=V1=V2=V3V_{total}=V_1=V_2=V_3 \cdots
  • مقاومت کل در یک مدار موازی از کوچکترین مقاومت موجود در مدار مقدار کمتری دارد و داریم: 1R=1R1+1R2+\frac{1}{R}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\dots
  • جریان کل در یک مدار موازی برابر است با مجموع جریان‌های منفرد در دو سر هر یک از اجزای مدار یعنی: Itotal=I1+I2+I3+I_{total}=I_1+I_2+I_3+ \cdots
  • ظرفیت کل در یک مدار موازی برابر با CS=C1+C2+C3+C_{\text{S}}=C_{1}+C_{2}+C_{3}+\dots است.
  • در اتصال موازی القاگرها، القای کل برابر با 1LT=1L1+1L2+1L3\frac{1}{L_T}=\frac{1}{L_1}+\frac{1}{L_2}+\frac{1}{L_3}\ldots است.

جمع بندی

در این مطلب در مورد مدارهای موازی صحبت کردیم و قوانین مربوط به ولتاژ، مقاومت، خازن، جریان و القاگر را در قرار گرفتن در یک مدار به صورت موازی مورد بررسی قرار دادیم. همچنین مداری را که ترکیبی از مدار سری و موازی بود را نیز مورد بررسی قرار دادیم و مقدار ولتاژ و جریان را برای این مدار نیز محاسبه کردیم.

بر اساس رای ۱۴ نفر
آیا این مطلب برای شما مفید بود؟
اگر بازخوردی درباره این مطلب دارید یا پرسشی دارید که بدون پاسخ مانده است، آن را از طریق بخش نظرات مطرح کنید.
منابع:
AllAboutCircuitsLumenLearningElectronicsHubElectronicsPhysicsTechWalla
دانلود PDF مقاله
۲ دیدگاه برای «مدار موازی چیست؟ – به زبان ساده با شکل و مثال»

با سلام. ممنونم از سایت خوبتون. 9/14.4 برابر 0/625 میشه که اشتباهاً 625 درج شده.

سلام.
آنچه در متن نوشته شده، صحیحی است. به این نکته دقت کنید که جریان برحسب میلی‌آمپر بوده است.
شاد باشید.

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *