В этой статье будут рассмотрены различные методы, которые можно использовать для определения падения напряжения в параллельной цепи.

Используя разные методы, мы можем найти падение напряжения в параллельной цепи, например:

• Закон напряжения Кирхгофа (KVL)
• Текущий закон Кирхгофа (KCL)
• Узловой анализ
• Текущий дивизион
• Теорема суперпозиции

Закон напряжения Кирхгофа (KVL)

Немецкий физик Густав Кирхгоф представил закон напряжения Кирхгофа в 1845 году для более доступного анализа напряжения в цепи.

Согласно закону Кирхгофа о напряжении, общая алгебраическая сумма падения напряжения или разности потенциалов на замкнутом пути в одном конкретном направлении равна нулю. Этот закон основан на законе сохранения энергии.

Шаги для получения потенциального падения с помощью закона Кирхгофа напряжения:

• Предположим, что определенное направление тока в замкнутом контуре или сетке.. Направление тока можно выбрать по часовой стрелке или против часовой стрелки.
• Теперь, двигаясь в текущем направлении, определите падение напряжения на каждом элементе принимая во внимание соглашение о знаках каждого элемента в замкнутом контуре или сетке. 
• Учитывая падение напряжения на каждом элементе, напишите уравнение закона Кирхгофа для напряжения путем сложения всех падений напряжения на каждом элементе контура с правильным условным обозначением электрических знаков.

Текущий закон Кирхгофа (KCL)

Текущий закон Кирхгофа применим к любой электрической цепи. Это не зависит от того, являются ли элементы линейными, нелинейными, активными, пассивными, неизменными во времени, изменяющимися во времени и т. Д.

Текущий закон Кирхгофа основан на законе сохранения заряда; Законы Кирхгофа применимы как к AC и Цепи постоянного тока. Согласно действующему закону Кирхгофа в любой точке узла электрической сети алгебраическая сумма токов, встречающихся в этой точке или узле, равна нулю. 

Шаги, чтобы получить потенциальное падение с использованием текущего закона Кирхгофа:

• Выровняйте отдельные ветви индивидуальным током таких как I1 + I2….+ In в определенном направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки, примите падение напряжения и сопротивление каждого элемента в петле и выровняйте их как требования. 
• Используя известные значения параметров каждого контура, мы можем найти неизвестные падения напряжения на любом узле или соединении комбинации параллельных цепей.
• Примените закон Ома, чтобы связать ток-напряжение и сопротивление на каждом элементе контура..
• Наконец, найдите неизвестные значения.

Примечание: Во время сети анализ цепи выравнивания, все сетевые узлы используют разные числа или алфавиты. При составлении уравнения всегда учитывайте направление тока и полярность напряжения в соответствии с общепринятыми обозначениями сети. При расчете учитывайте только те петли, которые необходимы для простого и быстрого решения.

KCL всегда применяется к закрытой границе.

Узловой анализ

Узловой анализ - это применение закона Ома вместе с текущим законом Кирхгофа (KCL).

Анализ узлового напряжения - это применение закона Кирхгофа по току для нахождения неизвестного падения напряжения на каждом узле. Этот метод использует минимальное количество уравнений для определения неизвестных узловых напряжений и лучше всего подходит для комбинаций параллельных цепей.

Анализ узлового напряжения дает нам более простой способ найти напряжение в каждом узле электрической цепи. Благодаря большому количеству ветвей метод узлового анализа может стать сложным с увеличенным количеством уравнений.

В этом методе один узел сети считается базовым или опорным или нулевым потенциальным узлами. Число уравнений равно n-1 для числа n каждого независимого узла.

Процедура узлового анализа:

• Перерисуйте принципиальную схему, преобразовав все источники напряжения в схему источника пропорционального тока с использованием метода преобразования источника.
• Выровняйте все заметки буквами на номере и выберите узел, чтобы использовать его в качестве ориентира для других узлов. (который называется нулевым или нулевым потенциалом узлов)
• Напишите уравнения учитывая направление тока, втекающего в каждый узел или из него, по отношению к опорному узлу.
• Решите уравнение, чтобы получить неизвестное напряжение узла или неизвестный ток ответвления.
• Если возможно, выберите узел в качестве опорного узла, подключенного к источнику напряжения.
• Используйте закон Ома, чтобы выразить отношение тока резистора к напряжению узла.

Узловой анализ с источником напряжения:

• Надузла Формирование - это особый тип узла, который может образовываться.
• Суперузел образуется, когда источник напряжения подключен между двумя нереференсными узлами и параллельно каким-либо элементам.
• Суперузл требует применения как KVL, так и KCL.
• В суперузле нет собственного напряжения.

Текущий дивизион

В параллельной комбинации напряжение на каждой ветви будет одинаковым, но ток через каждую ветвь может отличаться в зависимости от общего сопротивления ветви.

Правило деления тока представляет собой приложение решения цепи по теореме Нортона, поскольку ток в ветви параллельная цепь обратно пропорциональна общему сопротивлению ветви.

С помощью схема деления тока Правило, неизвестное напряжение на любом элементе может быть определено.

Принцип текущего деления:

V_R1 = В [ Р₁ / (Р₁+ R₂+ R₃+……+ Р_n)]

V_R2 = В [ Р₂ / (Р₁+ R₂+ R₃+……+ Р_n)]

................................................

................................................

V_Rn = В [ Р_n / (Р₁+ R₂+ R₃+……+ Р_n)]

V_R1 = ИК₁ ……. (4)

V_R2 = ИК₂ ……. (5)

V_R3 = ИК₃ ……. (6)

В = В_R1 + V_R2 + V_R3

Следовательно,

V = I (R₁+ R₂+ R₃)

I= V / (R₁+ R₂+ R₃)

V_R1 = В [ Р₁ / (Р₁+ R₂+ R₃)]

V_R2 = В [ Р₂ / (Р₁+ R₂+ R₃)]

V_R3 = В [ Р₃ / (Р₁+ R₂+ R₃)]

Пример задачи текущего деления:

На данном рисунке есть три резистора, соединенных параллельно друг с другом с источником тока. Напряжение на резисторах R1 равно V1, R2 равно V2 и R3 равно V3.

V = I (R₁+ R₂+ R₃)

I= V / (R₁+ R₂+ R₃)

V_R1 = В [ Р₁ / (Р₁+ R₂+ R₃)]

V_R2 = В [ Р₂ / (Р₁+ R₂+ R₃)]

V_R3 = В [ Р₃ / (Р₁+ R₂+ R₃)]

Теорема суперпозиции

Когда схема спроектирована с более чем одним источником питания, можно использовать принцип суперпозиции.

Согласно принципу суперпозиции, напряжение на любом элементе в линейной цепи является алгебраической суммой напряжения на элементе, когда к нему приложен только один независимый источник, если в цепи есть два или более независимых источника.

Шаги по использованию принципа суперпозиции в любой схеме:

• Отключите все источники, кроме одного. и найдите выходное напряжение или ток, обусловленный только одним активным источником в цепи.
• Повторите приведенное выше утверждение для каждого отдельного источника..
• Наконец, найдите общую сумму тока и напряжения на каждом элементе, учитывая полярность или правильное соглашение об электрических знаках.

Предположим, что в замкнутом контуре имеется n элементов, последовательно соединенных друг с другом. Падение напряжения на каждом элементе выравнивается как V1, V2, V3…+Vn.

Как найти падение напряжения в параллельной цепи

Параллельное сочетание элементов может быть определено как когда падение напряжения или разность потенциалов на каждой ветви, соединенной между двумя точками, одинакова.

Анализ параллельных цепей:

• Падение напряжения на каждой ветви в параллельной комбинации идентично источнику напряжения.
• Определите ток через каждую ветвь цепи, используя закон Ома.
• Используйте закон Кирхгофа, чтобы узнать полный ток, протекающий через цепь.
• Метод узлового анализа основан на применении KVL, KCL и закона Ома.
• Выровняйте все требуемые параметры схемы.

• Все узлы схемы обозначены как 1, 2, 3 и 4.
• Теперь выберите один узел в качестве опорного.

• Теперь назначьте поток тока в каждой ветви цепи.
• Назначьте напряжение каждого узла.

Примените текущий закон Кирхгофа в узле 2, затем 

V-IR1-IR2-IR3=0.

I=VR1+R2+R3=12.00V1.00Ω+2.00Ω+3.00Ω=2.00A

Наконец, решите все уравнения, чтобы получить требуемый потенциал. падение или напряжение падение в точке или узле.