Παράλληλη Σύνδεση Αντιστάσεων Α. ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Όταν ένας αριθμός αντιστάσεων συνδέεται παράλληλα τότε οι αρχή τους συνδέεται με τον ένα πόλο της πηγής και το τέλος τους με τον άλλο πόλο της πηγής. Η παράλληλη σύνδεση καταναλωτών βρίσκει πολύ μεγάλο πεδίο εφαρμογών . Για παράδειγμα όλες οι οικιακές ηλεκτρικές καταναλώσεις συνδέονται παράλληλα με το δίκτυο . Βασικό χαρακτηριστικό των παράλληλα συνδεδεμένων καταναλώσεων είναι ότι στα άκρα τους εφαρμόζεται η ίδια τάση . Αντίθετα οι παράλληλα συνδεδεμένες καταναλώσεις διαρρέονται από διαφορετικές εντάσεις ηλεκτρικών ρευμάτων : Μάλιστα το άθροισμα των ρευμάτων των παράλληλα συνδεδεμένων καταναλώσεων ισούτε με το ρεύμα της πηγής . Η παραπάνω διατύπωση αποτελεί τον 1ο κανόνα του Κιρκωφ σύμφωνα με τον οποίο : Το άθροισμα των ρευμάτων που εισέρχονται σε ένα κόμβο ισούτε με το άθροισμα των ρευμάτων που εξέρχονται από αυτόν . Ένα σύνολο αντιστάσεων συνδεδεμένων παράλληλα μπορεί να αντικατασταθεί με μία αντίσταση της οποίας η τιμή ορίζεται από την σχέση : 1/Rολ = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + … + 1/Rν Β. ΚΥΚΛΩΜΑ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ Γ. ΠΟΡΕΙΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Μετρήστε με ένα ωμόμετρο την τιμή των τριών αντιστάσεων και μεταφέρετε τις τιμές τους στον πίνακα 1 . Συνδέστε τις τρεις αντιστάσεις παράλληλα , μετρήστε με ένα ωμόμετρο την ολική τους αντίσταση και μεταφέρετε την τιμη στον πίνακα 1 . Πραγματοποιήστε το παραπάνω κύκλωμα χρησιμοποιώντας τρεις αντιστάσεις Μετρήστε, με τη χρήση βολτομέτρων, τις τάσεις στα άκρα της πηγής και των τριών αντιστάσεων. Μετρήστε, με τη χρήση αμπερομέτρων, την ένταση του ρεύματος σε κάθε αντίσταση καθώς και στην πηγή. Πραγματοποιήστε πέντε (5) μετρήσεις αλλάζοντας κάθε φορά την τάση της πηγής. Συμπληρώστε τον πίνακα 2 Μπορείτε να πραγματοποιήσετε την εργαστηριακή άσκηση στο ακόλουθο εικονικό ηλεκτρολογικό εργαστήριο Δ. ΠΙΝΑΚΑΣ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ Ε. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Δραστηριότητα: Ποια είναι η σχέση της τιμής της ολικής αντίστασης με οποιαδήποτε από τις τιμές των επιμέρους παράλληλων αντιστάσεων; Τι συμπέρασμα βγάζετε από αυτό; Δραστηριότητα: Με βάση τα αποτελέσματα που έχετε καταγράψει στον πίνακα 1, επιβεβαιώνεται ο κανόνας των παράλληλων αντιστάσεων; Δραστηριότητα: Ποιο συμπέρασμα εξάγετε από τα αποτελέσματα που έχετε καταγράψει στον πίνακα 2 σχετικά με τις εντάσεις σε παράλληλες αντιστάσεις; Ποιος κανόνας επιβεβαιώνεται; Δραστηριότητα: Με βάση τις τιμές των τάσεων στα άκρα της πηγής και των αντιστάσεων, πιστεύετε ότι οι οικιακές συσκευές συνδέονται παράλληλα ή σε σειρά στο δίκτυο της ΔΕΗ; Για ποιο λόγο; Δραστηριότητα: Με βάση τα αποτελέσματα που έχετε καταγράψει στον πίνακα 2, επιβεβαιώνεται ο κανόνας των παράλληλων αντιστάσεων; Δραστηριότητα: Όπως παρατηρήσατε στο κύκλωμα που συνδεσμολογήσατε, τα αμπερόμετρα τα τοποθετήσατε σε σειρά και τα βολτόμετρα παράλληλα με τις αντίστοιχες αντιστάσεις που θέλήσατε να μετρήσετε. Πιστεύετε λοιπόν ότι η εσωτερική αντίσταση του βολτομέτρου είναι μικρή ή μεγάλη; Και αντίστοιχα, η εσωτερική αντίσταση του αμπερομέτρου είναι μικρή ή μεγάλη. Απαντήστε λαμβάνοντας υπόψη τον τρόπο με τον οποίο συνδέεται το αμπερόμετρο και το βολτόμετρο στο κύκλωμα.

Απόδειξη της σχέσης Ι = Ι1 + Ι2 + Ι3 + ... + Ιν Διαιρώ με την κοινή τάση U Ι / U = Ι1 / U + Ι2 / U + Ι3 / U + ... + Ιν / U ν 1 / Rολ = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 + ... + 1 / Rν

Θα πρέπει να θυμόμαστε τον τρόπο σύνδεσης των βολτομέτρων και των αμπερομέτρων: Τα βολτόμετρα συνδέονται παράλληλα με το μέρος του κυκλώματος του οποίου θέλουμε να μετρήσουμε την τάση Τα αμπερόμετρα συνδέονται σε σειρά με το μέρος του κυκλώματος του οποίου θέλουμε να μετρήσουμε την ένταση του ρεύματος

Συγκρίνετε τη διαφορά μεταξύ παράλληλης και σειράς συνδεσμολογίας

Όλες οι οικιακές ηλεκτρικές συσκευές συνδέονται παράλληλα στο δίκτυο. Μπορείτε να φανταστείται τους λόγους που εξυπηρετεί αυτός ο τρόπος συνδεσμολογίας; Τι θα συνέβαινε αν όλες οι οικιακές ηλεκτρικές συσκευές συνδέονταν σε σειρά με το δίκτυο;

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ