Paralelní a sériové připojení. Sekvenční a paralelní připojení vodičů

Ve fyzice, téma paralelní a sériové připojení, a to mohou být nejen vodiče, ale i kondenzátory. Zde je důležité nezaměňovat na to, jak každý z nich vypadá na schématu. A teprve tehdy použijte konkrétní vzorce. Mimochodem, je třeba si je pamatovat srdcem.

Jak rozlišovat mezi těmito dvěma sloučeninami?

Podívejte se dobře na diagram. Pokud jsou dráty prezentovány jako silnice, budou na nich stroje hrát roli odporů. Na rovnou silnici bez jakýchkoli následků se automobily řídí jeden po druhém, do řetězce. Vypadá také jako sériové zapojení vodičů. Cesta v tomto případě může mít neomezený počet otáček, ale ani jedno průsečík. Bez ohledu na to, jak se dráha (dráty) zamotala, stroje (odpory) budou vždy umístěny jeden po druhém, podél jednoho řetězce.

Je to úplně jiná záležitost, pokud zvažujete paralelní spojení. Poté lze odporníky porovnat se sportovci na začátku. Jsou každý na své vlastní cestě, ale směr jejich pohybu je stejný a konec na jednom místě. Rezistory jsou stejné - každý má svůj vlastní drát, ale všechny jsou v určitém bodě propojeny.

Formule pro proud

Vždy se diskutuje v tématu "Elektřina". Paralelní a sériové připojení různými způsoby ovlivňují hodnotu amperage v odporech. Pro ně jsou odvozeny vzorce, které lze pamatovat. Jen si však pamatujte význam, který je v nich zakotven.

Proto je proud vždy stejný, když jsou vodiče zapojeny do série. To znamená, že v každé z nich se hodnota současné síly nijak neliší. Můžete porovnat analogii, pokud porovnáte drát s trubkou. V tom proudí voda vždy stejná. A všechny překážky na cestě budou odvlečeny stejnou silou. Takže se silou proudu. Proto vzorec celkového proudu v obvodu se sériovým zapojením rezistorů vypadá takto:

I _celkem = I ₁ = I ₂

Zde písmeno I označuje sílu proudu. Toto je obyčejné označení, takže je třeba si je pamatovat.

Proud na paralelním spojení již nebude konstantní hodnotou. Se stejnou analogií s trubkou se ukázalo, že voda se rozdělí na dva proudy, pokud má hlavní trubka větev. Stejný jev je pozorován s proudem, když se na jeho cestě objeví větev drátu. Vzorec celkového proudu na paralelní připojení vodičů:

I _celkem = I ₁ + I ₂

Pokud je větve složena z drátů, které jsou více než dvě, pak ve výše uvedeném vzorci bude více výrazů pro stejné číslo.

Vzorce pro napětí

Když zvážíme obvod, v němž jsou vodiče zapojeny do série, je napětí v celé sekci určováno součtem těchto veličin na každém konkrétním rezistoru. Tuto situaci můžete porovnat s talíři. Zachovávání jednoho z nich se snadno ukáže jako jedna osoba, druhá může být také přijata, ale s obtížemi. Udržet tři talíře v rukou jedné osoby vedle sebe již není možné, budete potřebovat pomoc druhého. A tak dále. Snaha lidí se rozvíjí.

Vzorec pro celkové napětí obvodu se sériovým zapojením vodičů je následující:

U _celkem = U ₁ + U ₂, kde U je označení přijaté pro napětí.

Další situace se vyvíjí, pokud paralelní připojení odporů. Když jsou desky umístěny na sebe, mohou být stále drženy jednou osobou. Proto se nic nedá přidat. Stejnou analogii lze pozorovat při paralelním propojení vodičů. Napětí na každém z nich je stejné a rovno napětí na všech z nich najednou. Obecný vzorec stresu je:

U _celkem = U ₁ = U ₂

Vzorce pro elektrický odpor

Nemohou být již vzpomínány, ale známe vzor Ohmova zákona a odvozují od něj nezbytný. Z tohoto zákona vyplývá, že napětí se rovná součinu proudu a odporu. To znamená, že U = I * R, kde R je odpor.

Poté vzorec, se kterým je třeba pracovat, závisí na tom, jak jsou připojeny vodiče:

• proto potřebujete rovnost pro napětí - I_celkem * R_celkem = I₁ * R₁ + I₂ * R_2-
• souběžně je nutné použít vzorec pro aktuální - U_celkem / R_celkem = U₁ / R₁ + U₂ / R₂ .

Poté následují jednoduché transformace, které jsou založeny na skutečnosti, že v první rovnici mají všechny současné síly stejnou hodnotu a ve druhé rovině jsou napětí stejné. Proto mohou být sníženy. To znamená, že tyto výrazy jsou:

1. R _celkem = R ₁ + R ₂ (pro sériové zapojení vodičů).
2. 1 / R _celkem = 1 / R ₁ + 1 / R ₂ (s paralelním připojením).

Vzhledem k nárůstu počtu odporů, které jsou součástí sítě, se počet výrazů v těchto výrazech změní.

Za zmínku stojí, že paralelní a sériové zapojení vodičů různými způsoby ovlivňuje celkový odpor. První z nich snižuje odpor obvodu. A to je menší než nejmenší z použitých rezistorů. Při sériovém připojení je vše logické: hodnoty jsou přidány, takže celkový počet bude vždy největší.

Aktuální provoz

Předchozí tři veličiny tvoří zákony paralelního zapojení a následné uspořádání vodičů v obvodu. Proto potřebují vědět. Co se týče práce a síly, stačí si vzpomenout na základní vzorec. Je napsáno takto: A = I * U * t, kde A je aktuální práce, t je čas, který prochází vodičem.

Aby bylo možné určit celkovou činnost v sériovém zapojení, musí být napětí nahrazeno v původním výrazu. Získáme rovnost A = I * (U ₁ + U ₂) * t, odhalující závorky, ve kterých se ukazuje, že práce na celé sekci se rovná jejich součtu u každého konkrétního běžného spotřebitele.

Stejně tak existuje uvažování, pokud vezmeme v úvahu schéma paralelního spojení. Nahraďte pouze proud. Ale výsledek bude stejný: A = A ₁ + A ₂.

Aktuální proud

Při odvození vzorce pro výkon (označení "P") řetězového segmentu je opět nutné použít jeden vzorec: P = U * I. Po takových argumentech se ukazuje, že paralelní a sériové spojení je popsáno takovýmto vzorem pro napájení: P = P ₁ + P ₂.

To znamená, že bez ohledu na to, jak byly programy vytvořeny, celková síla bude tvořena těmi, které se na práci podílejí. To vysvětluje skutečnost, že v síti bytů nelze současně zahrnout mnoho výkonných zařízení. To prostě nemůže vydržet tuto zátěž.

Jak ovlivňuje připojení vodičů opravu novoročního věnce?

Bezprostředně po vyhoření jedné z žárovek, je jasné, jak byly připojeny. Při sériovém připojení se žádný z nich nebude rozsvítit. To je způsobeno skutečností, že lampa, která se stala nepoužitelnou, vytváří mezery v obvodu. Proto musíte zkontrolovat vše, abyste zjistili, které z nich byly vypáleny, nahraďte - a věnec bude fungovat.

Pokud používá paralelní připojení, nepřestane pracovat, pokud selže jedna z žárovek. Koneckonců řetězec nebude úplně roztrhaný, ale jen jedna paralelní část. Chcete-li opravit takový věnec, nemusíte kontrolovat všechny prvky řetězce, ale pouze ty, které nesvítí.

Co se stane s okruhem, pokud jde spíše o kondenzátory než o rezistory?

Když jsou zapojeny do série, situace je následující: nabíjení z kladného napájení přicházejí pouze na vnější desky extrémních kondenzátorů. Ti, kteří jsou mezi nimi, jednoduše přenášejí tento poplatek po řetězci. To vysvětluje skutečnost, že na všech talířích jsou stejné náklady, ale mají různé znaky. Proto může být elektrický náboj každého kondenzátoru připojeného v sérii zapsán následovně:

q _celkem = q ₁ = q ₂.

Abyste zjistili napětí na každém kondenzátoru, potřebujete znát vzorec: U = q / C. V tom je C kapacita kondenzátoru.

Celkové napětí je předmětem stejného zákona, který platí pro odpory. Proto nahradíme napětí ve vzorci kapacity součtem, že celková kapacita zařízení musí být vypočtena podle vzorce:

C = q / (U. ₁ + U ₂).

Chcete-li tento vzorec zjednodušit, můžete otáčky zlomit a nahradit poměr napětí k nabíjecímu výkonu. Ukazuje se následující rovnost: 1 / C = 1 / C ₁ + 1 / C ₂.

Situace, kdy je připojení kondenzátorů paralelní, se poněkud liší. Pak je celkový poplatek určen součtem všech poplatků, které se hromadí na deskách všech nástrojů. A hodnota napětí je stále určována obecnými zákony. Proto je vzorec pro celkovou kapacitu paralelních kondenzátorů následující:

C = (q 1 + q 2) / U.

To znamená, že tato hodnota je považována za součet každého z nástrojů použitých v souvislosti:

C = C ₁ + C _2.

Jak zjistit celkový odpor libovolného připojení vodičů?

To znamená, že po sobě jdoucí oddíly jsou nahrazeny paralelními a naopak. Pro ně jsou všechny popsané zákony stále platné. Použijte je pouze postupně.

Nejprve je nutné psychicky nasadit schéma. Pokud je obtížné si představit, je třeba nakreslit, co se získá. Vysvětlení se stává jasnějším, jestliže to považujeme za konkrétní příklad (viz obrázek).

Je vhodné začít kreslit z bodů B a B. Musí být umístěny v určité vzdálenosti od sebe a od okrajů listu. K dispozici je pouze jeden kabel nalevo od bodu B a dva jsou směrovány doprava. Bod B, na druhé straně, má dvě větve vlevo, a poté je jeden drát.

Nyní musíte vyplnit mezery mezi těmito body. Na horním vodiči je potřeba uspořádat tři odpory s koeficienty 2, 3 a 4, a zespodu je ten s indexem rovným 5. První tři jsou zapojeny do série. S pátým rezistorem jsou paralelní.

Zbývající dva odpory (první a šestý) jsou zapojeny do série s uvažovanou oblastí BV. Proto lze výkres jednoduše doplnit dvěma obdélníky na obou stranách vybraných bodů. Zbývá použít vzorce pro výpočet odporu:

• první, která je zobrazena pro sériové připojení;
• pak pro paralelní;
• a opět pro sekvenční.

Podobně můžete nasadit libovolný, dokonce i velmi složitý systém.

Úloha sériového propojení vodičů

Stav. V obvodu jsou dvě lampy a jeden rezistor zapojeny jeden za druhým. Celkové napětí je 110 V a proud je 12 A. Jaký je odpor odporu, je-li každé svítidlo navrženo pro napětí 40 V?

Řešení. Vzhledem k tomu, že je zvažováno sériové připojení, jsou známy vzorce jeho zákonů. Stačí je aplikovat správně. Nejprve zjistěte hodnotu napětí, které je aplikováno na odpor. Chcete-li to provést, z celkového počtu je třeba odečíst napětí jednoho lampy dvakrát. Ukázalo se to 30 V.

Nyní, když jsou známy dvě hodnoty, U a I (přičemž druhá z nich je uvedena ve stavu, protože celkový proud je proud v každém postupném spotřebitele), je možné vypočítat odpor odporu podle Ohmova zákona. To se rovná 2,5 ohmům.

Odpovědět. Odpor odporu je 2,5 ohmů.

Úkol na připojení kondenzátorů, paralelní a sekvenční

Stav. K dispozici jsou tři kondenzátory s kapacitou 20, 25 a 30 μF. Určete jejich celkovou kapacitu pro sériová a paralelní připojení.

Řešení. Snadnější je začít paralelní připojení. V této situaci stačí přidat všechny tři hodnoty. Celková kapacita se tedy rovná 75 μF.

Výpočty budou poněkud komplikovanější, když jsou kondenzátory zapojeny do série. Koneckonců, musíte nejprve najít poměr jednoho k každému z těchto kontejnerů a pak je přidat dohromady. Ukazuje se, že jednotka dělená celkovou kapacitou je 37/300. Požadovaná hodnota je přibližně 8 μF.

Odpovědět. Celková kapacita v sériovém připojení je 8 mkF, s paralelním připojením - 75 mkF.