Το ρεύμα στο ηλεκτρικό κύκλωμα διέρχεται μέσω των αγωγών από την πηγή τάσης στο φορτίο, δηλαδή σε λαμπτήρες, συσκευές. Στις περισσότερες περιπτώσεις, τα χάλκινα σύρματα χρησιμοποιούνται ως αγωγοί. Ένα κύκλωμα μπορεί να έχει πολλά στοιχεία με διαφορετικές αντιστάσεις. Στο κύκλωμα οργάνων, οι αγωγοί μπορούν να συνδεθούν παράλληλα ή σε σειρά και μπορούν επίσης να υπάρχουν και μεικτούς τύπους.
Στοιχείο σχέδιο με μια αντίσταση που ονομάζεται αντίσταση, η τάση ενός δεδομένου στοιχείου είναι η διαφορά δυναμικού μεταξύ των άκρων της αντίστασης. Η παράλληλη και σειριακή ηλεκτρική σύνδεση των αγωγών χαρακτηρίζεται από μια ενιαία αρχή λειτουργίας, σύμφωνα με την οποία το ρεύμα ρέει από το συν στο πλην, αντίστοιχα, το δυναμικό μειώνεται. Στα διαγράμματα καλωδίωσης, η αντίσταση καλωδίωσης λαμβάνεται ως 0, καθώς είναι αμελητέα.
Η παράλληλη σύνδεση προϋποθέτει ότι τα στοιχεία του κυκλώματος συνδέονται με την πηγή παράλληλα και ενεργοποιούνται ταυτόχρονα. Η σειριακή σύνδεση σημαίνει ότι οι αγωγοί αντίστασης συνδέονται με αυστηρή σειρά ο ένας μετά τον άλλο.
Κατά τον υπολογισμό, χρησιμοποιείται η μέθοδος εξιδανίκευσης, η οποία απλοποιεί σημαντικά την κατανόηση. Μάλιστα, στα ηλεκτρικά κυκλώματα, το δυναμικό μειώνεται σταδιακά κατά τη διαδικασία μετακίνησης μέσω της καλωδίωσης και των στοιχείων που περιλαμβάνονται σε παράλληλη ή σε σειρά σύνδεση.
Περιεχόμενο
Σειριακή σύνδεση αγωγών
Το σχήμα σειριακής σύνδεσης υποδηλώνει ότι ενεργοποιούνται με μια συγκεκριμένη σειρά, το ένα μετά το άλλο. Επιπλέον, η τρέχουσα ισχύς σε όλα είναι ίδια. Αυτά τα στοιχεία δημιουργούν μια συνολική τάση στην τοποθεσία. Δεν συσσωρεύονται φορτία στους κόμβους του ηλεκτρικού κυκλώματος, γιατί διαφορετικά θα παρατηρούνταν αλλαγή τάσης και ρεύματος. Με σταθερή τάση, το ρεύμα καθορίζεται από την τιμή της αντίστασης του κυκλώματος, επομένως, σε ένα κύκλωμα σειράς, η αντίσταση αλλάζει εάν αλλάξει ένα φορτίο.
Το μειονέκτημα ενός τέτοιου σχήματος είναι το γεγονός ότι σε περίπτωση βλάβης ενός στοιχείου, τα υπόλοιπα χάνουν επίσης την ικανότητα λειτουργίας, καθώς το κύκλωμα έχει σπάσει. Ένα παράδειγμα είναι μια γιρλάντα που δεν λειτουργεί αν καεί μια λάμπα. Αυτή είναι μια βασική διαφορά από μια παράλληλη σύνδεση, όπου τα στοιχεία μπορούν να λειτουργήσουν μεμονωμένα.
Το κύκλωμα σειράς υποθέτει ότι λόγω της μονοεπίπεδης σύνδεσης των αγωγών, η αντίστασή τους είναι ίση σε οποιοδήποτε σημείο του δικτύου. Η συνολική αντίσταση ισούται με το άθροισμα της μείωσης της τάσης των επιμέρους στοιχείων του δικτύου.
Με αυτόν τον τύπο σύνδεσης, η αρχή ενός αγωγού συνδέεται με το άκρο ενός άλλου. Το βασικό χαρακτηριστικό της σύνδεσης είναι ότι όλοι οι αγωγοί βρίσκονται στο ίδιο καλώδιο χωρίς διακλαδώσεις και ένα ηλεκτρικό ρεύμα ρέει μέσα από καθένα από αυτά. Ωστόσο, η συνολική τάση είναι ίση με το άθροισμα των τάσεων σε καθεμία. Μπορείτε επίσης να εξετάσετε τη σύνδεση από διαφορετική οπτική γωνία - όλοι οι αγωγοί αντικαθίστανται από μία ισοδύναμη αντίσταση και το ρεύμα σε αυτήν είναι το ίδιο με το συνολικό ρεύμα που διέρχεται από όλες τις αντιστάσεις. Η ισοδύναμη συνολική τάση είναι το άθροισμα των τιμών τάσης σε κάθε αντίσταση. Αυτή είναι η διαφορά δυναμικού στην αντίσταση.
Η χρήση μιας σειριακής σύνδεσης είναι χρήσιμη όταν θέλετε να ενεργοποιήσετε και να απενεργοποιήσετε συγκεκριμένα μια συγκεκριμένη συσκευή. Για παράδειγμα, ένα ηλεκτρικό κουδούνι μπορεί να χτυπήσει μόνο όταν υπάρχει σύνδεση με μια πηγή τάσης και ένα κουμπί. Ο πρώτος κανόνας λέει ότι εάν δεν υπάρχει ρεύμα σε τουλάχιστον ένα από τα στοιχεία του κυκλώματος, τότε δεν θα υπάρχει και στα υπόλοιπα. Αντίστοιχα, εάν υπάρχει ρεύμα σε έναν αγωγό, είναι και στους άλλους. Ένα άλλο παράδειγμα θα ήταν ένας φακός που λειτουργεί με μπαταρία, ο οποίος λάμπει μόνο όταν υπάρχει μπαταρία, λαμπτήρας που λειτουργεί και πατημένο κουμπί.
Σε ορισμένες περιπτώσεις, ένα σειριακό σχήμα δεν είναι πρακτικό. Σε ένα διαμέρισμα όπου το σύστημα φωτισμού αποτελείται από πολλές λάμπες, απλίκες, πολυελαίους, δεν πρέπει να οργανώσετε ένα σχέδιο αυτού του τύπου, καθώς δεν χρειάζεται να ανάβετε και να σβήνετε τα φώτα σε όλα τα δωμάτια ταυτόχρονα. Για το σκοπό αυτό, είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε μια παράλληλη σύνδεση για να μπορείτε να ανάψετε το φως σε μεμονωμένα δωμάτια.
Παράλληλη σύνδεση αγωγών
Σε ένα παράλληλο κύκλωμα, οι αγωγοί είναι ένα σύνολο αντιστάσεις, μερικά άκρα των οποίων συναρμολογούνται σε έναν κόμβο και το άλλο - στον δεύτερο κόμβο. Υποτίθεται ότι η τάση στον παράλληλο τύπο σύνδεσης είναι η ίδια σε όλα τα μέρη του κυκλώματος. Τα παράλληλα τμήματα του ηλεκτρικού κυκλώματος ονομάζονται κλάδοι και διέρχονται μεταξύ δύο κόμβων σύνδεσης, έχουν την ίδια τάση. Αυτή η τάση είναι ίση με την τιμή σε κάθε αγωγό. Το άθροισμα των δεικτών, το αντίστροφο της αντίστασης των κλάδων, είναι επίσης αντίστροφο σε σχέση με την αντίσταση ενός ξεχωριστού τμήματος του κυκλώματος παράλληλου κυκλώματος.
Με παράλληλες και σειριακές συνδέσεις, το σύστημα για τον υπολογισμό των αντιστάσεων των μεμονωμένων αγωγών είναι διαφορετικό. Στην περίπτωση ενός παράλληλου κυκλώματος, το ρεύμα ρέει μέσα από τους κλάδους, γεγονός που αυξάνει την αγωγιμότητα του κυκλώματος και μειώνει τη συνολική αντίσταση. Όταν πολλές αντιστάσεις με παρόμοιες τιμές συνδέονται παράλληλα, η συνολική αντίσταση ενός τέτοιου ηλεκτρικού κυκλώματος θα είναι μικρότερη από μία αντίσταση πολλές φορές ίση με τον αριθμό των αντιστάσεων στο κύκλωμα.
Κάθε κλάδος έχει μία αντίσταση και το ηλεκτρικό ρεύμα, όταν φτάσει στο σημείο διακλάδωσης, διαιρείται και αποκλίνει σε κάθε αντίσταση, η τελική του τιμή είναι ίση με το άθροισμα των ρευμάτων σε όλες τις αντιστάσεις. Όλες οι αντιστάσεις αντικαθίστανται με μία ισοδύναμη αντίσταση. Εφαρμόζοντας το νόμο του Ohm, η τιμή της αντίστασης γίνεται σαφής - σε ένα παράλληλο κύκλωμα, συνοψίζονται οι τιμές των αντιστάσεων στις αντιστάσεις.
Με αυτό το κύκλωμα, η τιμή του ρεύματος είναι αντιστρόφως ανάλογη με την τιμή της αντίστασης. Τα ρεύματα στις αντιστάσεις δεν είναι διασυνδεδεμένα, επομένως εάν ένα από αυτά είναι απενεργοποιημένο, αυτό δεν θα επηρεάσει σε καμία περίπτωση τους άλλους. Για το λόγο αυτό, ένα τέτοιο σχήμα χρησιμοποιείται σε πολλές συσκευές.
Λαμβάνοντας υπόψη τις δυνατότητες χρήσης ενός παράλληλου κυκλώματος στην καθημερινή ζωή, συνιστάται να σημειώσετε το σύστημα φωτισμού του διαμερίσματος. Όλοι οι λαμπτήρες και οι πολυέλαιοι πρέπει να συνδέονται παράλληλα, οπότε το άναμμα και το σβήσιμο ενός από αυτά δεν επηρεάζει τη λειτουργία των άλλων λαμπτήρων. Προσθέτοντας έτσι διακόπτης κάθε λάμπα στον κλάδο του κυκλώματος, μπορείτε να ανάψετε και να σβήσετε την αντίστοιχη λάμπα όπως χρειάζεται. Όλοι οι άλλοι λαμπτήρες λειτουργούν ανεξάρτητα.
Όλες οι ηλεκτρικές συσκευές συνδέονται παράλληλα σε ηλεκτρικό δίκτυο 220 V και στη συνέχεια συνδέονται σε πίνακα διανομής. Δηλαδή, όλες οι συσκευές συνδέονται ανεξάρτητα από τη σύνδεση άλλων συσκευών.
Νόμοι σειρών και παράλληλων συνδέσεων αγωγών
Για μια λεπτομερή κατανόηση στην πράξη και των δύο τύπων ενώσεων, παρουσιάζουμε τύπους που εξηγούν τους νόμους αυτών των τύπων ενώσεων. Ο υπολογισμός ισχύος για παράλληλη και σειριακή σύνδεση είναι διαφορετικός.
Σε ένα κύκλωμα σειράς, υπάρχει η ίδια ισχύς ρεύματος σε όλους τους αγωγούς:
I = I1 = I2.
Σύμφωνα με το νόμο του Ohm, αυτοί οι τύποι συνδέσεων αγωγών εξηγούνται διαφορετικά σε διαφορετικές περιπτώσεις. Έτσι, στην περίπτωση ενός κυκλώματος σειράς, οι τάσεις είναι ίσες μεταξύ τους:
U1 = IR1, U2 = IR2.
Επιπλέον, η συνολική τάση είναι ίση με το άθροισμα των τάσεων των επιμέρους αγωγών:
U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR.
Η συνολική αντίσταση του ηλεκτρικού κυκλώματος υπολογίζεται ως το άθροισμα των ενεργών αντιστάσεων όλων των αγωγών, ανεξάρτητα από τον αριθμό τους.
Στην περίπτωση ενός παράλληλου κυκλώματος, η συνολική τάση του κυκλώματος είναι παρόμοια με την τάση των επιμέρους στοιχείων:
U1 = U2 = U.
Και η συνολική ισχύς του ηλεκτρικού ρεύματος υπολογίζεται ως το άθροισμα των ρευμάτων που είναι διαθέσιμα σε όλους τους αγωγούς που βρίσκονται παράλληλα:
I = I1 + I2.
Για να εξασφαλιστεί η μέγιστη απόδοση των ηλεκτρικών δικτύων, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε την ουσία και των δύο τύπων συνδέσεων και να τις εφαρμόσουμε κατάλληλα, χρησιμοποιώντας τους νόμους και υπολογίζοντας τον ορθολογισμό της πρακτικής εφαρμογής.
Μικτή σύνδεση αγωγών
Συνδέσεις σειράς και παράλληλης αντίστασης μπορούν να συνδυαστούν σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα εάν είναι απαραίτητο. Για παράδειγμα, επιτρέπεται η σύνδεση παράλληλων αντιστάσεων σε σειρά με άλλη αντίσταση ή την ομάδα τους, αυτός ο τύπος θεωρείται συνδυασμένος ή μικτός.
Σε μια τέτοια περίπτωση, η συνολική αντίσταση υπολογίζεται λαμβάνοντας το άθροισμα των τιμών για την παράλληλη σύνδεση στο σύστημα και για τη σύνδεση σε σειρά. Πρώτα πρέπει να υπολογίσετε την ισοδύναμη αντίσταση των αντιστάσεων σε σειρά και, στη συνέχεια, τα στοιχεία της παράλληλης. Η σειριακή σύνδεση θεωρείται προτεραιότητα και τα κυκλώματα αυτού του συνδυασμένου τύπου χρησιμοποιούνται συχνά σε οικιακές συσκευές και συσκευές.
Έτσι, λαμβάνοντας υπόψη τους τύπους συνδέσεων αγωγών στα ηλεκτρικά κυκλώματα και με βάση τους νόμους της λειτουργίας τους, μπορεί κανείς να κατανοήσει πλήρως την ουσία της οργάνωσης των κυκλωμάτων των περισσότερων οικιακών ηλεκτρικών συσκευών. Με παράλληλες και σειριακές συνδέσεις, ο υπολογισμός των δεικτών αντίστασης και ισχύος ρεύματος είναι διαφορετικός. Γνωρίζοντας τις αρχές υπολογισμού και τους τύπους, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε με ικανοποίηση κάθε τύπο οργάνωσης κυκλώματος για να συνδέσετε στοιχεία με τον καλύτερο τρόπο και με τη μέγιστη απόδοση.
Παρόμοια άρθρα:
