Juhtide paralleel- ja jadaühendus

Vool elektriahelas voolab läbi juhtmete pingeallikast koormusele, see tähendab lampidele, seadmetele. Enamasti kasutatakse juhina vasktraate. Ahel võib sisaldada mitut erineva takistusega elementi. Seadmeahelas saab juhtmeid ühendada paralleelselt või järjestikku, samuti võib olla segatüüpi.

Üksus vooluring takistusega nimetatakse takistiks, selle elemendi pinge on takisti otste potentsiaalide erinevus. Juhtide paralleelset ja järjestikust elektriühendust iseloomustab sama tööpõhimõte, mille järgi vool liigub plussist miinusesse, vastavalt potentsiaal väheneb. Ühendusskeemides võetakse juhtmestiku takistuseks 0, kuna see on tühine.

Paralleelühendus tähendab, et vooluahela elemendid on allikaga paralleelselt ühendatud ja samaaegselt sisse lülitatud. Jadaühendus tähendab, et takistusjuhid on üksteisega tihedalt ühendatud.

Arvutamisel kasutatakse idealiseerimismeetodit, mis muudab selle mõistmise palju lihtsamaks. Tegelikult väheneb elektriahelates potentsiaal järk-järgult, kui see liigub läbi juhtmestiku ja elementide, mis on osa paralleel- või jadaühendusest.

Juhtide ühendamine järjestikku

Jadaühendus tähendab, et juhid ühendatakse üksteise järel kindlas järjekorras. Ja vool on neis kõigis võrdne. Need elemendid loovad piirkonnas kogupinge. Elektriahela sõlmedesse laengud ei kogune, sest vastasel juhul tekiks pinge ja voolutugevus. Konstantse pinge korral määrab voolu vooluahela takistuse väärtus, seega jadaahelas muutub takistus ühe koormuse muutumisel.

Selle vooluringi miinuseks on see, et kui üks element ebaõnnestub, kaotavad ka teised töövõime, kuna vooluahel on katki. Näiteks võib tuua vaniku, mis ei tööta, kui üks pirn läbi põleb. See on oluline erinevus paralleelühendusest, milles elemendid võivad toimida eraldi.

Jadalülitus eeldab, et kuna juhid on ühendatud ühel tasandil, on nende takistus võrgu mis tahes punktis võrdne. Kogutakistus võrdub üksikute võrguelementide vähenevate pingete summaga.

Seda tüüpi ühenduse korral on ühe juhi algus ühendatud teise otsaga. Ühenduse põhiomadus on see, et kõik juhid on hargnemata samal juhtmel ja neist igaühest läbib üks elektrivool. Kogupinge on aga võrdne kummagi pinge pingete summaga. Ühendust saab käsitleda ka teisest vaatenurgast - kõik juhid asendatakse ühe samaväärse takistiga ja sellel olev vool on sama, mis kogu voolutugevus, mis läbib kõiki takisteid. Ekvivalentne kogupinge on iga takisti pingeväärtuste summa. Nii avaldub takisti potentsiaalide erinevus.

Jadaühenduse kasutamine on kasulik, kui soovite konkreetse seadme sisse ja välja lülitada. Näiteks elektrikell saab heliseda ainult siis, kui on olemas ühendus pingeallika ja nupuga. Esimene reegel ütleb, et kui vooluahela vähemalt ühel elemendil puudub vool, siis ei ole voolu ka teistes. Vastavalt sellele, kui ühes juhis on vool, on vool ka teistes. Teine näide oleks patareitoitel taskulamp, mis paistab ainult siis, kui on olemas aku, töötav pirn ja vajutatud nupp.

Mõnel juhul ei ole jadalülitus otstarbekas. Korteris, kus valgustussüsteem koosneb paljudest lampidest, lõõridest, lühtritest, ei tasu seda tüüpi skeemi korraldada, kuna pole vaja kõigis ruumides korraga valgustust sisse ja välja lülitada. Selleks on parem kasutada paralleelühendust, et oleks võimalik üksikutes ruumides tuled sisse lülitada.

Juhtide paralleelühendus

Paralleelses vooluringis on juhid komplekt takistitestmille üks ots on kokku pandud ühte sõlme ja teine ​​ots teises sõlmes. Eeldatakse, et paralleelühenduse pinge on kõigis ahela osades sama. Elektriahela paralleelseid sektsioone nimetatakse harudeks ja need kulgevad kahe ühendussõlme vahel, neil on sama pinge. Selline pinge on võrdne iga juhi väärtusega. Harude takistusele pöördväärtuste summa on pöördvõrdeline ka paralleelahela üksiku ahelaosa takistusega.

Paralleel- ja jadaühenduste korral on üksikute juhtide takistuste arvutamise süsteem erinev. Paralleelahela korral liigub vool piki harusid, mis suurendab ahela juhtivust ja vähendab kogutakistust.Kui paralleelselt on ühendatud mitu sarnaste väärtustega takistit, on sellise elektriahela kogutakistus väiksem kui üks takisti, mis võrdub ahela takistite arvuga.

Igas harus on üks takisti ning hargnemispunkti jõudes jagatakse ja hajutatakse elektrivool igale takistile, selle lõppväärtus on võrdne kõigi takistite voolude summaga. Kõik takistid asendatakse ühe samaväärse takistiga. Ohmi seadust rakendades saab selgeks takistuse väärtus - paralleellülituse korral liidetakse takistite pöördväärtused.

Selles vooluringis on voolu väärtus pöördvõrdeline takistuse väärtusega. Takistite voolud on korrelatsioonita, seega kui üks takisti välja lülitada, ei mõjuta see teisi kuidagi. Sel põhjusel kasutatakse seda vooluringi paljudes seadmetes.

Arvestades paralleelse vooluahela rakendamist igapäevaelus, on soovitatav märkida korteri valgustussüsteem. Kõik lambid ja lühtrid tuleks ühendada paralleelselt, sellisel juhul ei mõjuta ühe neist sisse- ja väljalülitamine ülejäänud lampide tööd. Seega, lisades lüliti igast pirnist haruahelasse, saate vastava lambi vastavalt vajadusele sisse ja välja lülitada. Kõik teised lambid töötavad iseseisvalt.

Kõik elektriseadmed on ühendatud paralleelselt 220 V elektrivõrku, seejärel ühendatakse need elektrikilbi külge. See tähendab, et kõik seadmed on ühendatud teiste seadmete ühendamisest sõltumatult.

Juhtide jada- ja paralleelühenduse seadused

Mõlemat tüüpi ühenduste üksikasjalikuks praktiliseks mõistmiseks on siin valemid, mis selgitavad seda tüüpi ühenduste seaduspärasusi. Võimsuse arvutamine paralleelselt ja järjestikku on erinev.

Jadaühenduses on kõigis juhtmetes sama voolutugevus:

I = I1 = I2.

Ohmi seaduse järgi seletatakse seda tüüpi juhtmeühendusi erinevatel juhtudel erinevalt. Seega on jadaahela korral pinged üksteisega võrdsed:

U1 = IR1, U2 = IR2.

Lisaks on kogupinge võrdne üksikute juhtide pingete summaga:

U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR.

Elektriahela kogutakistus arvutatakse kõigi juhtmete aktiivtakistuste summana, sõltumata nende arvust.

Paralleelse vooluahela korral on ahela kogupinge sama, mis üksikute elementide pinged:

U1 = U2 = U.

Ja elektrivoolu kumulatiivne tugevus arvutatakse voolude summana, mis eksisteerivad kõigis paralleelsetes juhtides:

I = I1 + I2.

Elektrivõrkude efektiivsuse maksimeerimiseks on vaja mõista mõlemat tüüpi ühenduste olemust ja rakendada neid mõistlikult, kasutades seadusi ja arvutades praktilise rakendamise ratsionaalsuse.

Juhtide segaühendus

Jada- ja paralleeltakistusühendust saab vajadusel kombineerida samasse elektriahelasse. Näiteks on lubatud paralleeltakistid järjestikku ühendada mõne teise takisti või nende rühmaga, seda tüüpi loetakse kombineerituks või segatakistiks.

Sel juhul arvutatakse kogutakistus, saades süsteemi paralleelühenduse ja jadaühenduse väärtuste summa. Kõigepealt tuleb välja arvutada jadaahelas olevate takistite ekvivalenttakistused ja seejärel paralleelahela elemendid. Jadaühendust peetakse prioriteediks ja seda kombineeritud tüüpi vooluahelaid kasutatakse sageli kodumasinates ja -seadmetes.

Niisiis, võttes arvesse elektriahelate juhtmete ühenduste tüüpe ja nende toimimise seadusi, saate täielikult mõista enamiku kodumasinate ahelate korralduse olemust.Paralleel- ja jadaühenduste korral on takistuse ja voolu väärtuste arvutamine erinev. Teades arvutamise ja valemite põhimõtteid, saate asjatundlikult kasutada igat tüüpi vooluringi, et ühendada elemendid parimal viisil ja maksimaalse efektiivsusega.

Seotud artiklid: