Tok v električnem tokokrogu teče skozi vodnike od vira napetosti do bremena, to je do svetilk, naprav. V večini primerov se kot prevodnik uporabljajo bakrene žice. Vezje lahko vsebuje več elementov z različnimi upornostmi. V vezju naprave so vodniki lahko povezani vzporedno ali zaporedno, lahko pa so tudi mešani tipi.
Postavka vezje z uporom se imenuje upor, napetost tega elementa je potencialna razlika med koncema upora. Za vzporedno in zaporedno električno vezavo vodnikov je značilno isto načelo delovanja, po katerem tok teče od plusa do minusa oziroma se potencial zmanjša. V diagramih ožičenja je upor ožičenja vzet kot 0, ker je zanemarljiv.
Vzporedna vezava pomeni, da so elementi vezja vzporedno povezani z izvorom in sočasno vklopljeni. Serijska povezava pomeni, da so uporovni vodniki tesno povezani drug z drugim.
Izračun uporablja metodo idealizacije, kar olajša razumevanje. Dejansko se v električnih tokokrogih potencial postopoma zmanjšuje, ko se premika skozi ožičenje in elemente, ki so del vzporedne ali serijske povezave.
Vsebina
Povezovanje prevodnikov v seriji
Zaporedna vezava pomeni, da so vodniki povezani v določenem vrstnem redu drug za drugim. In tok v vseh je enak. Ti elementi ustvarijo skupno napetost v območju. Naboji se ne kopičijo v vozliščih električnega tokokroga, ker bi drugače prišlo do spremembe napetosti in toka. Pri konstantni napetosti je tok določen z vrednostjo upora vezja, zato se v serijskem vezju upor spremeni, če se spremeni ena obremenitev.
Pomanjkljivost tega vezja je, da če en element odpove, tudi ostali izgubijo sposobnost delovanja, ker je vezje prekinjeno. Primer bi bil girlanda, ki ne deluje, če ena žarnica pregori. To je ključna razlika od vzporedne povezave, pri kateri lahko elementi delujejo posamično.
Zaporedno vezje predpostavlja, da je njihov upor na kateri koli točki v omrežju enak, ker so vodniki povezani v enem nivoju. Skupni upor je enak vsoti padajočih napetosti posameznih elementov omrežja.
Pri tej vrsti povezave je začetek enega vodnika povezan s koncem drugega. Ključna značilnost povezave je, da so vsi vodniki na isti žici brez razvejanja in skozi vsakega od njih teče en električni tok. Vendar pa je skupna napetost enaka vsoti napetosti na vsakem. Povezavo je mogoče obravnavati tudi z drugega vidika - vsi vodniki so nadomeščeni z enim enakovrednim uporom, tok na njem pa je enak skupnemu toku, ki teče skozi vse upore. Ekvivalentna skupna napetost je vsota vrednosti napetosti na vsakem uporu. Tako se kaže potencialna razlika na uporu.
Uporaba serijske povezave je uporabna, ko želite posebej vklopiti in izklopiti določeno napravo. Na primer, električni zvonec lahko zazvoni le, če obstaja povezava z virom napetosti in gumbom. Prvo pravilo pravi, da če ni toka na vsaj enem elementu vezja, ne bo toka na drugih. V skladu s tem, če je tok v enem vodniku, je tok tudi v drugih. Drugi primer bi bila baterijska svetilka, ki sveti samo, če ima baterijo, delujočo žarnico in pritisnjen gumb.
V nekaterih primerih serijsko vezje ni praktično. V stanovanju, kjer je sistem razsvetljave sestavljen iz številnih svetilk, svetilk, lestencev, ni vredno organizirati takšne sheme, saj ni potrebe po vklopu in izklopu osvetlitve v vseh prostorih hkrati. V ta namen je bolje uporabiti vzporedno povezavo, da lahko prižgemo luči v posameznih prostorih.
Vzporedna vezava vodnikov
V vzporednem vezju so vodniki niz uporovkaterega en konec je sestavljen v enem vozlišču, drugi pa v drugem vozlišču. Predpostavlja se, da je napetost v vzporedni vrsti povezave enaka v vseh odsekih vezja. Vzporedni odseki električnega tokokroga se imenujejo veje in potekajo med dvema povezovalnima vozliščema, nosijo enako napetost. Takšna napetost je enaka vrednosti na vsakem vodniku. Vsota vrednosti, inverzna uporu vej, je inverzna tudi uporu posameznega odseka vzporednega tokokroga.
Pri vzporedni in zaporedni vezavi je sistem izračuna uporov posameznih vodnikov drugačen. V primeru vzporednega tokokroga teče tok po vejah, kar poveča prevodnost tokokroga in zmanjša skupni upor.Če vzporedno povežemo več uporov s podobnimi vrednostmi, bo skupni upor takega električnega tokokroga tolikokrat manjši od enega upora, kot je število uporov v tokokrogu.
V vsaki veji je po en upor, električni tok pa se razdeli in divergira na vsak upor, ko doseže točko razvejanja, njegova končna vrednost je enaka vsoti tokov na vseh uporih. Vsi upori so zamenjani z enim enakovrednim uporom. Z uporabo Ohmovega zakona postane vrednost upora jasna - pri vzporednem vezju se seštejejo inverzne vrednosti uporov.
V tem vezju je vrednost toka obratno sorazmerna z vrednostjo upora. Tokovi v uporih so nekorelirani, tako da če je en upor izklopljen, to na druge ne bo vplivalo na noben način. Zaradi tega se to vezje uporablja v številnih napravah.
Glede na uporabo vzporednega vezja v vsakdanjem življenju je priporočljivo upoštevati sistem osvetlitve stanovanja. Vse svetilke in lestenci morajo biti povezani vzporedno, v tem primeru vklop in izklop ene od njih na noben način ne vpliva na delovanje preostalih svetilk. Tako z dodajanjem stikalo vsake žarnice v vejni tokokrog, lahko ustrezno svetilko po potrebi vklopite in izklopite. Vse ostale svetilke delujejo neodvisno.
Vse električne naprave se priključijo vzporedno na električno omrežje 220V, nato se priključijo na stikalno ploščo. To pomeni, da so vse naprave povezane neodvisno od povezave drugih naprav.
Zakoni zaporedne in vzporedne vezave prevodnikov
Za podrobno praktično razumevanje obeh vrst povezav so tukaj formule, ki pojasnjujejo zakonitosti teh vrst povezav. Izračun moči vzporedno in zaporedno je drugačen.
Pri zaporedni povezavi je v vseh vodnikih enaka jakost toka:
I = I1 = I2.
Po Ohmovem zakonu so te vrste povezav prevodnikov v različnih primerih razložene drugače. Tako so v primeru serijskega vezja napetosti med seboj enake:
U1 = IR1, U2 = IR2.
Poleg tega je skupna napetost enaka vsoti napetosti posameznih vodnikov:
U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR.
Skupni upor električnega tokokroga se izračuna kot vsota aktivnih uporov vseh vodnikov, ne glede na njihovo število.
V primeru vzporednega tokokroga je skupna napetost tokokroga enaka napetosti posameznih elementov:
U1 = U2 = U.
In kumulativna moč električnega toka se izračuna kot vsota tokov, ki obstajajo v vseh vzporednih prevodnikih:
I = I1 + I2.
Da bi povečali učinkovitost električnih omrežij, je treba razumeti bistvo obeh vrst povezav in jih preudarno uporabljati z uporabo zakonov in izračunavanjem racionalnosti praktične izvedbe.
Mešana povezava vodnikov
Zaporedna in vzporedna uporovna vezava se lahko po potrebi kombinira v istem električnem tokokrogu. Na primer, dovoljeno je zaporedno povezovanje vzporednih uporov z drugim uporom ali njihovo skupino, ta vrsta se šteje za kombinirano ali mešano.
V tem primeru se skupni upor izračuna tako, da se dobi vsota vrednosti za vzporedno povezavo v sistemu in za zaporedno povezavo. Najprej je treba izračunati ekvivalentne upore uporov v serijskem vezju, nato pa elemente vzporednega vezja. Serijska povezava velja za prednostno, vezja tega kombiniranega tipa pa se pogosto uporabljajo v gospodinjskih aparatih in napravah.
Torej, če upoštevamo vrste povezav prevodnikov v električnih tokokrogih in na podlagi zakonov njihovega delovanja, lahko v celoti razumete bistvo organizacije tokokrogov večine gospodinjskih aparatov.Pri vzporedni in zaporedni vezavi je izračun vrednosti upora in toka drugačen. Če poznate načela izračuna in formule, lahko kompetentno uporabite vsako vrsto organizacije vezja, da povežete elemente na najboljši način in z največjo učinkovitostjo.
Povezani članki:
