Strömmen i en elektrisk krets flyter genom ledarna från spänningskällan till belastningen, dvs. lampor och apparater. I de flesta fall används koppartråd som ledare. En krets kan innehålla flera element med olika motstånd. I en enhetskrets kan ledarna vara parallella eller seriekopplade, och det kan också finnas blandade typer.
Element krets En motståndskälla med ett motstånd kallas motstånd, spänningen i detta element är potentialskillnaden mellan motståndets ändar. Parallell- och seriekoppling av ledare kännetecknas av samma funktionsprincip, enligt vilken strömmen flyter från plus till minus och potentialen minskar i motsvarande grad. I kopplingsscheman är ledningsmotståndet 0 eftersom det är försumbart.
Parallellkoppling innebär att kretselementen är parallellt anslutna till källan och kopplas på samtidigt. En seriekoppling innebär att motståndsledarna är anslutna i nära anslutning till varandra.
I beräkningen används idealiseringsmetoden, vilket gör den mycket lättare att förstå. I elektriska kretsar minskar potentialen gradvis när den rör sig genom ledningarna och element som är parallellt eller i serie anslutna.
Innehåll
Anslutning av ledare i serie
En seriekoppling innebär att ledarna ansluts i en viss ordning efter varandra. De har alla samma strömstyrka. Dessa element skapar en total spänning i området. Laddningar ackumuleras inte vid noderna i den elektriska kretsen, eftersom man annars skulle observera en förändring av spänning och ström. Vid en konstant spänning bestäms strömmen av kretsens motståndsvärde, så i en seriekrets ändras motståndet om en belastning ändras.
Nackdelen med denna krets är att om ett element går sönder, förlorar även de andra elementen sin förmåga att fungera eftersom kretsen bryts. Ett exempel är en krans som inte fungerar om en glödlampa går sönder. Detta är en viktig skillnad mot en parallellkoppling, där elementen kan fungera individuellt.
I en seriekrets antas att eftersom ledarna är anslutna i en enda nivå är deras motstånd lika stort i varje punkt i nätverket. Det totala motståndet är lika med summan av de enskilda nätelementens minskande spänningar.
Med denna typ av anslutning är början av en ledare ansluten till slutet av en annan. Den viktigaste egenskapen hos anslutningen är att alla ledare är på samma tråd utan förgreningar och att en elektrisk ström flyter genom var och en av dem. Den totala spänningen är dock lika med summan av spänningarna på varje. Det är också möjligt att betrakta anslutningen ur en annan synvinkel - alla ledare ersätts av ett likvärdigt motstånd och strömmen i detta motstånd är densamma som den totala strömmen som passerar genom alla motstånd. Den totala ekvivalenta spänningen är summan av spänningsvärdena över varje motstånd. Det är på detta sätt som potentialskillnaden över motståndet visar sig.
Seriekoppling är användbart när en viss enhet behöver slås på och av specifikt. En elektrisk klocka kan till exempel bara ringa när det finns en anslutning till en spänningskälla och en knapp. Den första regeln säger att om det inte finns någon ström på minst ett element i kretsen, kommer det inte att finnas någon ström på de andra. Om det finns ström i en ledare finns det alltså också ström i de andra. Ett annat exempel är en batteridriven ficklampa, som bara lyser om det finns ett batteri, en fungerande glödlampa och en knapp som man trycker på.
I vissa fall är en seriekoppling inte praktisk. I en lägenhet där belysningssystemet består av många lampor, lampetter och ljuskronor bör du inte organisera en krets av denna typ, eftersom det inte finns något behov av att tända och släcka ljuset i alla rum samtidigt. Det är bättre att använda en parallellkoppling så att lamporna kan tändas i enskilda rum.
Parallellkoppling av ledare
I en parallellkrets är ledarna en samling av av motståndvars ena ände är monterad i en nod och vars andra ändar är monterade i en andra nod. Det antas att spänningen i den parallella anslutningen är densamma i alla delar av kretsen. De parallella delarna av en elektrisk krets kallas grenar och löper mellan två anslutningsnoder och har samma spänning. En sådan spänning är lika med värdet på varje ledare. Summan av de värden som är inversa mot grenarnas resistans är också invers mot resistansen för varje enskild kretsdel i den parallella kretsen.
Vid parallell- och serieförbindelser är systemet för att beräkna de enskilda ledarnas motstånd olika. I en parallellkrets flyter strömmen längs grenarna, vilket ökar kretsens ledningsförmåga och minskar det totala motståndet. Om flera motstånd med liknande värden är parallellkopplade kommer det totala motståndet i en sådan krets att vara mindre än ett motstånd ett antal gånger antalet motstånd i kretsen.
Det finns ett motstånd i varje gren, och den elektriska strömmen delas och avleds till varje motstånd när den når förgreningen, och dess slutvärde är lika med summan av strömmarna på alla motstånd. Alla motstånd ersätts med ett enda likvärdigt motstånd. Genom att tillämpa Ohm's lag blir värdet av motståndet tydligt - i en parallellkrets adderas motståndens omvända värden till varandra.
I den här kretsen är strömvärdet omvänt proportionellt mot motståndsvärdet. Strömmarna i motstånden är okorrelerade, så om ett motstånd stängs av påverkas inte de andra på något sätt. Därför används denna krets i många apparater.
När man överväger tillämpningen av parallellkretsen i hemmet är det värt att nämna belysningssystemet i lägenheten. Alla lampor och ljuskronor ska kopplas parallellt, då har det ingen effekt på de andra lamporna om du tänder och släcker en av dem. Genom att lägga till en strömbrytare Om du kopplar in varje glödlampa i en grenkrets kan du tända och släcka motsvarande lampa efter behov. Alla andra lampor fungerar självständigt.
Alla apparater ansluts parallellt till 220 V-nätet och ansluts sedan till kopplingscentralen. Med andra ord är alla apparater anslutna oberoende av andra apparaters anslutning.
Lagar för serie- och parallellkoppling av ledare.
För en detaljerad praktisk förståelse av båda typerna av anslutningar finns här formlerna som förklarar lagarna för dessa typer av anslutningar. Effektberäkningen skiljer sig åt för parallell- och serieanslutning.
I en seriekoppling är det samma ström i alla ledare:
I = I1 = I2.
Enligt Ohm's lag förklaras dessa typer av anslutning av ledare på olika sätt i olika fall. I en seriekrets är alltså spänningarna lika stora som varandra:
U1 = IR1, U2 = IR2.
Dessutom är den totala spänningen lika med summan av spänningarna i de enskilda ledarna:
U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR.
Det totala motståndet i en elektrisk krets beräknas som summan av de aktiva motstånden hos alla ledare, oavsett hur många de är.
I en parallellkrets är den totala spänningen i kretsen samma som spänningarna i de enskilda elementen:
U1 = U2 = U.
Och den kumulativa styrkan hos den elektriska strömmen beräknas som summan av de strömmar som finns tillgängliga över alla parallella ledare:
I = I1 + I2.
För att maximera effektiviteten i elnäten är det nödvändigt att förstå karaktären hos båda typerna av anslutningar och att tillämpa dem på ett förnuftigt sätt, genom att använda lagarna och beräkna hur rationellt det praktiska genomförandet är.
Blandad anslutning av ledare
En serie- och parallellmotståndskoppling kan vid behov kombineras i en elektrisk krets. Det är till exempel möjligt att ansluta parallella motstånd i serie till ett annat motstånd eller en grupp motstånd, denna typ anses vara kombinerad eller blandad.
Det totala motståndet beräknas sedan genom att ta summan av värdena för parallellförbindelsen i systemet och värdena för serieförbindelsen. Först måste man beräkna de ekvivalenta motstånden för motstånden i seriekretsen och sedan för elementen i parallellkretsen. Serieförbindelsen anses prioriterad, och kretsar av denna kombinerade typ används ofta i apparater och apparater.
Om man tittar på typerna av anslutningar av ledare i elektriska kretsar och baserat på lagarna för deras funktion, är det möjligt att fullt ut förstå organisationen av kretsar i de flesta hushållsapparater. Vid parallell- och serieanslutningar är beräkningen av motstånd och strömstyrka olika. Genom att känna till principerna för beräkning och formler kan du på ett kompetent sätt använda varje typ av kretsorganisation för att ansluta elementen på ett optimalt sätt och med maximal effektivitet.
Relaterade artiklar:
