Curentul din circuitul electric trece prin conductorii de la sursa de tensiune la sarcină, adică la lămpi, aparate. În cele mai multe cazuri, firele de cupru sunt folosite ca conductori. Un circuit poate avea mai multe elemente cu rezistențe diferite. În circuitul instrumentului, conductoarele pot fi conectate în paralel sau în serie și pot exista și tipuri mixte.
Element sistem cu o rezistență numită rezistor, tensiunea unui element dat este diferența de potențial dintre capetele rezistorului. Conexiunea electrică în paralel și în serie a conductoarelor se caracterizează printr-un singur principiu de funcționare, conform căruia curentul curge de la plus la minus, respectiv, potențialul scade. Pe diagramele de cablare, rezistența cablajului este luată ca 0, deoarece este neglijabilă.
Conectarea în paralel presupune că elementele circuitului sunt conectate la sursă în paralel și sunt pornite în același timp. Conexiunea în serie înseamnă că conductorii de rezistență sunt conectați în ordine strictă unul după altul.
La calcul se folosește metoda idealizării, care simplifică foarte mult înțelegerea. De fapt, în circuitele electrice, potențialul scade treptat în procesul de deplasare prin cablare și elemente care sunt incluse într-o conexiune în paralel sau în serie.
Conţinut
Conectarea în serie a conductorilor
Schema de conectare serială presupune că acestea sunt pornite într-o anumită secvență, una după alta. Mai mult, puterea actuală în toate acestea este egală. Aceste elemente creează o tensiune totală pe șantier. Sarcinile nu se acumulează în nodurile circuitului electric, deoarece altfel s-ar observa o modificare a tensiunii și curentului. Cu o tensiune constantă, curentul este determinat de valoarea rezistenței circuitului, prin urmare, într-un circuit în serie, rezistența se modifică dacă o sarcină se modifică.
Dezavantajul unei astfel de scheme este faptul că, în cazul defectării unui element, restul își pierd și capacitatea de a funcționa, deoarece circuitul este întrerupt. Un exemplu este o ghirlandă care nu funcționează dacă se arde un bec. Aceasta este o diferență cheie față de o conexiune paralelă, în care elementele pot funcționa individual.
Circuitul în serie presupune că, datorită conexiunii cu un singur nivel a conductorilor, rezistența acestora este egală în orice punct al rețelei. Rezistența totală este egală cu suma reducerii de tensiune a elementelor individuale ale rețelei.
Cu acest tip de conexiune, începutul unui conductor este conectat la sfârșitul altuia. Caracteristica cheie a conexiunii este că toți conductorii sunt pe același fir, fără ramuri și un curent electric trece prin fiecare dintre ei. Cu toate acestea, tensiunea totală este egală cu suma tensiunilor de pe fiecare. De asemenea, puteți lua în considerare conexiunea dintr-un punct de vedere diferit - toți conductorii sunt înlocuiți cu un rezistor echivalent, iar curentul pe acesta este același cu curentul total care trece prin toate rezistențele. Tensiunea totală echivalentă este suma valorilor tensiunii de pe fiecare rezistor. Aceasta este diferența de potențial între rezistență.
Utilizarea unei conexiuni seriale este utilă atunci când doriți să porniți și să opriți în mod specific un anumit dispozitiv. De exemplu, un sonerie electric poate suna numai atunci când există o conexiune la o sursă de tensiune și un buton. Prima regulă spune că dacă nu există curent pe cel puțin unul dintre elementele circuitului, atunci acesta nu va fi pe restul. În consecință, dacă există curent într-un conductor, acesta este în celelalte. Un alt exemplu ar fi o lanternă alimentată cu baterie, care strălucește doar atunci când există o baterie, un bec funcțional și un buton apăsat.
În unele cazuri, o schemă în serie nu este practică. Într-un apartament în care sistemul de iluminat constă din multe lămpi, aplice, candelabre, nu ar trebui să organizați o schemă de acest tip, deoarece nu este nevoie să aprindeți și să stingeți luminile în toate camerele în același timp. În acest scop, este mai bine să folosiți o conexiune paralelă pentru a putea aprinde lumina în camere individuale.
Conectarea în paralel a conductoarelor
Într-un circuit paralel, conductorii sunt o mulțime rezistențe, dintre care unele capete sunt asamblate într-un nod, iar celălalt - în al doilea nod. Se presupune că tensiunea în conexiunea de tip paralel este aceeași în toate părțile circuitului. Secțiunile paralele ale circuitului electric se numesc ramuri și trec între două noduri de legătură, au aceeași tensiune. Această tensiune este egală cu valoarea de pe fiecare conductor. Suma indicatorilor, reciproca rezistenței ramurilor, este, de asemenea, inversă față de rezistența unei secțiuni separate a circuitului de circuit paralel.
Cu conexiuni în paralel și în serie, sistemul de calcul al rezistențelor conductoarelor individuale este diferit. În cazul unui circuit paralel, curentul circulă prin ramuri, ceea ce crește conductivitatea circuitului și reduce rezistența totală. Când mai multe rezistențe cu valori similare sunt conectate în paralel, rezistența totală a unui astfel de circuit electric va fi mai mică de un rezistor de un număr de ori egal cu numărul de rezistențe din circuit.
Fiecare ramură are un rezistor, iar curentul electric, când ajunge la punctul de ramificare, este împărțit și diverge către fiecare rezistor, valoarea sa finală este egală cu suma curenților de pe toate rezistențele. Toate rezistențele sunt înlocuite cu un rezistor echivalent. Aplicând legea lui Ohm, valoarea rezistenței devine clară - într-un circuit paralel, se însumează valorile reciproce ale rezistențelor de pe rezistențe.
Cu acest circuit, valoarea curentului este invers proporțională cu valoarea rezistenței. Curenții din rezistențe nu sunt interconectați, așa că dacă unul dintre ei este oprit, acest lucru nu le va afecta în niciun fel pe celelalte. Din acest motiv, o astfel de schemă este utilizată în multe dispozitive.
Având în vedere posibilitățile de utilizare a unui circuit paralel în viața de zi cu zi, este indicat să rețineți sistemul de iluminat al apartamentului. Toate lămpile și candelabrele trebuie conectate în paralel, caz în care aprinderea și stingerea uneia dintre ele nu afectează funcționarea celorlalte lămpi. Adăugând astfel intrerupator fiecare bec din ramura circuitului, puteți aprinde și opri lampa corespunzătoare după cum este necesar. Toate celelalte lămpi funcționează independent.
Toate aparatele electrice sunt conectate în paralel la o rețea electrică de 220 V, apoi sunt conectate la un tablou de distribuție. Adică, toate dispozitivele sunt conectate indiferent de conexiunea altor dispozitive.
Legile conexiunii în serie și paralelă a conductoarelor
Pentru o înțelegere detaliată în practică a ambelor tipuri de compuși, prezentăm formule care explică legile acestor tipuri de compuși. Calculul puterii pentru conexiunea în paralel și în serie este diferit.
Într-un circuit în serie, există aceeași putere a curentului în toți conductorii:
I = I1 = I2.
Conform legii lui Ohm, aceste tipuri de conexiuni ale conductorilor sunt explicate diferit în cazuri diferite. Deci, în cazul unui circuit în serie, tensiunile sunt egale între ele:
U1 = IR1, U2 = IR2.
În plus, tensiunea totală este egală cu suma tensiunilor conductoarelor individuale:
U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR.
Rezistența totală a circuitului electric se calculează ca suma rezistențelor active ale tuturor conductorilor, indiferent de numărul acestora.
În cazul unui circuit paralel, tensiunea totală a circuitului este similară cu tensiunea elementelor individuale:
U1 = U2 = U.
Și puterea totală a curentului electric este calculată ca suma curenților care sunt disponibili în toți conductorii aflați în paralel:
I = I1 + I2.
Pentru a asigura eficiența maximă a rețelelor electrice, este necesar să înțelegem esența ambelor tipuri de conexiuni și să le aplicați corespunzător, folosind legile și calculând raționalitatea implementării practice.
Conexiune mixtă a conductoarelor
Conexiunile de rezistență în serie și paralelă pot fi combinate într-un singur circuit electric dacă este necesar. De exemplu, este permisă conectarea în serie a rezistențelor paralele la un alt rezistor sau grupul acestora, acest tip fiind considerat combinat sau mixt.
Într-un astfel de caz, rezistența totală se calculează luând suma valorilor pentru conexiunea paralelă din sistem și pentru conexiunea în serie. Mai întâi trebuie să calculați rezistența echivalentă a rezistențelor în serie și apoi elementele paralelei. O conexiune în serie este considerată o prioritate, iar circuitele de acest tip combinat sunt adesea folosite în aparatele și aparatele de uz casnic.
Deci, având în vedere tipurile de conexiuni ale conductorilor în circuitele electrice și pe baza legilor funcționării acestora, se poate înțelege pe deplin esența organizării circuitelor majorității aparatelor electrocasnice. În cazul conexiunilor în paralel și în serie, calculul indicatorilor de rezistență și intensitate a curentului este diferit. Cunoscând principiile de calcul și formule, puteți utiliza în mod competent fiecare tip de organizare a circuitelor pentru a conecta elementele în cel mai bun mod și cu eficiență maximă.
Articole similare:
