Paralelni i serijski priključak. Sekvencijalna i paralelna veza vodiča

U fizici, tema paralelne i serijska veza, i to mogu biti ne samo dirigenti, već i kondenzatori. Važno je ovdje da se ne zbune o tome kako svaki od njih izgleda na dijagramu. A tek tada primjenjujte određene formule. Usput, treba ih pamtiti srcem.

Kako razlikovati ova dva spoja?

Dobro pogledajte dijagram. Ako se žice prikazuju kao cesta, strojevi na njemu će igrati ulogu otpornika. Na ravnoj cesti bez ikakvih posljedica, automobili se voze jedan za drugim, u lanac. Također izgleda kao serijska veza vodiča. Cesta u ovom slučaju može imati neograničen broj zavoja, ali ne i jedno raskrižje. Bez obzira na cestu (žice) maštovito, strojevi (otpornici) uvijek će se nalaziti jedan za drugim, uz jedan lanac.

Puno je još pitanje ako razmišljate o paralelnoj vezi. Zatim se otpornici mogu usporediti sa sportašima na početku. Oni su svaki na svom putu, ali smjer njihova kretanja je isti, a završetak na jednom mjestu. Otpornici su isti - svaki ima svoju žicu, ali svi su povezani u nekom trenutku.

Formule za tekuće

Uvijek se raspravlja u temi "Električna energija". Paralelna i serijska veza na različite načine utječu na vrijednost struja u otpornicima. Za njih su izvedene formule koje se mogu pamtiti. Ali jednostavno zapamtite značenje koje je ugrađeno u njih.

Dakle, struja je uvijek ista kada su vodiči spojeni u seriju. To jest, u svakoj od njih vrijednost trenutne snage nije drugačija. Možete nacrtati analogiju ako usporedite žicu s cijevi. U njemu, voda teče uvijek ista. I sve prepreke na putu će biti uklonjene s istom snagom. Stoga snagom struje. Dakle, formula ukupne struje u krugu s nizom veze otpornika izgleda ovako:

ja _društvo = I ₁ = I ₂

Ovdje pismo I označava snagu struje. To je uobičajena oznaka pa se mora sjetiti.

Struja na paralelnoj vezi više neće biti konstantna vrijednost. S istom analogijom s cijevi, ispada da će voda biti podijeljena u dva strujanja ako glavna cijev ima granu. Isti fenomen promatra se s strujom kada se na putu pojavljuje grana žica. Formula ukupne struje u paralelno spajanje vodiča:

ja _društvo = I ₁ + ja ₂

Ako je grana sastavljena od žica koje su više od dvije, tada će u gornjoj formuli biti više pojmova za isti broj.

Formule za naprezanja

Kada uzmemo u obzir krug u kojem su vodiči spojeni u seriju, napon na cijelom odjeljku određen je zbrojem tih količina na svakom specifičnom otporniku. Možete usporediti ovu situaciju s pločicama. Zadržavanje jednog od njih lako će postati jedna osoba, drugi može biti uzeti i njega, ali s teškoćama. Držanje tri ploče u rukama jedne osobe jedna pored drugoga više nije moguće, trebat će vam pomoć druge. I tako dalje. Napori ljudi se oblikuju.

Formula za ukupni napon kruga s nizom priključaka vodiča je kako slijedi:

U _društvo = U ₁ + U ₂, gdje je U označena za napon.

Druga situacija se razvija ako paralelno spajanje otpornika. Kada su ploče postavljene jedna na drugu, još ih može držati jedna osoba. Stoga, ništa za dodavanje. Ista analogija opažena je paralelnim povezivanjem vodiča. Napon na svakom od njih je jednak i jednak onome na sve odjednom. Opća formula stresa je:

U _društvo = U ₁ = U ₂

Formule za električnu otpornost

Već se ne mogu sjetiti, ali znaju formulu ohmskog zakona i iz nje proizlaze potrebnu. Iz ovog zakona slijedi da je napon jednak proizvodu struje i otpora. To jest, U = I * R, gdje je R otpor.

Zatim formula s kojom trebate raditi ovisi o tome kako su povezani vodiči:

• Dakle, trebate jednakost za napon - ja_društvo * R_društvo = I₁ * R₁ + ja₂ * R_2-
• paralelno je potrebno koristiti formulu za struju - U_društvo / R_društvo = U₁ / R₁ + U₂ / R₂ .

Zatim slijedite jednostavne transformacije, koje se temelje na činjenici da u prvoj jednadžbi sve trenutne snage imaju istu vrijednost, au drugoj su naponi jednaki. Stoga ih se može smanjiti. To jest, ovi izrazi su:

1. R _društvo = R ₁ + R ₂ (za serijski spoj vodiča).
2. 1 / R _društvo = 1 / R ₁ + 1 / R ₂ (s paralelnom vezom).

Kako se broj resistora koji su uključeni u mrežu povećava, broj izraza u ovim izrazima mijenja se.

Važno je napomenuti da paralelna i serijska veza vodiča na različite načine utječe na ukupni otpor. Prvi od njih smanjuje otpornost kruga. I to je manje od najmanjih korištenih otpornika. Uz serijsku vezu, sve je logično: vrijednosti se dodaju pa će ukupni broj biti uvijek najveći.

Trenutni rad

Prethodne tri količine čine zakone paralelne veze i naknadnog rasporeda vodiča u krugu. Stoga, trebaju znati. O radu i moći, samo trebate zapamtiti osnovnu formulu. Napisano je ovako: A = I * U * t, gdje je A trenutni rad, t je vrijeme prolaska kroz dirigent.

Kako bi se utvrdio ukupni rad u serijskoj vezi, napon se mora zamijeniti u izvornom izrazu. Dobivamo jednakost A = I * (U ₁ + U ₂) * t, otkrivajući zagrade u kojima se ispostavlja da je rad na cijelom odjeljku jednak njihovoj sumi na svakom pojedinom trenutnom potrošaču.

Slično tome, postoji razmišljanje, ako uzmemo u obzir shemu paralelne povezanosti. Samo zamijenite struju. Ali rezultat će biti isti: A = A ₁ + ₂.

Trenutna snaga

Prilikom dobivanja formule za snagu (oznaka "P") segmenta lanca, opet je potrebno koristiti jednu formulu: P = U * I. Nakon takvih argumenata ispada da je paralelna i serijska veza opisana takvom formulom za snagu: P = P ₁ + P ₂.

To jest, bez obzira na nacrt sheme, ukupna moć će se sastojati od onih koji su uključeni u rad. To objašnjava činjenicu da je nemoguće uključiti mnoge moćne uređaje u mrežu apartmana u isto vrijeme. To jednostavno ne može podnijeti ovo opterećenje.

Kako povezanost dirigenata utječe na popravak novogodišnje garniture?

Neposredno nakon izgaranja jedne žarulje postaje jasno kako su bile povezane. Uz serijsku vezu, nitko od njih neće se upaliti. To je zbog činjenice da svjetiljka koja je postala neupotrebljiva stvara prazninu u krugu. Stoga, trebate provjeriti sve kako biste utvrdili koji su izgorjeli, zamijenili ga - i vijenac će raditi.

Ako koristi paralelnu vezu, ne prestaje raditi ako jedna od žarulja ne uspije. Uostalom, lanac neće biti potpuno rastrgnut, već samo jedan paralelni dio. Da biste popravili takvu vijenac, ne trebate provjeriti sve elemente lanca, ali samo one koji ne sjaju.

Što se događa s krugom, ako uključuje kondenzatore umjesto otpornika?

Kad su spojeni u seriju, situacija je sljedeća: naplata od pozitivnog napajanja dolaze samo na vanjske ploče ekstremnih kondenzatora. Oni koji su između njih jednostavno prenose ovu naboj duž lanca. To objašnjava činjenicu da na svim pločama postoje identični troškovi, ali imaju različite znakove. Stoga se električni naboj svakog kondenzatora spojenog u seriju može napisati na sljedeći način:

q _društvo = q ₁ = q ₂.

Kako bi se odredio napon na svakom kondenzatoru, morate znati formulu: U = q / C. U njoj C je kapacitivnost kondenzatora.

Ukupni napon podliježe istom zakonu koji vrijedi za otpornike. Dakle, zamjenom napona u formuli kapaciteta za zbroj, dobivamo da ukupni kapacitet uređaja mora biti izračunat pomoću formule:

C = q / (U ₁ + U ₂).

Da biste pojednostavili ovu formulu, možete pretvoriti frakcije i zamijeniti omjer napona do kapaciteta punjenja. Ispada sljedeća ravnopravnost: 1 / C = 1 / C ₁ + 1 / C ₂.

Situacija kada je veza kondenzatora paralelna nešto je drugačija. Tada se ukupna naplata određuje zbrojem svih naboja koji se akumuliraju na pločama svih instrumenata. A vrijednost napona još je određena općim zakonima. Stoga je formula za ukupni kapacitet paralelnih kondenzatora sljedeća:

C = (ql + q2) / U.

To znači da se ova vrijednost smatra zbrojem svakog instrumenta koji se koristi u vezi:

C = C ₁ + C _2.

Kako odrediti ukupni otpor proizvoljnog spoja vodiča?

To jest, u kojemu se uzastopne sekcije zamjenjuju paralelnim i obratno. Za njih, svi opisani zakoni i dalje vrijede. Primijenite ih samo u fazama.

Prvo je nužno mentalno raspoređivati ​​shemu. Ako je teško zamisliti, onda je potrebno nacrtati ono što se dobije. Objašnjenje postaje jasnije ako ga smatramo s određenim primjerom (vidi sliku).

Prikladno je početi crtati od točaka B i B. Moraju se postaviti na neku udaljenost jedan od drugog i od rubova listova. Postoji samo jedna žica s lijeve strane točke B, a dva su usmjerena udesno. S druge strane, točka B ima dvije grane na lijevoj strani, a nakon toga postoji jedna žica.

Sada morate popuniti razmak između tih točaka. Na gornjoj žici potrebno je organizirati tri otpornika s koeficijentima 2, 3 i 4, a odozdo dolazi s indeksom jednakom 5. Prva tri su spojena u seriju. Kod petog otpornika oni su paralelni.

Preostala dva otpornika (prvi i šesti) povezani su u nizu s razmatranom površinom BV. Stoga se crtež jednostavno može dovršiti s dva pravokutnika na obje strane odabranih točaka. Ostaje primjenjivati ​​formule za izračun otpornosti:

• prvi koji je prikazan za serijsku vezu;
• zatim paralelno;
• i opet za sekvencijalno.

Slično tome, možete implementirati bilo koju, čak i vrlo složenu shemu.

Zadatak serijskog spajanja vodiča

Stanje. U krugu su dvije lampe i otpornik povezani jedan za drugim. Ukupni napon je 110 V, a struja je 12 A. Koja je otpornost otpornika, ako je svaka svjetiljka dizajnirana za napon od 40 V?

Rješenje. Budući da se smatra serijska veza, poznate su formule njihovih zakona. Samo ih trebate pravilno primijeniti. Za početak, saznajte vrijednost napona koji se primjenjuje na otpornik. Da biste to učinili, od ukupnog iznosa trebate dva puta oduzimati napon jednog svjetla. Ispada 30 V.

Sada, kada su poznate dvije količine, U i I (drugi od njih se daje u stanju, budući da je ukupna struja jednaka struji u svakom uzastopnom potrošaču), moguće je izračunati otpor otpornika prema Ohmovom zakonu. To je jednako 2.5 ohma.

Odgovor. Otpornost otpornika je 2,5 ohm.

Zadatak u priključak kondenzatora, paralelno i sekvencijalno

Stanje. Postoje tri kondenzatora kapaciteta od 20, 25 i 30 μF. Odredite njihov ukupni kapacitet za serijske i paralelne veze.

Rješenje. Lakše je započeti s tim paralelna veza. U ovoj situaciji samo trebate dodati sve tri vrijednosti. Tako je ukupni kapacitet jednak 75 μF.

Izračuni će biti nešto složeniji kad su kondenzatori spojeni u seriju. Uostalom, prvo morate pronaći omjer jednog po svakom od tih spremnika, a zatim ih dodati zajedno. Ispada da je jedinica podijeljena s ukupnim kapacitetom 37/300. Zatim je potrebna vrijednost otprilike 8 μF.

Odgovor. Ukupni kapacitet u serijskom priključku je 8 mkF, s paralelnom vezom - 75 mkF.