Połączenie równoległe i szeregowe

Równoległe i szeregowe podłączenie przewodów - sposoby przełączania obwodu elektrycznego. Obwody elektryczne o dowolnej złożoności mogą być reprezentowane przez wskazane abstrakcje.

Definicje

Istnieją dwa sposoby podłączenia przewodów, staje się możliwe uproszczenie obliczeń obwodu o dowolnej złożoności:

• Koniec poprzedniego przewodu jest podłączony bezpośrednio do początku następnego - połączenie nazywa się szeregowe. Powstaje łańcuch. Aby włączyć następne łącze, musisz przerwać obwód elektryczny, wprowadzając tam nowy przewodnik.
• Początki przewodów są połączone jednym punktem, a końce drugim, połączenie nazywa się równoległym. Pakiet nazywa się rozgałęzianiem. Każdy poszczególny dyrygent tworzy gałąź.Punkty wspólne są określane jako węzły sieci elektrycznej.

W praktyce mieszana inkorporacja jest bardziej powszechna, niektóre są połączone szeregowo, inne - równolegle. Konieczne jest przerwanie łańcucha za pomocą prostych segmentów, rozwiązanie problemu dla każdego osobno. Dowolnie złożony obwód elektryczny można opisać za pomocą równoległego, szeregowego połączenia przewodów. Odbywa się to w praktyce.

Korzystanie z równoległych i szeregowych połączeń przewodników

Warunki stosowane w obwodach elektrycznych

Teoria jest podstawą do budowania silnej wiedzy, niewielu wie, jak napięcie( różnica potencjałów) różni się od spadku napięcia. Pod względem fizyki obwód wewnętrzny nazywany jest źródłem prądu, znajdującym się na zewnątrz - nazywany jest zewnętrznym. Rozgraniczenie pomaga poprawnie opisać rozkład pól. Prąd wykonuje pracę.W najprostszym przypadku, wytwarzanie ciepła zgodnie z prawem Joule'a-Lenza. Naładowane cząstki, poruszające się w kierunku niższego potencjału, kolidują z siecią krystaliczną, wydzielają energię.Występuje opór cieplny.

Aby zapewnić ruch, należy zachować różnicę potencjałów na końcach przewodu. Nazywa się to sekcją napięcia obwodu. Jeśli po prostu umieścisz przewodnika na polu wzdłuż linii siły, prąd będzie płynął, będzie bardzo krótki. Proces zakończy się wraz z nadejściem równowagi. Pole zewnętrzne będzie zrównoważone przez własne pole ładunków, kierunek przeciwny. Prąd zatrzyma się.Aby proces stał się ciągły, potrzebna jest siła zewnętrzna.

Obecne źródło jest takim napędem dla ruchu obwodu elektrycznego. Aby utrzymać potencjał, praca odbywa się wewnątrz. Reakcja chemiczna, podobnie jak w ogniwie galwanicznym, siły mechaniczne - generator hydroelektryczny.Ładunki wewnątrz źródła przesuwają się w przeciwległym polu. Osiąga się to dzięki pracy sił zewnętrznych. Możesz sparafrazować powyższe sformułowanie, powiedz:

• Zewnętrzna część obwodu, gdzie ładunki się poruszają, jest przenoszona przez pole.
• Wnętrze obwodu, w którym ładunki poruszają się względem natężenia.

Generator( źródło prądu) jest wyposażony w dwa bieguny. Posiadanie mniejszego potencjału nazywa się negatywnym, drugie jest pozytywne. W przypadku prądu przemiennego bieguny stale się zmieniają.Kierunek ruchu ładunków jest różny. Prąd płynie od bieguna dodatniego do ujemnego. Ruch ładunków dodatnich idzie w kierunku zmniejszania potencjału. Zgodnie z tym faktem wprowadza się pojęcie potencjalnego spadku:

Potencjalny spadek odcinka łańcucha nazywany jest utratą potencjału w segmencie. Formalnie, to napięcie. Dla oddziałów równoległego obwodu jest taki sam.

Spadek napięcia oznacza coś innego. Wartość charakteryzująca utratę ciepła jest liczbowo równa iloczynowi prądu i aktywnego oporu obszaru. Omówione poniżej prawa Ohma i Kirchhoffa zostały sformułowane w tym przypadku. W silnikach elektrycznych, transformatorach, różnica potencjałów może się znacznie różnić od spadku napięcia. Ta ostatnia charakteryzuje straty w aktywnym oporze, podczas gdy pierwsza uwzględnia całkowitą operację źródła prądu.

Tutaj wyjaśniamy: część energii jest przekształcana w strumień magnetyczny lub interakcję chemiczną, obwód w tym obszarze nie może być uważany za spójny. Istnieje rozgałęzienie, ze względu na obecność reaktywnego składnika impedancji lub innych sił.Uzwojenie silnika jest wyposażone w wyraźny opór indukcyjny, za pomocą którego pole magnetyczne jest przekazywane do wykonywania pracy. Moc jest przesunięta w fazie, część przechodzi w ciepło. W praktyce uważa się to za zjawisko pasożytnicze. Prawa sekwencyjnego i zewnętrznego połączenia przewodów w fizyce są sformułowane dla najprostszych przypadków. Stała jest prądem jednego kierunku, stała amplituda, inżynierowie rozumieją przez to wyprostowane napięcie.

Podczas rozwiązywania problemów fizycznych, dla uproszczenia, silnik może zawierać emf w swoim składzie, którego kierunek działania jest przeciwny do działania źródła zasilania. Uwzględniono fakt utraty energii przez reaktywną część impedancji. Szkolny i uniwersytecki kurs fizyki różni się od rzeczywistości. Dlatego studenci, otwierając usta, słuchają zjawisk zachodzących w elektrotechnice. W okresie poprzedzającym epokę rewolucji przemysłowej odkryto główne prawa, naukowiec powinien połączyć rolę teoretyka i utalentowanego eksperymentatora. Prefacje do dzieł Kirchhoffa otwarcie o tym mówią( dzieła George'a Ohma nie zostały przetłumaczone na język rosyjski).Nauczyciele dosłownie zwabiali ludzi dodatkowymi wykładami, doprawionymi wizualnymi, niesamowitymi eksperymentami.

Prawa Ohma i Kirchhoffa w odniesieniu do szeregowego i równoległego połączenia przewodników

Do rozwiązywania rzeczywistych problemów stosuje się prawa Ohma i Kirchhoffa. Pierwszy wyprowadził równość w czysto empiryczny sposób - eksperymentalnie - drugi rozpoczął się od matematycznej analizy problemu, a następnie sprawdził domysły z praktyką.Podajmy kilka informacji, które pomagają rozwiązać problem:

1. W traktacie o matematycznym badaniu układów galwanicznych Georg Ohm: prąd, gdy przewody są połączone szeregowo, jest taki sam. Igła magnetyczna w każdym odcinku łańcucha została odchylona w eksperymentach pod ustalonym kątem. Odkrycie prawa Ohma poprzedziło sprawozdanie Oersteda w sprawie działania dyrygenta z prądem na kompasie morskim. Siła prądu była zwykle określana przez odchylenie igły magnetycznej od położenia początkowego. Aby uzyskać większą lojalność, Om posiadł doświadczenie w kierunku południka Ziemi.
2. W węźle równoległego obwodu elektrycznego, obecne widły. Kirchhoff otrzymał regułę, badając przejście elektryczności przez metalową okrągłą płytkę, starając się uzyskać uogólnioną formułę we wszystkich przypadkach. Pomyślenie się udało, dwa prawa Kirchhoffa stały się produktem ubocznym, jeden mówi: suma prądów węzła łańcucha wynosi zero. Skrzynka odbiorcza jest pobierana z jednym znakiem, wychodzącym - z innym.
3. Drugie prawo Kirchhoffa pomoże przeanalizować obwód sekwencyjny. Stwierdza: w obwodzie zamkniętym( odczyt sekwencyjnym) suma spadków napięcia jest równa sumie pola elektromagnetycznego. Pamiętaj, że prąd w każdym punkcie jest stały( patrz wyżej).EMF - źródła prądu, pole jest skierowane przeciwnie do drugiej części obwodu, która jest zwykle nazywana zewnętrzną.Prawo opiera się na fakcie, że korzystanie z jednolitego włączenia baterii z podsumowaniem efektu napięcia. Dwie dołączone tabletki o mocy 1,5 V dają 3 V.W obwodzie szeregowym napięcie jest dodawane.
   

   Prawo Kirchhoffa

4. Ostatnia reguła prawie nie wymaga dowodu. Roszczenia: napięcie na gałęziach łańcucha z obydwoma wspólnymi węzłami jest takie samo.Łatwo to zrozumieć na przykładzie przedłużenia nośnego. Bez względu na to, ile urządzeń jest włączonych, napięcie sieci pozostanie bez zmian. Dlatego nie uważamy za konieczne podanie aksjomatu dowodowego. Zaawansowani użytkownicy zauważą: napięcie źródła rzeczywistego spada po przeciążeniu, powiedzmy: dopuszczalne normy są monitorowane przez wtyczki tablicy rozdzielczej.

Oblicz rezystory elementów w połączeniu szeregowym i równoległym

Algorytm obliczania rzeczywistych obwodów jest prosty. Oto kilka prac dotyczących rozważanego tematu:

1. Po połączeniu szeregowo, rezystancje są sumowane i równolegle, przewodność:
   1. Dla rezystorów, prawo jest przepisywane w niezmienionej postaci. Przy połączeniu równoległym ostateczny opór jest równy iloczynowi oryginału podzielonego przez całkowitą ilość.W przypadku spójności - wartości nominalne są sumowane. Indukcyjność
   2. działa jak reaktancja( j * ω * L), zachowuje się jak normalny rezystor. Pod względem pisania formuła nie jest inna. Nuance, dla dowolnej czysto imaginacyjnej impedancji, którą trzeba pomnożyć przez operatora j, okrągłą częstotliwość ω( 2 * Pi * f).Gdy cewki indukcyjności są połączone szeregowo, oceny są sumowane, a równolegle - dodawane są wartości odwrotne.
   3. Wyobrażona rezystancja pojemności jest zapisywana jako: -j / ω * C.Łatwo to zauważyć: dodając wartości połączenia szeregowego, otrzymujemy wzór, tak jak dla rezystorów i indukcyjności był równolegle. W przypadku kondensatorów jest odwrotnie. Połączone równolegle wartości nominalne są dodawane sekwencyjnie - sumowane są wartości odwrotne.

Abstrakty łatwo rozszerzają się do arbitralnych przypadków. Spadek napięcia na dwóch otwartych diodach krzemowych jest równy sumie. W praktyce jest to 1 wolt, dokładna wartość zależy od rodzaju elementu półprzewodnikowego, charakterystyki.Źródła zasilania są traktowane w ten sam sposób: po połączeniu szeregowym dodawane są oceny. Równolegle często można znaleźć na podstacjach, gdzie transformatory są umieszczone obok siebie. Napięcie będzie jedno( kontrolowane przez urządzenie), podzielone między gałęzie. Współczynnik transformacji jest ściśle równy, blokując występowanie negatywnych efektów.

Niektóre osoby mają problem: dwa akumulatory o różnych nominałach są połączone równolegle. Sprawa jest opisana przez drugie prawo Kirchhoffa, nie może stanowić żadnej trudności dla fizyki. Przy nierówności wartości dwóch źródeł przyjmuje się średnią arytmetyczną, jeśli ignorujemy wewnętrzną oporność obu. W przeciwnym razie równania Kirchhoffa zostaną rozwiązane dla wszystkich konturów. Prądy będą nieznane( tylko trzy), których całkowita liczba równa się liczbie równań.Aby w pełni zrozumieć postać prowadzoną.

Spójrzmy na obraz: zgodnie ze stwierdzeniem problemu źródło E1 jest silniejsze niż E2.Przyjmujemy kierunek prądów w obwodzie ze względów dźwiękowych. Gdyby jednak zostały wstawione niepoprawnie, po rozwiązaniu problemu okazałoby się, że jest to znak ujemny. Powinien wtedy zmienić kierunek. Oczywiście prąd płynie w obwodzie zewnętrznym, jak pokazano na rysunku. Kompilujemy równania Kirchhoffa dla trzech obwodów, oto co następuje:

1. Praca pierwszego( silnego) źródła jest zużywana na tworzenie prądu w obwodzie zewnętrznym, przezwyciężanie słabości sąsiada( prąd I2).
2. Drugie źródło nie wykonuje użytecznej pracy w obciążeniu, walcząc z pierwszym. W przeciwnym razie nie powiesz.

Równoczesne równoległe przełączanie akumulatorów o różnych wartościach jest z pewnością szkodliwe. To, co obserwuje się w podstacji przy użyciu transformatorów o różnych współczynnikach transmisji. Prądy wyrównawcze nie wykonują żadnej użytecznej pracy. Różne baterie połączone równolegle zaczną działać efektywnie, kiedy mocny przejdzie do poziomu słabszego.