S hkratno vključitvijo več sprejemnikov električne energije v isto omrežje je mogoče te sprejemnike enostavno obravnavati kot elemente enega samega vezja, od katerih ima vsak svoj upor.

V nekaterih primerih se ta pristop izkaže za povsem sprejemljivega: žarnice z žarilno nitko, električni grelniki itd. - se lahko dojemajo kot upori. To pomeni, da je mogoče naprave zamenjati z njihovimi upornostmi in enostavno je izračunati parametre vezja.

Način povezovanja sprejemnikov električne energije je lahko eden od naslednjih: serijski, vzporedni ali mešani tip povezave.

serijsko povezavo

Ko je več sprejemnikov (uporov) povezanih v zaporedno vezje, to je, da je drugi priključek prvega priključen na prvi priključek drugega, drugi priključek drugega je povezan s prvim priključkom tretjega, drugega priključek tretjega na prvi priključek četrtega itd., potem ko je takšno vezje priključeno na vir napajanja, bo tok I enake vrednosti tekel skozi vse elemente vezja. Ta ideja je prikazana na spodnji sliki.

Če zamenjamo naprave z njihovimi upornostmi, vzorec pretvorimo v vezje, nato pa upori od R1 do R4, zaporedno povezani, prevzamejo določene napetosti, kar bo skupaj dalo vrednost EMF na napajalnih sponkah. Zaradi enostavnosti bomo v nadaljevanju izvor prikazali kot galvanski člen.

Ko izrazimo padce napetosti skozi tok in preko uporov, dobimo izraz za ekvivalentni upor zaporednega vezja sprejemnikov: skupni upor zaporedne povezave uporov je vedno enak algebraični vsoti vseh uporov, ki tvorijo navzgor po tem krogu. In ker lahko napetosti na vsakem od odsekov vezja najdemo iz Ohmovega zakona (U = I * R, U1 = I * R1, U2 = I * R2 itd.) In E = U, potem za naše vezje dobiti:

Napetost na napajalnih sponkah je enaka vsoti padcev napetosti na vsakem zaporedno vezanem sprejemniku, ki sestavlja vezje.

Ker teče tok skozi celotno vezje enake vrednosti, bo pošteno reči, da so napetosti na zaporedno vezanih sprejemnikih (uporih) med seboj sorazmerne z upornostjo. In večji kot je upor, višja bo napetost, ki se uporablja za sprejemnik.

Za zaporedno povezavo uporov v količini n kosov z enakim uporom Rk bo enakovredni skupni upor celotnega vezja n-krat večji od vsakega od teh uporov: R = n * Rk. V skladu s tem bodo napetosti, ki se uporabljajo za vsakega od uporov v tokokrogu, enake drug drugemu in bodo n-krat manjše od napetosti, ki se uporablja za celotno vezje: Uk \u003d U / n.

Za serijsko povezavo sprejemnikov električne energije so značilne naslednje lastnosti: če se spremeni upor enega od sprejemnikov vezja, se spremenijo napetosti na preostalih sprejemnikih vezja; če se kateri od sprejemnikov zlomi, bo tok prenehal v celotnem krogu, v vseh drugih sprejemnikih.

Zaradi teh lastnosti je serijska povezava redka in se uporablja le tam, kjer je omrežna napetost višja od nazivne napetosti sprejemnikov, če ni drugih možnosti.

Napetost 220 voltov lahko na primer napaja dve zaporedno povezani žarnici enake moči, od katerih je vsaka ocenjena za napetost 110 voltov. Če bodo imele te svetilke pri enaki nazivni napajalni napetosti različno nazivno moč, bo ena od njih preobremenjena in bo najverjetneje takoj izgorela.

Vzporedna povezava

Vzporedna povezava sprejemnikov vključuje vključitev vsakega od njih med par točk v električnem tokokrogu, tako da tvorijo vzporedne veje, od katerih se vsaka napaja z izvorno napetostjo. Zaradi jasnosti bomo spet zamenjali sprejemnike z njihovimi električnimi upornostmi, da bi dobili shemo, po kateri je priročno izračunati parametre.

Kot smo že omenili, v primeru vzporedne povezave vsak od uporov doživi enako napetost. In v skladu z Ohmovim zakonom imamo: I1=U/R1, I2=U/R2, I3=U/R3.

Tukaj I je vir toka. Prvi Kirchhoffov zakon za to vezje vam omogoča, da napišete izraz za tok v njegovem nerazvejanem delu: I = I1 + I2 + I3.

Zato je skupni upor za vzporedno povezavo med elementi vezja mogoče najti iz formule:

Recipročna upornost se imenuje prevodnost G, lahko pa zapišemo tudi formulo za prevodnost vezja, sestavljenega iz več vzporedno povezanih elementov: G \u003d G1 + G2 + G3. Prevodnost vezja v primeru vzporedne povezave uporov, ki ga tvorijo, je enaka algebraični vsoti prevodnosti teh uporov. Zato, ko se v vezje dodajo vzporedni sprejemniki (upori), se skupni upor vezja zmanjša, skupna prevodnost pa se ustrezno poveča.

Tokovi v tokokrogu, sestavljenem iz vzporedno vezanih sprejemnikov, se porazdelijo med njimi premosorazmerno z njihovimi prevodnostmi, to je obratno sorazmerno z njihovimi upornostmi. Tukaj lahko potegnemo analogijo iz hidravlike, kjer se tok vode porazdeli po ceveh v skladu z njihovimi prerezi, potem je večji prerez podoben manjšemu uporu, torej večji prevodnosti.

Če je vezje sestavljeno iz več (n) enakih uporov, povezanih vzporedno, bo skupni upor vezja n-krat manjši od upora enega od uporov, tok skozi vsakega od uporov pa bo n-krat manjši od skupni tok: R = R1 / n; I1 = I/n.

Vezje, sestavljeno iz vzporedno povezanih sprejemnikov, povezanih z virom energije, je značilno, da je vsak od sprejemnikov napajan z virom energije.

Za idealen vir električne energije velja trditev: ko so upori priključeni ali odklopljeni vzporedno z virom, se tokovi v preostalih priključenih uporih ne bodo spremenili, to je, če eden ali več sprejemnikov v vzporednem vezju odpove, ostalo bo še naprej delovalo v istem načinu.

Zaradi teh lastnosti ima vzporedna povezava bistveno prednost pred serijsko, zato je v električnih omrežjih najpogostejša vzporedna povezava. Na primer, vse električne naprave v naših domovih so zasnovane tako, da so vzporedno priključene na gospodinjsko omrežje, in če enega izklopite, ne bo škodilo ostalim.

Primerjava zaporednih in vzporednih vezij

Mešana povezava sprejemnikov se razume kot taka povezava, ko je nekaj ali več sprejemnikov povezanih med seboj zaporedno, drugi del ali več pa vzporedno. V tem primeru se lahko celotna veriga oblikuje iz različnih povezav takih delov med seboj. Na primer, razmislite o diagramu:

Trije zaporedno povezani upori so povezani z virom napajanja, še dva sta vzporedno povezana z enim od njih, tretji pa vzporedno s celotnim vezjem. Da bi našli skupni upor, gredo vezja skozi zaporedne transformacije: kompleksno vezje se zaporedno reducira v preprosto obliko, zaporedno izračuna upor vsake povezave, in na ta način se najde skupni ekvivalentni upor.

Za naš primer. Najprej se ugotovi skupni upor dveh zaporedno vezanih uporov R4 in R5, nato upor njune vzporedne povezave z R2, nato se ju prišteje k dobljeni vrednosti R1 in R3, nato pa je vrednost upora celotnega vezja izračunano, vključno z vzporedno vejo R6.

Različni načini povezovanja sprejemnikov električne energije se v praksi uporabljajo za različne namene za reševanje določenih nalog. Mešano povezavo lahko na primer najdemo v gladkih polnilnih tokokrogih v močnih napajalnikih, kjer se obremenitev (kondenzatorji po diodnem mostu) najprej napajajo zaporedno preko upora, nato se upor preusmeri s kontakti releja in obremenitev se vzporedno priključen na diodni most.

Andrej Povni

Čeprav je to precej preprosta tema, je zelo pomembna. Obstajata le dve pravili: pri zaporedni vezavi se upornosti uporov seštejejo, pri vzporedni vezavi pa njihove prevodnosti, ki so po definiciji iz poglavja / vrednosti, ki so recipročne vrednosti upora ( glej sliko 5.3). Zakaj so pravila natanko taka, lahko razumete, če upoštevate pretok tokov v obeh primerih – pri zaporedni povezavi je tok I skozi upore enak, zato se padci napetosti na njih seštevajo, kar je enako seštevanju uporov. Nasprotno, pri vzporedni povezavi so padci napetosti U enaki, tokove pa je treba sešteti, kar je enako dodajanju prevodnosti. Če ne razumete zgoraj navedenega, sedite nad sl. 5.3 s svinčnikom in papirjem ter izpelji izraze za Ohmov zakon za vsakega od primerov – in vse bo prišlo na svoje mesto.

riž. 5.3. Zaporedna in vzporedna vezava uporov

Iz teh definicij je več osnovnih pravil, ki si jih je koristno zapomniti:

Pri zaporedni povezavi:

Par uporov ima upor vedno večji od upora upora z višjo vrednostjo (pravilo "več kot več");

Če so vrednosti upora enake, je skupni upor natanko dvakrat vsake vrednosti;

Če se vrednosti uporov večkrat razlikujejo, je skupni upor približno enak večji vrednosti (tipičen primer je bil omenjen v 1. poglavju: v primeru na sliki 1.4 zanemarimo upornost žic, ker je veliko manjši od upora uporov);

Z vzporedno povezavo:

Par uporov ima upor, ki je vedno manjši od upora upora z nižjo vrednostjo (pravilo "manj kot manj");

Če so vrednosti upora enake, je skupni upor natanko polovica vsake vrednosti;

Če se vrednosti uporov večkrat razlikujejo, je skupni upor približno enak manjši vrednosti (to lahko ponazorimo tudi s primerom na sliki 1.4, kjer zanemarimo prisotnost voltmetra, priključenega vzporedno z R2 , saj je njegov upor veliko večji od upora upora).

Poznavanje teh pravil vam bo pomagalo hitro oceniti vezje brez izvajanja algebrskih vaj in brez uporabe kalkulatorja. Tudi če razmerje odpornosti ne spada med naštete primere, je rezultat še vedno mogoče oceniti "na oko" z dovolj natančnostjo. Pri vzporedni vezavi, ki je računsko zelo zahtevna, je za tako oceno treba oceniti, kolikšen delež je manjših uporov iz njihove aritmetične vsote - njihov skupni upor se bo glede na manjši zmanjšal približno za toliko. . To je enostavno preveriti: naj ima en upor nazivno vrednost 3,3 kOhm, drugi - 6,8 kOhm. Kot je navedeno zgoraj, bi pričakovali, da bo skupni upor za 30 % manjši od 3,3 kΩ, tj. 2,2 kΩ (3,3 je približno ena tretjina vsote 3,3 + 6,8, tj. skupni upor bi moral biti manjši od 3,3, za tretjino ta vrednost je enaka 1,1 - kot rezultat dobimo 2,2). Če rezultat, dobljen s takšno oceno, preverimo v mislih z natančnim izračunom, potem bomo kot rezultat dobili zelo blizu vrednosti 2,22 kΩ.

V večini primerov ne potrebujemo takšne natančnosti - ne pozabite, da imajo upori sami razpon vrednosti in v večini običajnih vezij so tolerance za vrednosti standardnih komponent lahko precej velike (vsaj pravilno narisana vezja). Če mora vezje v nekaterih primerih še vedno imeti neke strogo določene parametre, potem s pomočjo standardnih komponent tega še vedno ne boste dosegli - parametri bodo "hodili" (v tolerancah, seveda) od dihanja vetriča iz okno, zato je v takih primerih potrebna uporaba natančnih uporov in kondenzatorjev, v časovno nastavljenih vezjih pa kvarčnih resonatorjev. Toda narediti vezje tako, da izgubi učinkovitost zaradi zamenjave upora 1 kΩ z uporom 1,1 kΩ, ni naša metoda!

Skoraj vsi, ki so se ukvarjali z elektriko, so morali rešiti vprašanje vzporedne in serijske povezave elementov vezja. Nekateri rešujejo težave vzporedne in serijske povezave prevodnikov z metodo "poke", za mnoge je "ognjevarna" girlanda nerazložljiv, a znan aksiom. Kljub temu se vsa ta in številna druga podobna vprašanja zlahka rešijo z metodo, ki jo je na samem začetku 19. stoletja predlagal nemški fizik Georg Ohm. Zakoni, ki jih je odkril, veljajo še danes in jih lahko razume skoraj vsak.

Osnovne električne količine vezja

Da bi ugotovili, kako bo ta ali ona povezava vodnikov vplivala na značilnosti vezja, je treba določiti količine, ki označujejo katero koli električno vezje. Tu so glavne:

Medsebojna odvisnost električnih veličin

Zdaj se morate odločiti, saj so vse zgoraj navedene količine odvisne druga od druge. Pravila odvisnosti so preprosta in se skrčijo na dve osnovni formuli:

• I=U/R.
• P=I*U.

Tukaj je I tok v vezju v amperih, U je napetost, dovedena v vezje v voltih, R je upor vezja v ohmih, P je električna moč vezja v vatih.

Recimo, da imamo pred seboj najpreprostejši električni tokokrog, sestavljen iz vira energije z napetostjo U in vodnika z uporom R (obremenitev).

Ker je tokokrog sklenjen, po njem teče tok I. Kakšne vrednosti bo? Na podlagi zgornje formule 1 moramo za izračun poznati napetost, ki jo razvije napajalnik, in upor obremenitve. Če vzamemo na primer spajkalnik z uporom tuljave 100 ohmov in ga priključimo na vtičnico z napetostjo 220 V, potem bo tok skozi spajkalnik:

220 / 100 = 2,2 A.

Kakšna je moč tega spajkalnika? Uporabimo formulo 2:

2,2 * 220 = 484 W.

Izkazalo se je, da je dober spajkalnik, močan, najverjetneje dvoročen. Na enak način lahko z uporabo teh dveh formul in njuno pretvorbo ugotovite tok skozi moč in napetost, napetost skozi tok in upor itd. Koliko na primer porabi 60 W žarnica v vaši namizni svetilki:

60 / 220 = 0,27 A ali 270 mA.

Odpornost tuljave svetilke v načinu delovanja:

220 / 0,27 = 815 ohmov.

Vezja z več vodniki

Vsi zgornji primeri so preprosti - en vir, ena obremenitev. Toda v praksi je lahko obremenitev več, poleg tega pa so tudi povezane na različne načine. Obstajajo tri vrste priključkov obremenitve:

1. Vzporedno.
2. Zaporedna.
3. Mešano.

Vzporedna vezava vodnikov

Lestenec ima 3 sijalke, vsaka po 60 W. Koliko porabi lestenec? Tako je, 180 vatov. Najprej na hitro izračunamo tok skozi lestenec:

180/220 = 0,818 A.

In potem njen odpor:

220 / 0,818 = 269 ohmov.

Pred tem smo izračunali upor ene sijalke (815 ohmov) in tok skozi njo (270 mA). Izkazalo se je, da je upornost lestence trikrat nižja, tok pa trikrat večji. In zdaj je čas, da pogledamo shemo trikrake svetilke.

Vse svetilke v njem so povezane vzporedno in povezane v omrežje. Izkazalo se je, da se je z vzporedno povezavo treh svetilk skupna upornost obremenitve zmanjšala za faktor tri? V našem primeru da, vendar je zasebno - vse svetilke imajo enak upor in moč. Če bo imela vsaka obremenitev svoj upor, potem za izračun skupne vrednosti preprosta delitev s številom obremenitev ni dovolj. Toda tudi tukaj obstaja izhod - samo uporabite to formulo:

1/Rtot. = 1/R1 + 1/R2 + … 1/Rn.

Za lažjo uporabo je formulo mogoče enostavno preoblikovati:

Rtot. = (R1*R2*…Rn) / (R1+R2+…Rn).

Tukaj Rtot. - skupni upor tokokroga, ko je obremenitev povezana vzporedno. R1 ... Rn - odpornost vsake obremenitve.

Zakaj se je tok povečal, ko ste vzporedno prižgali tri svetilke namesto ene, je enostavno razumeti - ker je odvisno od napetosti (ostala je nespremenjena), deljene z uporom (zmanjšala se je). Očitno se bo moč pri vzporedni povezavi povečala sorazmerno s povečanjem toka.

serijsko povezavo

Zdaj je čas, da ugotovimo, kako se bodo spremenili parametri vezja, če so vodniki (v našem primeru svetilke) zaporedno povezani.

Izračun upora pri zaporedni povezavi vodnikov je izjemno preprost:

Rtot. = R1 + R2.

Iste tri šestdeset vatne sijalke, povezane zaporedno, bodo že znašale 2445 ohmov (glej izračune zgoraj). Kakšne bodo posledice povečanja upora vezja? Po formulah 1 in 2 postane povsem jasno, da bosta moč in jakost toka padla, ko so prevodniki zaporedno povezani. Toda zakaj so zdaj vse luči zatemnjene? To je ena najzanimivejših lastnosti zaporedne povezave prevodnikov, ki se zelo pogosto uporablja. Poglejmo venec treh nam znanih, a zaporedno povezanih svetilk.

Skupna napetost, uporabljena za celotno vezje, je ostala 220 V. Vendar je bila razdeljena med vsako od sijalk sorazmerno z njihovim uporom! Ker imamo enako moč in upor žarnice, se napetost razdeli enako: U1 = U2 = U3 = U/3. To pomeni, da je vsaka od sijalk zdaj napajana s trikrat manjšo napetostjo, zato svetijo tako slabo. Vzemite več svetilk - njihova svetlost bo še bolj padla. Kako izračunati padec napetosti na vsaki od žarnic, če imajo vse različne upore? Za to zadostujejo zgoraj navedene štiri formule. Algoritem izračuna bo naslednji:

1. Izmerite upornost vsake svetilke.
2. Izračunajte skupni upor vezja.
3. Na podlagi skupne napetosti in upora izračunaj tok v tokokrogu.
4. Na podlagi skupnega toka in upora žarnic izračunajte padec napetosti na vsaki od njih.

Ali želite utrditi svoje znanje? Rešite preprosto nalogo, ne da bi pogledali odgovor na koncu:

Na voljo imate 15 miniaturnih žarnic istega tipa, zasnovanih za napetost 13,5 V. Ali je mogoče iz njih izdelati girlando za božično drevo, ki je priključena na običajno vtičnico, in če je tako, kako?

mešana povezava

Seveda ste zlahka ugotovili vzporedno in zaporedno povezavo vodnikov. Kaj pa, če imate kaj takega pred seboj?

Mešana povezava vodnikov

Kako določiti skupni upor vezja? Če želite to narediti, boste morali vezje razdeliti na več delov. Zgornja konstrukcija je precej preprosta in bosta imela dva odseka - R1 in R2, R3. Najprej izračunate skupno upornost vzporedno povezanih elementov R2, R3 in poiščete Rtot.23. Nato izračunajte skupni upor celotnega tokokroga, sestavljenega iz zaporedno povezanih R1 in Rtot.23:

• Rgen.23 = (R2*R3) / (R2+R3).
• Rveriga = R1 + Rgen.23.

Problem je rešen, vse je zelo preprosto. In zdaj je vprašanje nekoliko bolj zapleteno.

Kompleksna povezava mešanega upora

Kako biti tukaj? Prav tako morate pokazati le nekaj domišljije. Upori R2, R4, R5 so povezani zaporedno. Izračunamo njihovo skupno odpornost:

Rgen.245 = R2+R4+R5.

Zdaj povežemo R3 vzporedno z Rtot.245:

Rtot.2345 = (R3* Rtot.245) / (R3+ Rtot.245).

Rveriga \u003d R1 + Rgen.2345 + R6.

To je vse!

Odgovor na težavo z girlandami za božično drevo

Svetilke imajo delovno napetost le 13,5 V, grlo pa 220 V, zato jih je treba vklopiti zaporedno.

Ker sta svetilki istega tipa, bo omrežna napetost enakomerno razdeljena mednje in vsaka svetilka bo imela 220/15 = 14,6 V. Svetilke so zasnovane za napetost 13,5 V, zato bo taka girlanda, čeprav bo delovala , bo zelo hitro izgorelo. Za uresničitev ideje boste potrebovali vsaj 220 / 13,5 = 17, po možnosti 18-19 žarnic.

Elemente električnega tokokroga lahko povežemo na dva načina. Pri serijski povezavi gre za povezovanje elementov med seboj, pri vzporedni povezavi pa so elementi del vzporednih vej. Način povezave uporov določa metodo za izračun celotne upornosti vezja.

Koraki

serijsko povezavo

Ugotovite, ali je vezje zaporedno. Serijska povezava je enojno vezje brez razvejanja. Upori ali drugi elementi so nameščeni drug za drugim.

Seštejte upore posameznih elementov. Upornost zaporednega vezja je enaka vsoti uporov vseh elementov, vključenih v to vezje. Tok v katerem koli delu zaporednega tokokroga je enak, zato se upori preprosto seštejejo.

• Na primer, serijsko vezje je sestavljeno iz treh uporov z upornostjo 2 ohmov, 5 ohmov in 7 ohmov. Skupni upor tokokroga: 2 + 5 + 7 = 14 ohmov.

1. Če upornost vsakega elementa vezja ni znana, uporabite Ohmov zakon: V = IR, kjer je V napetost, I je tok, R je upor. Najprej poiščite tok in skupno napetost.

   Nadomestite znane vrednosti v formulo, ki opisuje Ohmov zakon. Prepišite formulo V = IR, tako da izolirate upor: R = V / I. V to formulo vstavite znane vrednosti, da izračunate skupni upor.

   • Na primer, napetost tokovnega vira je 12 V, tok pa 8 A. Skupni upor serijskega vezja: R O = 12 V / 8 A = 1,5 ohma.

Vzporedna povezava

1. Ugotovite, ali je tokokrog vzporeden. Vzporedni tokokrog se na določenem območju razveji na več vej, ki se nato ponovno povežejo. Tok teče skozi vsako vejo tokokroga.

   Izračunajte skupni upor na podlagi upora vsake veje. Vsak upor zmanjša količino toka, ki prehaja skozi eno vejo, zato ima majhen učinek na celotno upornost vezja. Formula za izračun celotnega upora: kjer je R 1 upor prve veje, R 2 upor druge veje in tako naprej do zadnje veje R n.

   Izračunajte upor iz znanega toka in napetosti. To storite, če upor vsakega elementa vezja ni znan.

   Nadomestite znane vrednosti v formulo Ohmovega zakona.Če so znane vrednosti skupnega toka in napetosti v vezju, se skupni upor izračuna po Ohmovem zakonu: R \u003d V / I.

   • Na primer, napetost v vzporednem vezju je 9 V, skupni tok pa 3 A. Skupni upor: R O = 9 V / 3 A = 3 ohma.

2. Poiščite veje z ničelnim uporom.Če veja vzporednega vezja sploh nima upora, bo ves tok stekel skozi to vejo. V tem primeru je skupni upor vezja 0 ohmov.

Kombinirana povezava

Kombinirano vezje razdelite na zaporedno in vzporedno. Kombinirano vezje vključuje elemente, ki so povezani zaporedno in vzporedno. Oglejte si diagram vezja in razmislite, kako ga razdeliti na odseke z zaporedno in vzporedno povezavo elementov. Obkrožite vsak odsek, da boste lažje izračunali skupni upor.

• Na primer, vezje vključuje upor 1 ohm in upor 1,5 ohm. Za drugim uporom se vezje razveji na dve vzporedni veji - ena veja vključuje upor z uporom 5 ohmov, druga pa z uporom 3 ohme. Obkrožite dve vzporedni veji, da ju označite v diagramu vezja.

1. Poiščite upornost vzporednega tokokroga.Če želite to narediti, uporabite formulo za izračun skupnega upora vzporednega vezja: 1 R O = 1 R 1 + 1 R 2 + 1 R 3 + . . . 1 R n (\displaystyle (\frac (1)(R_(O)))=(\frac (1)(R_(1)))+(\frac (1)(R_(2)))+(\ frac (1)(R_(3)))+...(\frac (1)(R_(n)))).

   Poenostavite verigo. Ko najdete skupni upor vzporednega vezja, ga lahko zamenjate z enim elementom, katerega upor je enak izračunani vrednosti.

   • V našem primeru se znebite dveh vzporednih vej in ju zamenjajte z enim uporom 1,875 ohma.

2. Dodajte upore zaporedno vezanih uporov.Če vzporedno vezje zamenjate z enim elementom, dobite zaporedno vezje. Skupni upor serijskega vezja je enak vsoti uporov vseh elementov, ki so vključeni v to vezje.

Vsebina:

Kot veste, je povezava katerega koli elementa vezja, ne glede na njegov namen, lahko dve vrsti - vzporedna povezava in serijska povezava. Možna je tudi mešana, to je zaporedno-vzporedna vezava. Vse je odvisno od namena komponente in funkcije, ki jo opravlja. Torej upori niso ušli tem pravilom. Zaporedna in vzporedna upornost uporov je v bistvu enaka vzporedni in zaporedni vezavi svetlobnih virov. V vzporednem vezju povezovalni diagram pomeni vhod za vse upore iz ene točke in izhod iz druge. Poskusimo ugotoviti, kako je vzpostavljena serijska povezava in kako vzporedna povezava. In kar je najpomembnejše, kakšna je razlika med takimi povezavami in v katerih primerih je potrebna serijska povezava in v katerih vzporedna povezava. Zanimiv je tudi izračun parametrov, kot sta skupna napetost in skupni upor vezja v primerih serijske ali vzporedne povezave. Začnimo z definicijami in pravili.

Načini povezave in njihove značilnosti

Vrste vezave porabnikov oziroma elementov igrajo zelo pomembno vlogo, saj so od tega odvisne karakteristike celotnega tokokroga, parametri posameznih tokokrogov ipd. Za začetek se poskusimo ukvarjati s serijsko povezavo elementov v vezje.

serijsko povezavo

Serijska povezava je povezava, pri kateri se upori (pa tudi drugi porabniki ali elementi vezja) povezujejo drug za drugim, medtem ko je izhod prejšnjega povezan z vhodom naslednjega. Ta vrsta preklopnih elementov daje indikator, ki je enak vsoti uporov teh elementov vezja. To pomeni, da če je r1 \u003d 4 ohmov in r2 \u003d 6 ohmov, potem ko sta povezana v serijsko vezje, bo skupni upor 10 ohmov. Če zaporedno dodamo še en 5 ohmski upor, bo seštevek teh številk dal 15 ohmov - to bo skupni upor serijskega vezja. To pomeni, da so skupne vrednosti enake vsoti vseh uporov. Ko se izračuna za zaporedno povezane elemente, se ne pojavijo vprašanja - vse je preprosto in jasno. Zato se o tem niti ne bi smeli resneje ukvarjati.

Popolnoma po drugih formulah in pravilih se skupni upor uporov izračuna pri vzporedni povezavi, zato je smiselno, da se na njem podrobneje posvetimo.

Vzporedna povezava

Vzporedna je povezava, pri kateri so vsi vhodi uporov združeni na eni točki, vsi izhodi pa na drugi. Glavna stvar je razumeti, da bo skupni upor s takšno povezavo vedno nižji od enakega parametra upora z najmanjšim.

To funkcijo je smiselno analizirati s primerom, potem bo veliko lažje razumeti. Obstajata dva 16 ohmska upora, vendar je za pravilno ožičenje vezja potrebnih samo 8 ohmov. V tem primeru, ko sta vključena oba, ko sta povezana vzporedno v vezje, bo pridobljenih potrebnih 8 ohmov. Poskusimo razumeti, po kateri formuli so možni izračuni. Ta parameter je mogoče izračunati na naslednji način: 1/Rtotal = 1/R1+1/R2, pri dodajanju elementov pa se lahko vsota nadaljuje v nedogled.

Poskusimo drug primer. 2 upora sta vzporedno povezana z uporom 4 in 10 ohmov. Potem bo vsota enaka 1/4 + 1/10, kar bo enako 1: (0,25 + 0,1) = 1: 0,35 = 2,85 ohmov. Kot lahko vidite, čeprav so imeli upori velik upor, je njihov skupni indikator pri vzporedni povezavi postal precej nižji.

Izračunate lahko tudi skupno upornost štirih vzporedno povezanih uporov z nazivno vrednostjo 4, 5, 2 in 10 ohmov. Izračuni po formuli bodo naslednji: 1/Rtot = 1/4+1/5+1/2+1/10, kar bo enako 1: (0,25+0,2+0,5+0,1)= 1/1,5 = 0,7 ohma.

Kar zadeva tok, ki teče skozi vzporedno povezane upore, se je tukaj potrebno sklicevati na Kirchhoffov zakon, ki pravi, da je "moč toka pri vzporedni povezavi, ki zapušča vezje, enaka toku, ki vstopa v vezje." In ker tukaj o vsem namesto nas odločajo zakoni fizike. V tem primeru so skupni trenutni indikatorji razdeljeni na vrednosti, ki so obratno sorazmerne z uporom veje. Preprosto povedano, višja kot je vrednost upora, manjši tokovi bodo tekli skozi ta upor, vendar bo na splošno vhodni tok še vedno na izhodu. Pri vzporedni povezavi tudi napetost na izhodu ostane enaka kot na vhodu. Diagram vzporedne povezave je prikazan spodaj.

Serijsko-vzporedna povezava

Serijsko-vzporedna vezava je, ko serijsko vezano vezje vsebuje vzporedne upore. V tem primeru bo skupni serijski upor enak vsoti posameznih skupnih vzporednih. Metoda izračuna je enaka v posameznih primerih.

Povzemite

Če povzamemo vse zgoraj navedeno, je mogoče narediti naslednje zaključke:

1. Ko so upori povezani zaporedno, za izračun skupnega upora niso potrebne posebne formule. Potrebno je le sešteti vse kazalnike uporov - vsota bo skupni upor.
2. Ko so upori povezani vzporedno, se skupni upor izračuna po formuli 1/Rtotal = 1/R1+1/R2…+Rn.
3. Ekvivalentni upor pri vzporedni povezavi je vedno manjši od najmanjšega podobnega indikatorja enega od uporov, vključenih v vezje.
4. Tok in napetost pri vzporedni povezavi ostaneta nespremenjena, to pomeni, da je napetost pri zaporedni povezavi enaka tako na vhodu kot na izhodu.
5. Zaporedno-vzporedna vezava v izračunih je podrejena istim zakonom.

V vsakem primeru, ne glede na povezavo, je treba jasno izračunati vse indikatorje elementov, saj imajo parametri zelo pomembno vlogo pri namestitvi vezij. In če v njih naredite napako, potem vezje ne bo delovalo ali pa bodo njegovi elementi preprosto izgoreli zaradi preobremenitve. Pravzaprav to pravilo velja za katero koli vezje, tudi v ožičenju. Navsezadnje je žica glede na presek izbrana tudi glede na moč in napetost. In če postavite žarnico z nazivno vrednostjo 110 voltov v tokokrog z napetostjo 220, je enostavno razumeti, da bo takoj izgorela. Enako je z elementi radijske elektronike. In zato - pozornost in skrbnost pri izračunih - ključ do pravilnega delovanja vezja.