Кое свързване на съпротивления се нарича последователно? Методи за свързване на приемници на електрическа енергия

Здравейте.

Днес ще разгледаме последователно и паралелно свързване на съпротивления. Темата е много интересна и актуална за нашето ежедневие. По правило всеки обект започва с тази тема. В противен случай първо всичко.

Първо, нека разберем защо има „съпротива“. Синоними за това определение могат да бъдат: товар или резистор. Тъй като говорим за електрическа мрежа, от това следва, че през проводниците протича ток. Без значение колко добре протича токът през проводниците и независимо от какви материали са направени проводниците, върху тока все още действа вид сила на триене. Тоест токът среща известно съпротивление и в зависимост от материала, сечението и дължината на проводника това съпротивление е по-силно или по-слабо. Така в руския език е възприет терминът „съпротивление“, обозначаващ определен елемент от веригата, който създава осезаема пречка за преминаването на тока, а по-късно се появява популярният термин „натоварване“, тоест зареждащ елемент и терминът „резистор“ идва от английския език. Разбрахме концепциите, сега можем да започнем да практикуваме. Нека започнем, може би, с паралелно свързване на съпротивления, просто защото ги използваме почти навсякъде.

Паралелно свързване на съпротивления

При паралелно свързване всички съпротивления са свързани с началото си към една точка на източника на захранване, а краищата им към друга. Да не отиваме далеч, а да се огледаме около нас. Сешоар, ютия, пералня, тостер, микровълнова печка и всеки друг електрически уред имат щепсел с два работни края и един защитен (заземяващ) край. Напрежението в контакта е нашият източник на енергия. Колкото и електрически уреди да включим в мрежата, ние ги свързваме всички паралелно към един източник на захранване. Нека начертаем диаграма, за да стане по-ясно.

Без значение колко потребители се добавят към тази схема, абсолютно нищо не се променя. Единият край на електрическия уред е свързан към нулевата шина, а другият към фазата. Сега нека трансформираме малко диаграмата:

Сега имаме три съпротивления:

Желязо 2,2 kW – R1 (22 Ohm);

Печка 3,5 kW – R2 (14 Ohm);

Крушка 100 W – R3 (484 Ohm).

Това са реалните стойности на съпротивлението на тези консуматори на електрически ток. Включваме консуматорите си един по един в мрежата, а какво става с измервателния уред? Точно така, той започва да брои парите в портфейла ни по-бързо. Сега си спомняме закона на Ом, който гласи, че силата на тока е обратно пропорционална на съпротивлението и разбираме, че колкото по-ниско е съпротивлението, толкова по-висока е силата на тока. За да разберете още по-лесно какво се случва, представете си концертна зала с три изхода с различни размери и тълпа от хора. Колкото по-голяма е вратата, толкова повече хора могат да преминат през нея едновременно и колкото повече врати се отварят, толкова повече ще се увеличи пропускателната способност. Е, сега да преминем към формулите.

На всяко съпротивление се прилага същото напрежение - 220 волта.

От диаграмата и от практиката виждаме, че токовете се събират до един общ ток, следователно получаваме следното уравнение:

Ако се вгледате внимателно в уравнението, ще забележите, че горната част на уравнението е непроменена и може да се приеме като едно, като се получи следната формула:

Има и частна формула за изчисляване на две паралелно свързани съпротивления:

Е, нека направим изчислението на практика.

И получаваме общо съпротивление от 8,407 ома.

В предишната статия го разгледах и нека го проверим.

Мощността на веригата ще бъде:

Изчисляваме мощностите си: 2000+3500+100=5600, което е почти равно на 5757, такава голяма грешка се дължи на факта, че закръглих стойностите на съпротивлението до цели числа.

Какви изводи могат да се направят? Както можете да видите, общото съпротивление (наричано също еквивалентно) винаги ще бъде по-малко от най-малкото съпротивление на веригата. В нашия случай това е плоча със съпротивление 14 ома и еквивалент 8,4 ома. Това е разбираемо. Помните ли примера с вратите в концертната зала? Съпротивлението може да се нарече честотна лента. Така че общият брой хора (електрони), напускащи залата, ще бъде по-голям от пропускателната способност на всяка отделна врата. Тоест количеството ток се увеличава. С други думи, за тока всяко от съпротивленията ще бъде друга врата, през която може да тече.

Последователно свързване на съпротивления

При серийно свързване краят на едно съпротивление е свързан с друго. Типичен пример за такава връзка е новогодишната гирлянда.

Доколкото знаем от училищен курс по физика, само един ток протича през затворена верига. И така, какво имаме:

Крушка 200 вата – R1 (242 Ohm)

Крушка 100 вата – R2 (484 Ohm)

Крушка 50 вата – R3 (968 Ohm)

Нека отново да се върнем към алегорията и да си представим концертна зала, но този път ще има дълъг коридор с три врати, водещи от нея. Сега текущите (хората) имат само един начин да преминат последователно от една врата до друга. За да разрешим този проблем, ще трябва да започнем от напрежението. Въз основа на факта, че сумата на източника на захранване е равна на сумата от падовете на напрежението на съпротивленията, получаваме следната формула:

Това предполага:

Разделяйки двете страни на уравнението с обща стойност, стигаме до извода, че при последователно свързване, за да получим еквивалентното съпротивление на веригата, трябва да сумираме всички съпротивления на тази верига:

Да проверим. R=242+484+968=1694 ома

Както можете да видите, балансът на мощността е почти равен. А сега внимание към една характеристика, която отново ще разкрие концепцията за „съпротива“. Моля, имайте предвид, че ще имаме най-висока мощност на най-слабата крушка:

Изглежда, че всичко трябва да е обратното, по-мощна крушка трябва да свети по-ярко. Да се ​​върнем към нашата алегория. Къде според теб ще е по-силно увлечението при широката врата или при тясната? Къде ще е по-горещо? Разбира се, близо до тясната врата ще има смачкване, а там, където има смачкване, ще бъде горещо, защото хората ще се опитат да си проправят път по-бързо. В един ток ролята на хора играят електроните. Това е парадоксът, който възниква, когато резистори с различни стойности са свързани в последователна верига и затова се опитват да използват еднакви крушки в гирлянди. Сега, знаейки принципите на серийното свързване на съпротивленията, можете да изчислите всяка гирлянда. Например, имате 12 волтови лампи за кола. Знаейки, че общото напрежение е равно на сбора от падовете на напрежението, просто трябва да разделим 220 волта на 12 волта и получаваме 18,3 лампи. Тоест, ако вземете 18 или 19 еднакви лампи от 12 волта и ги свържете последователно, тогава те могат да бъдат включени на 220 волта и няма да изгорят.

Нека обобщим

При паралелно свързване на съпротивления еквивалентното съпротивление намалява (концертната зала се изпразва три пъти по-бързо, грубо казано, хората се разпръскват по три коридора), а при последователно свързване съпротивлението се увеличава (без значение как хората искат да напуснат залата по-бързо , те ще трябва да направят това само по протежение на един коридор и колкото по-тесен е коридорът, толкова по-голямо съпротивление създава).

Последователно свързване е свързване на елементи на веригата, при което един и същ ток I възниква във всички елементи, включени във веригата (фиг. 1.4).

Въз основа на втория закон на Кирхоф (1.5), общото напрежение U на цялата верига е равно на сумата от напреженията в отделните секции:

U = U 1 + U 2 + U 3 или IR eq = IR 1 + IR 2 + IR 3,

откъде следва

R eq = R 1 + R 2 + R 3.

Така при последователно свързване на елементи на веригата общото еквивалентно съпротивление на веригата е равно на аритметичната сума на съпротивленията на отделните секции. Следователно верига с произволен брой последователно свързани съпротивления може да бъде заменена с проста верига с едно еквивалентно съпротивление R eq (фиг. 1.5). След това изчислението на веригата се свежда до определяне на тока I на цялата верига съгласно закона на Ом

и използвайки горните формули, изчислете спада на напрежението U 1, U 2, U 3 в съответните секции на електрическата верига (фиг. 1.4).

Недостатъкът на последователното свързване на елементи е, че ако поне един елемент се повреди, работата на всички останали елементи на веригата спира.

Електрическа верига с паралелно свързване на елементи

Паралелна връзка е връзка, при която всички консуматори на електрическа енергия, включени във веригата, са под едно и също напрежение (фиг. 1.6).

В този случай те са свързани към два възела на веригата a и b и въз основа на първия закон на Кирхоф можем да запишем, че общият ток I на цялата верига е равен на алгебричната сума на токовете на отделните клонове:

I = I 1 + I 2 + I 3, т.е.

откъдето следва, че

.

В случай, че две съпротивления R 1 и R 2 са свързани паралелно, те се заменят с едно еквивалентно съпротивление

.

От съотношението (1.6) следва, че еквивалентната проводимост на веригата е равна на аритметичната сума на проводимостта на отделните клонове:

g eq = g 1 + g 2 + g 3.

С увеличаване на броя на паралелно свързаните консуматори се увеличава проводимостта на веригата g eq и обратно, общото съпротивление R eq намалява.

Напрежения в електрическа верига с паралелно свързани съпротивления (фиг. 1.6)

U = IR eq = I 1 R 1 = I 2 R 2 = I 3 R 3.

Следва, че

тези. Токът във веригата се разпределя между успоредни клонове обратно пропорционално на тяхното съпротивление.

Съгласно паралелно свързана верига, консуматори с всякаква мощност, проектирани за същото напрежение, работят в номинален режим. Освен това включването или изключването на един или повече консуматори не оказва влияние върху работата на останалите. Следователно тази верига е основната верига за свързване на потребителите към източник на електрическа енергия.

Електрическа верига със смесено свързване на елементи

Смесена връзка е връзка, при която веригата съдържа групи от паралелно и последователно свързани съпротивления.

За веригата, показана на фиг. 1.7, изчисляването на еквивалентното съпротивление започва от края на веригата. За да опростим изчисленията, приемаме, че всички съпротивления в тази верига са еднакви: R 1 =R 2 =R 3 =R 4 =R 5 =R. Съпротивленията R 4 и R 5 са ​​свързани паралелно, тогава съпротивлението на участъка на веригата cd е равно на:

.

В този случай оригиналната схема (фиг. 1.7) може да бъде представена в следната форма (фиг. 1.8):

В диаграмата (фиг. 1.8) съпротивлението R 3 и R cd са свързани последователно и тогава съпротивлението на секцията на веригата ad е равно на:

.

Тогава диаграмата (фиг. 1.8) може да бъде представена в съкратен вариант (фиг. 1.9):

В диаграмата (фиг. 1.9) съпротивлението R 2 и R ad са свързани паралелно, тогава съпротивлението на секцията ab е равно на

.

Веригата (фиг. 1.9) може да бъде представена в опростена версия (фиг. 1.10), където съпротивленията R 1 и R ab са свързани последователно.

Тогава еквивалентното съпротивление на оригиналната верига (фиг. 1.7) ще бъде равно на:

Ориз. 1.10

Ориз. 1.11

В резултат на трансформациите оригиналната верига (фиг. 1.7) се представя под формата на верига (фиг. 1.11) с едно съпротивление R екв. Изчисляването на токовете и напреженията за всички елементи на веригата може да се извърши съгласно законите на Ом и Кирхоф.

ЛИНЕЙНИ ВЕРИГИ НА МОНОФАЗЕН СИНУСОИДАЛЕН ТОК.

Получаване на синусоидална ЕМП. . Основни характеристики на синусоидалния ток

Основното предимство на синусоидалните токове е, че позволяват най-икономично производство, пренос, разпределение и използване на електрическа енергия. Осъществимостта на тяхното използване се дължи на факта, че ефективността на генераторите, електродвигателите, трансформаторите и електропроводите в този случай е най-висока.

За да се получат синусоидално променящи се токове в линейни вериги, е необходимо напр. д.с. също се променя по синусоидален закон. Нека разгледаме процеса на възникване на синусоидална ЕМП. Най-простият генератор на синусоидална ЕМП може да бъде правоъгълна намотка (рамка), равномерно въртяща се в еднообразно магнитно поле с ъглова скорост ω (фиг. 2.1, b).

Магнитен поток, преминаващ през намотката, докато намотката се върти abcdиндуцира (индуцира) в него въз основа на закона за електромагнитната индукция ЕМП д . Товарът е свързан към генератора с помощта на четки 1 , притиснат към два хлъзгащи пръстена 2 , които от своя страна са свързани към бобината. Индуцирана стойност на бобината abcdд. д.с. във всеки момент от времето е пропорционална на магнитната индукция IN, размера на активната част на намотката л = аб + dcи нормалната компонента на скоростта на движението му спрямо полето vн:

д = Булн (2.1)

Където INИ л- постоянни стойности, a vн- променлива, зависеща от ъгъла α. Изразяване на скоростта v нпрез линейната скорост на бобината v, получаваме

д = Blv·sinα (2.2)

В израз (2.2) продуктът Бул= конст. Следователно, e. d.s., индуциран в намотка, въртяща се в магнитно поле, е синусоидална функция на ъгъла α .

Ако ъгълът α = π/2, след това продукта Булвъв формула (2.2) има максимална (амплитудна) стойност на индуцирана e. д.с. E m = Бул. Следователно израз (2.2) може да бъде записан във вида

e = Eмsinα (2.3)

защото α е ъгълът на завъртане във времето T, след това, изразявайки го чрез ъглова скорост ω , можем да пишем α = ωt, и препишете формула (2.3) във формата

e = Eмsinωt (2.4)

Където д- моментна стойност e. д.с. в макара; α = ωt- фаза, характеризираща стойността на e. д.с. в даден момент от времето.

Трябва да се отбележи, че моментът e. д.с. за безкрайно малък период от време може да се счита за постоянна стойност, следователно за моментни стойности на e. д.с. д, волтаж Ии течения азважат законите на постоянния ток.

Синусоидалните величини могат да бъдат представени графично чрез синусоиди и въртящи се вектори. Когато ги изобразявате като синусоиди, моментните стойности на количествата се нанасят върху ординатата в определен мащаб, а времето се нанася върху абсцисата. Ако синусоидалната величина е представена чрез въртящи се вектори, тогава дължината на вектора върху скалата отразява амплитудата на синусоидата, ъгълът, образуван с положителната посока на абсцисната ос в началния момент, е равен на началната фаза и скоростта на въртене на вектора е равна на ъгловата честота. Моментните стойности на синусоидалните величини са проекции на въртящия се вектор върху ординатната ос. Трябва да се отбележи, че положителната посока на въртене на радиус вектора се счита за посока на въртене обратно на часовниковата стрелка. На фиг. 2.2 са начертани графики на моментните стойности на e. д.с. дИ д".

Ако броят на двойките магнитни полюси p ≠ 1, тогава при едно завъртане на намотката (виж фиг. 2.1) се случва стрпълни цикли на промяна e. д.с. Ако ъгловата честота на намотката (ротора) нобороти в минута, тогава периодът ще намалее с пнведнъж. Тогава честотата e. d.s., т.е. броя на периодите в секунда,

f = Пн / 60

От фиг. 2.2 е ясно, че ωТ = 2π, където

ω = 2π / T = 2πf (2.5)

Размер ω , пропорционална на честотата f и равна на ъгловата скорост на въртене на радиус-вектора, се нарича ъглова честота. Ъгловата честота се изразява в радиани за секунда (rad/s) или 1/s.

Графично изобразен на фиг. 2.2 д. д.с. дИ д"може да се опише с изрази

e = Eмsinωt; д" = Е"мsin(ωt + ψд") .

Тук ωtИ ωt + ψд"- фази, характеризиращи стойностите на e. д.с. дИ д"в даден момент от време; ψ д"- началната фаза, която определя стойността на e. д.с. д"при t = 0. За e. д.с. дначалната фаза е нула ( ψ д = 0 ). Ъгъл ψ винаги се брои от нулевата стойност на синусоидалната стойност, когато преминава от отрицателни към положителни стойности до началото (t = 0). В този случай положителната начална фаза ψ (фиг. 2.2) се поставят вляво от началото (към отрицателните стойности ωt), а отрицателната фаза - вдясно.

Ако две или повече синусоидални величини, които се променят с еднаква честота, нямат еднакъв синусоидален произход във времето, тогава те са изместени една спрямо друга във фаза, т.е. те са извън фаза.

Ъглова разлика φ , равен на разликата в началните фази, се нарича ъгъл на фазово изместване. Фазово отместване между синусоидални величини със същото име, например между две e. д.с. или две течения, означават α . Ъгълът на фазово изместване между синусоидите на тока и напрежението или техните максимални вектори се обозначава с буквата φ (фиг. 2.3).

Когато за синусоидални величини фазовата разлика е равна на ±π , тогава те са противоположни по фаза, но ако фазовата разлика е равна ±π/2, тогава се казва, че са в квадратура. Ако началните фази са еднакви за синусоидални величини с еднаква честота, това означава, че те са във фаза.

Синусоидално напрежение и ток, чиито графики са представени на фиг. 2.3 са описани, както следва:

u = Uмгрях(ω t+ψ u) ; аз = азмгрях(ω t+ψ аз) , (2.6)

и фазовия ъгъл между тока и напрежението (виж фиг. 2.3) в този случай φ = ψ u - ψ аз.

Уравнения (2.6) могат да бъдат записани по различен начин:

u = Uмsin(ωt + ψаз + φ) ; аз = азмsin(ωt + ψu - φ) ,

тъй като ψ u = ψ аз + φ И ψ аз = ψ u - φ .

От тези изрази следва, че напрежението води тока във фаза под ъгъл φ (или токът е извън фаза с напрежението под ъгъл φ ).

Форми на представяне на синусоидални електрически величини.

Всяко синусоидално вариращо електрическо количество (ток, напрежение, емф) може да бъде представено в аналитична, графична и сложна форма.

1). Аналитиченформа на представяне

аз = аз мгрях( ω·t + ψ аз), u = U мгрях( ω·t + ψ u), д = д мгрях( ω·t + ψ д),

Където аз, u, д– моментна стойност на синусоидален ток, напрежение, ЕМП, т.е. стойности в разглеждания момент от време;

аз м , U м , д м– амплитуди на синусоидален ток, напрежение, ЕМП;

(ω·t + ψ ) – фазов ъгъл, фаза; ω = 2·π/ T– ъглова честота, характеризираща скоростта на изменение на фазата;

ψ аз, ψ ти, ψ e - началните фази на тока, напрежението, EMF се отчитат от точката на преход на синусоидалната функция през нула до положителна стойност преди началото на отчитането на времето ( T= 0). Началната фаза може да има както положително, така и отрицателно значение.

Графиките на моментните стойности на тока и напрежението са показани на фиг. 2.3

Началната фаза на напрежението е изместена вляво от началото и е положителна ψ u > 0, началната фаза на тока е изместена надясно от началото и е отрицателна ψ аз< 0. Алгебраическая величина, равная разности начальных фаз двух синусоид, называется сдвигом фаз φ . Фазово изместване между напрежение и ток

φ = ψ ти – ψ аз = ψ u – (- ψ i) = ψ u+ ψ аз

Използването на аналитична форма за изчисляване на вериги е тромаво и неудобно.

На практика трябва да се работи не с моментни стойности на синусоидални количества, а с действителни. Всички изчисления се извършват за ефективни стойности; номиналните данни на различни електрически устройства показват ефективни стойности (ток, напрежение), повечето електрически измервателни уреди показват ефективни стойности. Ефективният ток е еквивалентът на постоянен ток, който генерира същото количество топлина в резистора едновременно с променливия ток. Ефективната стойност е свързана с простата връзка на амплитудата

2). векторформата на представяне на синусоидална електрическа величина е вектор, въртящ се в декартова координатна система с начало в точка 0, чиято дължина е равна на амплитудата на синусоидалната величина, ъгълът спрямо оста x е неговият начален фаза, а честотата на въртене е ω = 2πf. Проекцията на даден вектор върху оста y по всяко време определя моментната стойност на разглежданото количество.

Ориз. 2.4

Набор от вектори, изобразяващи синусоидални функции, се нарича векторна диаграма, фиг. 2.4

3). КомплексПредставянето на синусоидални електрически величини съчетава яснотата на векторните диаграми с точни аналитични изчисления на вериги.

Ориз. 2.5

Изобразяваме тока и напрежението като вектори на комплексната равнина, Фиг. 2.5 Абсцисната ос се нарича ос на реални числа и се обозначава +1 , ординатната ос се нарича ос на имагинерните числа и се обозначава +j. (В някои учебници реалната числова ос е обозначена Re, а оста на имагинерните е Аз съм). Нека разгледаме векторите U И аз в даден момент T= 0. Всеки от тези вектори съответства на комплексно число, което може да бъде представено в три форми:

А). Алгебрични

U = U’+ jU"

аз = аз’ – jI",

Където U", U", аз", аз" – проекции на вектори върху осите на реални и имагинерни числа.

б). Показателно

Където U, аз– модули (дължини) на вектори; д– основата на естествения логаритъм; ротационни фактори, тъй като умножението по тях съответства на завъртане на векторите спрямо положителната посока на реалната ос с ъгъл, равен на началната фаза.

V). Тригонометричен

U = U·(cos ψ u+ йгрях ψ ф)

аз = аз·(cos ψ аз – йгрях ψ и).

При решаване на задачи те използват предимно алгебричната форма (за операции събиране и изваждане) и експоненциална форма (за операции умножение и деление). Връзката между тях се установява чрез формулата на Ойлер

д йψ = cos ψ + йгрях ψ .

Неразклонени електрически вериги

Съдържание:

Както знаете, свързването на всеки елемент от веригата, независимо от предназначението му, може да бъде два вида - паралелно свързване и последователно свързване. Възможна е и смесена, тоест последователно-паралелна връзка. Всичко зависи от предназначението на компонента и функцията, която изпълнява. Това означава, че резисторите не избягват тези правила. Последователното и паралелното съпротивление на резисторите е по същество същото като паралелното и последователно свързване на светлинни източници. В паралелна верига схемата на свързване включва вход към всички резистори от една точка и изход от друга. Нека се опитаме да разберем как се прави серийна връзка и как се прави паралелна връзка. И най-важното, каква е разликата между тези връзки и в кои случаи е необходима серийна и в кои паралелна връзка? Също така е интересно да се изчислят такива параметри като общото напрежение и общото съпротивление на веригата в случаи на последователно или паралелно свързване. Да започнем с дефиниции и правила.

Методи за свързване и техните характеристики

Видовете връзки на консуматори или елементи играят много важна роля, тъй като от това зависят характеристиките на цялата верига, параметрите на отделните вериги и други подобни. Първо, нека се опитаме да разберем серийното свързване на елементи към веригата.

Серийна връзка

Серийната връзка е връзка, при която резистори (както и други консуматори или елементи на веригата) се свързват един след друг, като изходът на предишния е свързан към входа на следващия. Този тип превключване на елементи дава индикатор, равен на сумата от съпротивленията на тези елементи на веригата. Тоест, ако r1 = 4 ома и r2 = 6 ома, тогава, когато са свързани в последователна верига, общото съпротивление ще бъде 10 ома. Ако добавим още един резистор от 5 ома последователно, добавянето на тези числа ще даде 15 ома - това ще бъде общото съпротивление на серийната верига. Тоест общите стойности са равни на сумата от всички съпротивления. При изчисляването му за елементи, които са свързани последователно, не възникват въпроси - всичко е просто и ясно. Ето защо няма нужда дори да се спираме по-сериозно на това.

За изчисляване на общото съпротивление на резисторите, когато са свързани паралелно, се използват напълно различни формули и правила, така че има смисъл да се спрем на него по-подробно.

Паралелна връзка

Паралелната връзка е връзка, при която всички резисторни входове са комбинирани в една точка, а всички изходи във втората. Основното нещо, което трябва да разберете тук, е, че общото съпротивление с такава връзка винаги ще бъде по-ниско от същия параметър на резистора, който има най-малкия.

Има смисъл да се анализира такава функция с пример, тогава ще бъде много по-лесно за разбиране. Има два резистора по 16 ома, но за правилна инсталация на веригата са необходими само 8 ома. В този случай, когато се използват и двата, когато са свързани паралелно на веригата, ще се получат необходимите 8 ома. Нека се опитаме да разберем по каква формула са възможни изчисленията. Този параметър може да се изчисли по следния начин: 1/Rtotal = 1/R1+1/R2, като при добавяне на елементи сумата може да продължи безкрайно дълго.

Нека опитаме друг пример. 2 резистора са свързани паралелно със съпротивление 4 и 10 ома. Тогава общата сума ще бъде 1/4 + 1/10, което ще бъде равно на 1:(0,25 + 0,1) = 1:0,35 = 2,85 ома. Както можете да видите, въпреки че резисторите имаха значително съпротивление, когато бяха свързани паралелно, общата стойност стана много по-ниска.

Можете също така да изчислите общото съпротивление на четири паралелно свързани резистора с номинална стойност 4, 5, 2 и 10 ома. Изчисленията, съгласно формулата, ще бъдат както следва: 1/Rобщо = 1/4+1/5+1/2+1/10, което ще бъде равно на 1:(0,25+0,2+0,5+0,1)= 1/1,5 = 0,7 ома.

Що се отнася до тока, протичащ през паралелно свързани резистори, тук е необходимо да се обърнем към закона на Кирхоф, който гласи, че "силата на тока в паралелна връзка, напускаща веригата, е равна на тока, влизащ във веригата." Следователно тук законите на физиката решават всичко вместо нас. В този случай общите текущи индикатори се разделят на стойности, които са обратно пропорционални на съпротивлението на клона. Казано по-просто, колкото по-висока е стойността на съпротивлението, толкова по-малки токове ще преминат през този резистор, но като цяло входният ток все още ще бъде на изхода. При паралелно свързване напрежението на изхода също остава същото като на входа. Диаграмата на паралелното свързване е показана по-долу.

Последователно-паралелно свързване

Серийно-паралелна връзка е, когато веригата на серийно свързване съдържа паралелни съпротивления. В този случай общото последователно съпротивление ще бъде равно на сумата от отделните общи паралелни. Методът на изчисление е един и същ в съответните случаи.

Обобщете

Обобщавайки всичко по-горе, можем да направим следните изводи:

1. При последователно свързване на резистори не са необходими специални формули за изчисляване на общото съпротивление. Просто трябва да съберете всички показатели на резисторите - сумата ще бъде общото съпротивление.
2. При паралелно свързване на резистори общото съпротивление се изчислява по формулата 1/Rtot = 1/R1+1/R2…+Rn.
3. Еквивалентното съпротивление при паралелна връзка винаги е по-малко от минималната подобна стойност на един от резисторите, включени във веригата.
4. Токът, както и напрежението, при паралелно свързване остават непроменени, т.е. напрежението при последователно свързване е еднакво както на входа, така и на изхода.
5. Серийно-паралелната връзка по време на изчисления се подчинява на същите закони.

Във всеки случай, каквато и да е връзката, е необходимо ясно да се изчислят всички показатели на елементите, тъй като параметрите играят много важна роля при инсталирането на вериги. И ако направите грешка в тях, тогава или веригата няма да работи, или нейните елементи просто ще изгорят от претоварване. Всъщност това правило важи за всяка верига, дори и в електрическите инсталации. В крайна сметка напречното сечение на проводника също се избира въз основа на мощността и напрежението. И ако поставите електрическа крушка с номинално напрежение 110 волта във верига с напрежение 220, лесно е да разберете, че тя ще изгори моментално. Същото важи и за елементите на радиоелектрониката. Следователно, вниманието и скрупулността в изчисленията е ключът към правилната работа на веригата.

Няма нищо по-лесно за електротехника от свързването на лампа. Но ако трябва да сглобите полилей или аплик с няколко нюанса, често възниква въпросът: „Кой е най-добрият начин за свързване?“ За да разберете разликата между последователно и паралелно свързване на електрически крушки, нека си спомним курса по физика за 8 клас. Да се ​​съгласим предварително, че ще разгледаме осветлението в мрежи 220 V AC като пример; тази информация е валидна и за други напрежения и токове.

Серийна връзка

Същият ток протича през верига от последователно свързани елементи.Напрежението върху елементите, както и освободената мощност се разпределят според собственото съпротивление. В този случай токът е равен на частното напрежение и съпротивление, т.е.

Където Rобщо е сумата от съпротивленията на всички елементи на последователно свързана верига.

Колкото по-високо е съпротивлението, толкова по-малък е токът.

Последователно свързване на консуматори

За да свържете два или повече източника на светлина последователно, трябва да свържете краищата на гнездата заедно, както е показано на снимката, т.е. външните гнезда ще имат по един свободен проводник, към който подаваме фаза (P или L) с нула (N), а средните гнезда се свързват помежду си с един проводник.

Ток малко по-малък от 0,5 A протича през лампа от 100 W при напрежение 220 V. Ако свържете две според тази схема, токът ще падне наполовина. Лампите ще светят с половин интензитет. Консумацията на енергия няма да се сумира, но ще намалее до 55 (приблизително) и за двете. И така нататък: колкото повече лампи, толкова по-малък е токът и яркостта на всяка отделна лампа.

Предимство:

• експлоатационният живот на лампите с нажежаема жичка се увеличава;

недостатъци:

• ако единият изгори, другите също не горят;
• ако използвате устройства с различна мощност, тези, които са по-големи, практически няма да светят, тези, които са по-малки, ще светят нормално;
• всички елементи трябва да са с еднаква мощност;
• Не можете да включите енергоспестяващи лампи (LED и компактни флуоресцентни лампи) в лампа с такава връзка.

Тази връзка е чудесна в ситуации, когато трябва да създадете мека светлина, например за аплици. Ето как се свързват светодиодите в гирляндите. Голям минус е, че когато една връзка изгори, другите също не светят.

Паралелна връзка

При вериги, свързани паралелно, пълното напрежение на източника на захранване се прилага към всеки елемент. В този случай токът, протичащ през всеки от клоновете, зависи само от неговото съпротивление. Проводниците от всяка касета са свързани помежду си в двата края.

Предимства:

• ако една лампа изгори, останалите ще продължат да изпълняват функциите си;
• всяка от веригите свети на пълна топлина, независимо от мощността си, защото към всяка се прилага пълно напрежение;
• можете да премахнете три, четири или повече проводника от лампата (нула и необходимия брой фази към превключвателя) и да включите необходимия брой лампи или група;
• Енергоспестяващите крушки работят.

Няма никакви недостатъци.

За да включите светлините в групи, сглобете такава верига или в тялото на лампата, или в съединителната кутия.

Всяка от лампите се включва от собствен ключ, в този случай те са три, а две са включени.

Закони за последователно и паралелно свързване на проводници

При серийно свързване е важно да се има предвид, че през всички лампи протича един и същ ток. Това означава, че колкото повече елементи има в една верига, толкова по-малко ампери протичат през нея. Напрежението на всяка лампа е равно на произведението на тока и неговото съпротивление (закон на Ом). Като увеличите броя на елементите, ще намалите напрежението на всеки от тях.

В паралелна верига всеки клон поема количеството ток, от което се нуждае, и се прилага напрежението, което се доставя от източника на захранване (например домакинска електрическа мрежа)

Смесено съединение

Друго име за тази верига е последователно-паралелна верига. В клоновете на паралелна верига няколко потребителя са свързани последователно, например нажежаема жичка, халоген или LED. Тази схема често се използва при LED матрици. Този метод предлага някои предимства:

• свързване на отделни групи крушки на полилей (например 6-раменен);
• ако лампата изгори, само една група няма да свети, само една последователна верига ще се провали, останалите, стоящи успоредно, ще светят;
• групови лампи в серия с еднаква мощност и паралелни вериги с различна мощност, ако е необходимо.

Недостатъците са същите като тези, присъщи на серийните схеми.

Схеми на свързване на други видове лампи

За да свържете правилно други видове осветителни устройства, първо трябва да знаете техния принцип на работа и да се запознаете със схемата на свързване. Всеки тип лампа изисква определени условия на работа. Процесът на нажежаема жичка изобщо не е проектиран да излъчва светлина. В областта на високата мощност и площ те са забележимо заменени от газоразрядни устройства.

Луминесцентни лампи

В допълнение към лампите с нажежаема жичка често се използват както халогенни, така и флуоресцентни тръбни лампи (FL). Последните са често срещани в административни сгради, автобояджийни помещения, гаражи, промишлени и търговски помещения. Те се използват малко по-рядко у дома, например в кухнята за осветяване на работната зона.

LL не може да бъде свързан директно към мрежа от 220 V; запалването изисква високо напрежение, така че се използва специална схема:

• дросел, стартер, кондензатор (по избор);
• електронен баласт.

Първата схема се използва все по-рядко, характеризира се с по-ниска ефективност, бръмчене на газта и трептене на светлинния поток, което често е невидимо за окото. Връзката на електронния баласт често се показва на корпуса.

Или една лампа или две са свързани последователно, в зависимост от ситуацията и какво е налично, също с електронен баласт.

Необходим е кондензатор между фаза и нула, за да се компенсира реактивната мощност на индуктора и да се намали фазовото изместване; веригата ще започне без него.

Обърнете внимание на това как са свързани лампите, когато осветявате с флуоресцентна светлина, не можете да използвате същите правила, както при работа с лампи с нажежаема жичка. Подобна е ситуацията с лампите DRL и HPS, но те рядко се срещат в ежедневието, по-често в промишлени работилници и улични лампи.

Халогенни източници на светлина

Този тип често се използва в прожектори на окачени и окачени тавани. Подходящи за осветяване на места с висока влажност, тъй като се произвеждат за работа във вериги с ниско напрежение, например 12 волта.

За захранване се използва мрежов трансформатор 50 Hz, но размерите са големи и с времето започва да бръмчи. Електронният трансформатор е по-подходящ за това, той получава 220 V с честота 50 Hz и оставя 12 V AC с честота от няколко десетки kHz. В противен случай връзката е подобна на лампите с нажежаема жичка.

Заключение

Сглобете правилно вериги в лампи. Не свързвайте енергоспестяващи лампи последователно и следвайте схемата за превключване на флуоресцентни и халогенни лампи. Енергоспестяващите лампи „не харесват“ ниското напрежение и бързо ще изгорят, докато флуоресцентната лампа може изобщо да не свети.

За свързване на осветление са подходящи клемни блокове или скоби Wago, особено ако окабеляването е алуминиево и проводниците на лампата са медни. Основното е да спазвате правилата за безопасност при работа с електрически устройства.

1. Намерете еквивалентното съпротивление на участъци от веригата с паралелно свързване на резистори. Фигура 2. Серийно свързване на резистори. За да се изчисли съпротивлението на такива връзки, цялата верига е разделена на прости секции, състоящи се от резистори, свързани паралелно или последователно.

Този резултат следва от факта, че зарядите не могат да се натрупват в текущите точки на разклоняване (възли A и B) в DC верига. Този резултат е валиден за произволен брой паралелно свързани проводници.

На фиг. 1.9.3 показва пример за такава сложна схема и посочва последователността на изчисленията. Трябва да се отбележи, че не всички сложни вериги, състоящи се от проводници с различни съпротивления, могат да бъдат изчислени с помощта на формули за серийни и паралелни връзки.

Когато проводниците са свързани последователно, токът във всички проводници е еднакъв. При паралелна връзка спадът на напрежението между двата възела, свързващи елементите на веригата, е еднакъв за всички елементи.

Тоест, колкото по-голямо е съпротивлението на резистора, толкова по-големи са падовете на напрежението върху него. В резултат на това няколко резистора могат да бъдат свързани към една точка (електрически възел). С тази връзка през всеки резистор ще тече отделен ток. Силата на този ток ще бъде обратно пропорционална на съпротивлението на резистора.

По този начин, когато паралелно свързвате резистори с различни съпротивления, общото съпротивление винаги ще бъде по-малко от стойността на най-малкия отделен резистор. Напрежението между точки A и B е както общото напрежение за цялата секция на веригата, така и напрежението на всеки резистор поотделно. Смесената връзка е част от верига, където някои резистори са свързани последователно, а някои паралелно.

Веригата е разделена на секции само с паралелни или само последователни връзки. Общото съпротивление се изчислява за всеки отделен участък. Изчислете общото съпротивление за цялата верига на смесено свързване. Има и по-бърз начин за изчисляване на общото съпротивление за смесена връзка. Ако резисторите са свързани последователно, добавете ги заедно.

Тоест при последователно свързване резисторите ще бъдат свързани един след друг. Фигура 4 показва най-простия пример за свързване на смесен резистор. След изчисляване на еквивалентните съпротивления на резисторите веригата се преначертава. Обикновено се получава верига от последователно свързани еквивалентни съпротивления.4. Фигура 5. Изчисляване на съпротивлението на участък от верига със смесено свързване на резистори.

В резултат на това ще научите от нулата не само как да разработвате свои собствени устройства, но и как да свързвате различни периферни устройства с тях! Възелът е точка на разклонение във верига, в която са свързани поне три проводника. Серийното свързване на резистори се използва за увеличаване на съпротивлението.

Паралелно напрежение

Както можете да видите, изчисляването на съпротивлението на два паралелни резистора е много по-удобно. Паралелното свързване на резистори често се използва в случаите, когато е необходимо по-високо съпротивление на мощността. За да направите това, като правило се използват резистори със същата мощност и същото съпротивление.

Общо съпротивление Rtot

Тази връзка на съпротивленията се нарича последователна. Така получихме, че U = 60 V, т.е. несъществуващото равенство на едс на източника на ток и неговото напрежение. Сега ще включим амперметъра на свой ред във всеки клон на веригата, като запомним показанията на устройството. Следователно, когато съпротивленията са свързани паралелно, напрежението на клемите на източника на ток е равно на спада на напрежението във всяко съпротивление.

Това разклоняване на тока в успоредни клонове е подобно на потока течност през тръбите. Нека сега разгледаме на какво ще бъде равно общото съпротивление на външна верига, състояща се от две паралелно свързани съпротивления.

Нека се върнем към схемата, показана на фиг. 3, и нека да видим какво ще бъде еквивалентното съпротивление на две паралелно свързани съпротивления. По същия начин за всеки клон I1 = U1 / R1, I2 = U2 / R2, където I1 и I2 са токовете в клоновете; U1 и U2 - напрежение на клонове; R1 и R2 - разклонителни съпротивления.

Това означава, че общото съпротивление на веригата винаги ще бъде по-ниско от всеки резистор, свързан паралелно. 2. Ако тези секции включват резистори, свързани последователно, първо изчислете тяхното съпротивление. Чрез прилагане на закона на Ом към участък от верига може да се докаже, че общото съпротивление при последователно свързване е равно на сумата от съпротивленията на отделните проводници.