Parallelle en seriële geleideraansluiting

Parallelle en seriële verbinding van geleiders - manieren om een ​​elektrisch circuit te schakelen. Elektrische schakelingen van elke complexiteit kunnen worden weergegeven door de aangegeven abstracties.

Definities

Er zijn twee manieren om geleiders aan te sluiten, het wordt mogelijk om de berekening van een circuit met willekeurige complexiteit te vereenvoudigen:

• Het einde van de vorige geleider is rechtstreeks verbonden met het begin van de volgende - de verbinding wordt serieel genoemd. Er wordt een ketting gevormd. Om de volgende link in te schakelen, moet u het elektrisch circuit doorbreken door er een nieuwe geleider in te steken.
• Het begin van de geleiders is verbonden door een punt, de uiteinden door een ander, de verbinding wordt parallel genoemd. Bundel wordt vertakking genoemd. Elke individuele geleider vormt een tak. Gemeenschappelijke punten worden knooppunten van het elektrische netwerk genoemd.

In de praktijk komt de gemengde integratie van geleiders vaker voor, sommige zijn in serie verbonden, sommige parallel. Het is noodzakelijk om de keten te doorbreken met eenvoudige segmenten, los het probleem afzonderlijk op. Een willekeurig complexe elektrische schakeling kan worden beschreven door parallelle, seriële verbinding van geleiders. Dit gebeurt in de praktijk.

Gebruik van parallelle en seriële verbindingen van

Conductors-voorwaarden toegepast op elektrische schakelingen

Theorie is de basis voor het opbouwen van sterke kennis, weinigen weten hoe de spanning( potentiaalverschil) verschilt van spanningsval. In termen van fysica, wordt het interne circuit de huidige bron genoemd, die zich buiten bevindt - wordt extern genoemd. De scheiding helpt om de veldverdeling correct te beschrijven. De stroom doet het werk. In het eenvoudigste geval, het genereren van warmte volgens de Joule-Lenz-wet. De geladen deeltjes, die in de richting van een lager potentiaal bewegen, botsen met het kristalrooster, geven energie af. Er is een verwarmingsweerstand.

Om beweging te garanderen, is het noodzakelijk om een ​​potentiaalverschil aan de uiteinden van de geleider te behouden. Dit wordt het spanningsgedeelte van het circuit genoemd. Als je de geleider in het veld plaatst langs de lijnen van kracht, zal de stroom lopen, hij zal erg kort zijn. Het proces eindigt met het begin van het evenwicht. Het externe veld wordt gebalanceerd door zijn eigen ladingsveld, de tegenovergestelde richting. De stroom stopt. Om het proces continu te maken, is externe kracht nodig.

De huidige bron is een dergelijke aandrijving voor de beweging van een elektrisch circuit. Om het potentieel te behouden, wordt er binnenin gewerkt. Chemische reactie, zoals in een galvanische cel, mechanische krachten - hydro-elektrische generator. De ladingen in de bron bewegen in het tegenovergestelde veld. Dit wordt bereikt door het werk van externe krachten. Je kunt de bovenstaande bewoording parafraseren, zeg:

• Het buitenste deel van het circuit, waar de ladingen bewegen, weggedragen door het veld.
• Het binnenste van het circuit waar de ladingen tegen de intensiteit in bewegen.

De generator( huidige bron) is uitgerust met twee polen. Het hebben van minder potentieel wordt negatief genoemd, de ander is positief. In het geval van wisselstroom zijn de polen constant van plaats veranderende. De bewegingsrichting van de ladingen varieert. De stroom vloeit van de positieve pool naar de negatieve pool. De beweging van positieve ladingen gaat in de richting van afnemend potentieel. Volgens dit feit wordt het concept van een potentiële daling geïntroduceerd:

De potentiële daling van een ketensectie wordt het verlies van potentieel binnen een segment genoemd. Formeel, deze spanning. Voor de takken van het parallelle circuit is hetzelfde.

Spanningsval betekent iets anders. De waarde die het warmteverlies karakteriseert, is numeriek gelijk aan het product van de stroom en de actieve weerstand van het gebied. De wetten van Ohm en Kirchhoff, die hieronder worden besproken, zijn geformuleerd voor deze zaak. In elektrische motoren, transformatoren, kan het potentiaalverschil aanzienlijk verschillen van de spanningsval. Dit laatste kenmerkt de verliezen in actieve weerstand, terwijl de eerste rekening houdt met de volledige werking van de huidige bron.

Hier leggen we uit: een deel van de energie wordt omgezet in magnetische flux of chemische interactie, het circuit in het gebied kan niet als consistent worden beschouwd. Er is een vertakking vanwege de aanwezigheid van de reactieve component van de impedantie of andere krachten. De motorwikkeling is voorzien van een uitgesproken inductieve weerstand, waarmee het magnetische veld wordt uitgezonden om werk uit te voeren. Macht is in fase verschoven, een deel ervan gaat naar warmte. In de praktijk wordt het als een parasitair fenomeen beschouwd. De wetten van de sequentiële en externe verbinding van geleiders in de natuurkunde zijn geformuleerd voor de eenvoudigste gevallen. Constant is de stroom van één richting, constante amplitude, ingenieurs begrijpen hierdoor de gelijkgerichte spanning.

Bij het oplossen van fysieke problemen kan de motor omwille van de eenvoud een emf in zijn samenstelling opnemen, waarvan de richting tegenovergesteld is aan het effect van de stroombron. Het feit van energieverlies via het reactieve deel van de impedantie wordt in aanmerking genomen. De fysica van de school en de universiteit verschilt van de realiteit. Dat is de reden waarom studenten, nadat ze een mond hebben geopend, luisteren naar de verschijnselen die plaatsvinden in de elektrotechniek. In de periode voorafgaand aan het tijdperk van de industriële revolutie, werden de belangrijkste wetten ontdekt, de wetenschapper zou de rol van theoreticus en getalenteerde onderzoeker moeten verenigen. Voorkeuren voor de werken van Kirchhoff spreken hier openlijk over( de werken van George Ohm zijn niet in het Russisch vertaald).De leraren lokten letterlijk mensen met extra lezingen, op smaak gebracht met visuele, verbazingwekkende experimenten.

De wetten van Ohm en Kirchhoff zoals toegepast op de reeks en parallelschakeling van geleiders

Om echte problemen op te lossen, worden de wetten van Ohm en Kirchhoff gebruikt. De eerste ontleende gelijkheid op een puur empirische manier - experimenteel - de tweede begon met een wiskundige analyse van het probleem, daarna controleerde hij de gissingen met oefening. Laten we wat informatie geven die helpt om het probleem op te lossen:

1. In de verhandeling over de wiskundige studie van galvanisatieketens, Georg Ohm: de stroom wanneer de geleiders in serie zijn verbonden, is hetzelfde. De magnetische naald in elke sectie van de ketting werd in experimenten afgebogen met een vaste hoek. De ontdekking van de wet van Ohm werd voorafgegaan door het rapport van Oersted over de actie van een dirigent met een stroming op een zeekompas. De sterkte van de stroom werd meestal gekenmerkt door de afwijking van de magnetische naald van de beginpositie. Voor grotere loyaliteit bezat Om ervaring in de richting van de meridiaan op aarde.
2. In een knooppunt van een parallel elektrisch circuit, de huidige vorken. Kirchhoff kreeg de regel om de doorgang van elektriciteit door een metalen ronde plaat te onderzoeken, en zo een algemene formule voor alle gevallen te verkrijgen. De geconcipieerde werd opgevolgd, twee Kirchhoff-wetten werden een bijproduct, zegt men: de som van de stromen van het ketenknooppunt is nul. Inbox wordt met één teken genomen, uitgaand - met een ander.
3. De tweede wet van Kirchhoff helpt bij het analyseren van een sequentieel circuit. Het stelt: in een gesloten( lees - sequentieel) circuit is de som van de spanningsvallen gelijk aan de som van de EMF.Onthoud dat de stroom op elk punt constant is( zie hierboven).EMF - huidige bronnen, het veld is gericht tegengesteld aan het andere deel van het circuit, dat meestal extern wordt genoemd. De wet is gebaseerd op het feit dat het gebruik van een consistente opname van batterijen met de optelling van het effect van spanning. Twee tabletten van 1,5 V, inbegrepen, geven 3 volt. In een serieschakeling wordt de spanning toegevoegd.
   

   Kirchhoff wet

4. De laatste regel heeft nauwelijks bewijs nodig. Claims: de spanning op de takken van de ketting met beide gemeenschappelijke knooppunten is hetzelfde. Het feit is gemakkelijk te begrijpen door het voorbeeld van een dragende extensie. Het maakt niet uit hoeveel apparaten zijn ingeschakeld, de netspanning blijft hetzelfde. Daarom vinden we het niet nodig om het axioma van bewijs te geven. Ervaren gebruikers zullen het merken: de echte bronspanning daalt bij overbelasting, laten we zeggen: de toegestane normen worden bewaakt door de stekkers van de verdeelkast.

Bereken de weerstanden van elementen in serie en parallelle verbinding

Het algoritme voor het berekenen van reële circuits is eenvoudig. Hier zijn enkele stellingen met betrekking tot het onderwerp in kwestie:

1. Bij serieschakeling worden de weerstanden opgeteld en parallel daaraan de geleidbaarheid:
   1. Voor weerstanden wordt de wet in ongewijzigde vorm herschreven. Bij parallelle verbinding is de uiteindelijke weerstand gelijk aan het product van het origineel gedeeld door het totale aantal. Wanneer consistent - worden nominale waarden bij elkaar opgeteld.
   2. Inductie werkt als een reactantie( j * ω * L), gedraagt ​​zich als een normale weerstand. Qua schrijven is een formule niet anders. Nuance, voor elke puur imaginaire impedantie die u nodig hebt om het resultaat te vermenigvuldigen met de operator j, de cirkelvormige frequentie ω( 2 * Pi * f).Wanneer de inductantiespoelen in serie zijn geschakeld, worden de waarderingen opgeteld en parallel - de inverse waarden worden toegevoegd.
   3. De imaginaire weerstand van de capaciteit is geschreven als: -j / ω * C.Het valt gemakkelijk op: door de waarden van de serieverbinding toe te voegen, krijgen we de formule, net als voor weerstanden en inductanties parallel. Voor condensatoren is het tegenovergestelde waar. Bij parallelschakeling worden de nominale waarden toegevoegd, met een reeks - de inverse waarden worden opgeteld.

Abstracts breiden zich gemakkelijk uit naar willekeurige gevallen. De spanningsval over twee open siliciumdiodes is gelijk aan de som. In de praktijk is het 1 volt, de exacte waarde hangt af van het type halfgeleiderelement, kenmerken. Stroombronnen worden op dezelfde manier behandeld: wanneer ze in serie zijn aangesloten, worden de beoordelingen toegevoegd. Parallel is vaak te vinden op onderstations, waar transformatoren naast elkaar worden geplaatst. De spanning is één( bestuurd door de apparatuur), verdeeld tussen de takken. De transformatieverhouding is strikt gelijk en blokkeert het optreden van negatieve effecten.

Sommige mensen hebben een probleem: twee batterijen van verschillende denominaties zijn parallel verbonden. De zaak wordt beschreven door de tweede wet van Kirchhoff: het kan geen problemen opleveren voor de natuurkunde. Met de ongelijkheid van de waarden van de twee bronnen wordt het rekenkundig gemiddelde genomen, als we de interne weerstand van beide negeren. Anders worden Kirchhoff-vergelijkingen voor alle contouren opgelost. De stromen zijn onbekend( slechts drie), waarvan het totale aantal gelijk is aan het aantal vergelijkingen. Voor een volledig begrip van de led-figuur.

Laten we naar de afbeelding kijken: volgens de probleemstelling is de bron van E1 sterker dan E2.We nemen de richting van de stromingen in het circuit om gegronde redenen. Maar als ze verkeerd waren ingevoerd, zou na het oplossen van het probleem een ​​negatief teken zijn afgegeven. Moet dan van richting veranderen. Vanzelfsprekend stroomt de stroom in het externe circuit zoals getoond in de figuur. We stellen de Kirchhoff-vergelijkingen voor de drie circuits samen, dit is wat volgt:

1. Het werk van de eerste( sterke) bron wordt besteed aan het creëren van stroom in het externe circuit, het overwinnen van de zwakte van de buur( huidige I2).
2. De tweede bron voert geen nuttig werk uit in de lading, worstelt met de eerste. Anders zal je het niet vertellen.

Het parallel schakelen van batterijen van verschillende nominale waarden is zeker schadelijk. Wat wordt waargenomen op het onderstation bij het gebruik van transformatoren met verschillende transmissiecoëfficiënten. Egalisatiestromen voeren geen nuttig werk uit. Verschillende parallel geschakelde batterijen zullen effectief beginnen te werken als de sterke naar het niveau van de zwakke gaat.