Az elektromos áramkörben lévő áram áthalad a vezetőkön a feszültségforrástól a terhelésig, azaz a lámpákhoz, készülékekhez. A legtöbb esetben rézhuzalokat használnak vezetőként. Egy áramkörnek több különböző ellenállású eleme lehet. A műszeráramkörben a vezetékek párhuzamosan vagy sorosan kapcsolhatók, és lehetnek vegyes típusúak is.
Elem rendszer ellenállásnak nevezett ellenállásnál az adott elem feszültsége az ellenállás végei közötti potenciálkülönbség. A vezetékek párhuzamos és soros elektromos csatlakoztatását egyetlen működési elv jellemzi, amely szerint az áram pluszból mínuszba folyik, a potenciál csökken. A kapcsolási rajzokon a huzalozási ellenállást 0-nak veszik, mivel ez elhanyagolható.
A párhuzamos kapcsolás feltételezi, hogy az áramkör elemei párhuzamosan csatlakoznak a forráshoz és egyidejűleg kapcsolódnak be. A soros csatlakozás azt jelenti, hogy az ellenállásvezetőket szigorú sorrendben egymás után csatlakoztatják.
A számítás során az idealizálási módszert használják, ami nagyban leegyszerűsíti a megértést. Valójában az elektromos áramkörökben a potenciál fokozatosan csökken a vezetékeken és az elemeken, amelyek párhuzamos vagy soros csatlakozásban vannak.
Tartalom
Vezetők soros csatlakoztatása
A soros csatlakozási séma azt jelenti, hogy bizonyos sorrendben, egymás után kapcsolódnak be. Ráadásul az áramerősség mindegyikben egyenlő. Ezek az elemek teljes feszültséget hoznak létre a helyszínen. A töltések nem halmozódnak fel az elektromos áramkör csomópontjaiban, mert ellenkező esetben feszültség- és áramváltozás lenne megfigyelhető. Állandó feszültség mellett az áramerősséget az áramkör ellenállásának értéke határozza meg, ezért soros áramkörben az ellenállás megváltozik, ha egy terhelés változik.
Egy ilyen séma hátránya, hogy az egyik elem meghibásodása esetén a többi is elveszíti működését, mivel az áramkör megszakad. Példa erre egy füzér, amely nem működik, ha egy izzó kiég. Ez lényeges különbség a párhuzamos csatlakozáshoz képest, ahol az elemek külön-külön is működhetnek.
A soros áramkör feltételezi, hogy a vezetékek egyszintű csatlakozása miatt ellenállásuk a hálózat bármely pontján egyenlő. A teljes ellenállás megegyezik a hálózat egyes elemei feszültségcsökkenésének összegével.
Ezzel a típusú csatlakozással az egyik vezető eleje egy másik végéhez kapcsolódik. A csatlakozás legfontosabb jellemzője, hogy az összes vezető ugyanazon a vezetéken van elágazás nélkül, és mindegyiken egy elektromos áram folyik át. A teljes feszültség azonban egyenlő az egyes feszültségek összegével. A csatlakozást más szempontból is megfontolhatja - az összes vezetőt egy egyenértékű ellenállás helyettesíti, és a rajta lévő áram megegyezik az összes ellenálláson áthaladó teljes árammal. Az egyenértékű teljes feszültség az egyes ellenállásokon mért feszültségértékek összege. Ez az ellenállás közötti potenciálkülönbség.
A soros kapcsolat használata akkor hasznos, ha egy adott eszközt szeretne kifejezetten be- és kikapcsolni. Például egy elektromos csengő csak akkor szólalhat meg, ha feszültségforráshoz és gombhoz csatlakozik. Az első szabály azt mondja, hogy ha az áramkör legalább egyik elemén nincs áram, akkor a többinél nem lesz. Ennek megfelelően, ha van áram az egyik vezetőben, akkor a többiben van. Egy másik példa az elemes zseblámpa, amely csak akkor világít, ha van akkumulátor, működő izzó és megnyomott gomb.
Egyes esetekben a soros séma nem praktikus. Egy olyan lakásban, ahol a világítási rendszer sok lámpából, lámpatestből, csillárból áll, nem szabad ilyen típusú sémát szervezni, mivel nem kell egyszerre minden helyiségben be- és kikapcsolni a világítást. Erre a célra jobb párhuzamos csatlakozást használni, hogy az egyes helyiségekben fel lehessen kapcsolni a világítást.
Vezetők párhuzamos csatlakoztatása
Párhuzamos áramkörben a vezetők egy halmaz ellenállások, amelynek néhány vége az egyik csomópontba van összeszerelve, a másik pedig a második csomópontba. Feltételezzük, hogy a párhuzamos típusú csatlakozás feszültsége az áramkör minden részében azonos. Az elektromos áramkör párhuzamos szakaszait elágazásoknak nevezzük, és két összekötő csomópont között haladnak át, azonos feszültségűek. Ez a feszültség megegyezik az egyes vezetők értékével. A mutatók összege, az ágak ellenállásának reciproka a párhuzamos áramkör egy külön szakaszának ellenállásához képest is fordított.
Párhuzamos és soros kapcsolásnál az egyes vezetékek ellenállásának számítási rendszere eltérő. Párhuzamos áramkör esetén az áram az ágakon halad keresztül, ami növeli az áramkör vezetőképességét és csökkenti a teljes ellenállást. Ha több hasonló értékű ellenállás van párhuzamosan csatlakoztatva, egy ilyen elektromos áramkör teljes ellenállása kisebb lesz, mint egy ellenállás, amely annyiszor megegyezik az áramkörben lévő ellenállások számával.
Minden ágnak egy ellenállása van, és az elektromos áram, amikor eléri az elágazási pontot, fel van osztva és minden ellenállásra eltér, végső értéke megegyezik az összes ellenálláson lévő áramok összegével. Az összes ellenállást egy egyenértékű ellenállásra cserélik. Az Ohm-törvényt alkalmazva egyértelművé válik az ellenállás értéke - párhuzamos áramkörben az ellenállásokon lévő ellenállások reciprok értékei összegződnek.
Ennél az áramkörnél az áramérték fordítottan arányos az ellenállás értékével. Az ellenállások áramai nem kapcsolódnak egymáshoz, így ha az egyiket kikapcsolják, ez semmilyen módon nem befolyásolja a többit. Emiatt egy ilyen sémát sok eszközben használnak.
Figyelembe véve a párhuzamos áramkör használatának lehetőségeit a mindennapi életben, célszerű megjegyezni a lakás világítási rendszerét. Minden lámpát és csillárt párhuzamosan kell csatlakoztatni, ebben az esetben az egyik be- és kikapcsolása nem befolyásolja a többi lámpa működését. Így hozzátéve kapcsoló az áramköri ágban minden izzót, szükség szerint be- és kikapcsolhatja a megfelelő lámpát. Az összes többi lámpa önállóan működik.
Minden elektromos készülék párhuzamosan csatlakozik egy 220 V-os elektromos hálózatra, majd kapcsolótáblára csatlakozik. Azaz minden eszköz csatlakoztatva van, függetlenül a többi eszköz csatlakoztatásától.
A vezetékek soros és párhuzamos kapcsolásának törvényei
Mindkét típusú vegyület gyakorlati megértéséhez olyan képleteket mutatunk be, amelyek megmagyarázzák az ilyen típusú vegyületek törvényeit. A párhuzamos és soros csatlakozás teljesítményszámítása eltérő.
Soros áramkörben minden vezetőben azonos áramerősség van:
I = I1 = I2.
Az Ohm-törvény szerint az ilyen típusú vezetékcsatlakozásokat különböző esetekben másképpen magyarázzák. Tehát soros áramkör esetén a feszültségek egyenlőek egymással:
U1 = IR1, U2 = IR2.
Ezenkívül a teljes feszültség megegyezik az egyes vezetők feszültségeinek összegével:
U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR.
Az elektromos áramkör teljes ellenállását az összes vezető aktív ellenállásának összegeként számítják ki, függetlenül azok számától.
Párhuzamos áramkör esetén az áramkör teljes feszültsége hasonló az egyes elemek feszültségéhez:
U1 = U2 = U.
Az elektromos áram teljes erősségét pedig az összes párhuzamosan elhelyezett vezetékben elérhető áramok összegeként számítják ki:
I = I1 + I2.
Az elektromos hálózatok maximális hatékonyságának biztosítása érdekében mindkét típusú csatlakozás lényegét meg kell érteni, és megfelelően alkalmazni kell, a törvények felhasználásával és a gyakorlati megvalósítás racionalitásának kiszámításával.
Vezetők vegyes csatlakozása
A soros és párhuzamos ellenállás csatlakozások szükség esetén egy elektromos áramkörben kombinálhatók. Például megengedett a párhuzamos ellenállások sorba kapcsolása egy másik ellenálláshoz vagy csoportjukhoz, ez a típus kombináltnak vagy vegyesnek tekinthető.
Ebben az esetben a teljes ellenállás kiszámítása a rendszerben lévő párhuzamos csatlakozás és a soros csatlakozás értékeinek összegéből történik. Először ki kell számítani a soros ellenállások egyenértékű ellenállását, majd a párhuzamos elemeit. A soros csatlakozást prioritásnak tekintik, és az ilyen kombinált típusú áramköröket gyakran használják háztartási készülékekben és készülékekben.
Tehát, figyelembe véve az elektromos áramkörökben lévő vezetők csatlakozásainak típusait, és működésük törvényei alapján, teljes mértékben megérthetjük a legtöbb háztartási elektromos készülék áramköreinek felépítésének lényegét. Párhuzamos és soros csatlakozásoknál az ellenállás- és áramerősség-mutatók számítása eltérő. A számítási elvek és a képletek ismeretében hozzáértően használhatja az egyes áramkör-szervezési típusokat az elemek legjobb módon és maximális hatékonysággal történő összekapcsolására.
Hasonló cikkek:
