Conexiune paralelă și serial. Conectarea secvențială și paralelă a conductorilor

În fizică, subiectul paralel și conexiune serială, și acest lucru nu poate fi doar dirijori, dar și condensatori. Este important să nu vă confundați despre modul în care fiecare dintre ele arată în diagramă. Și numai atunci se aplică formule specifice. Apropo, ei trebuie să fie amintiți cu inima.

Cum se face distincția între acești doi compuși?

Uitați-vă bine la diagrama. Dacă firele sunt prezentate ca un drum, atunci mașinile de pe ea vor juca rolul de rezistențe. Pe un drum drept, fără nici o ramificație, mașinile conduc una după alta, într-un lanț. Arată de asemenea o conexiune serială a conductorilor. Drumul în acest caz poate avea un număr nelimitat de viraje, dar nu o singură intersecție. Indiferent de modul în care drumul (firele) a fost răsturnat, mașinile (rezistențele) vor fi amplasate întotdeauna una după alta, de-a lungul unui singur lanț.

Este o altă problemă dacă aveți în vedere o conexiune paralelă. Apoi rezistențele pot fi comparate cu atleții la început. Ele sunt fiecare pe calea lor, dar direcția mișcării lor este aceeași, iar finisarea într-un singur loc. Rezistoarele sunt aceleași - fiecare are propriul cablu, dar toate sunt conectate la un moment dat.

Formule pentru curent

Este întotdeauna discutată în subiectul "Electricitate". Conectarea paralelă și serială în diferite moduri afectează valoarea curent în rezistoare. Pentru ei sunt derivate formule care pot fi amintite. Dar, pur și simplu, amintiți-vă de semnificația care este încorporată în ele.

Astfel, curentul este întotdeauna același atunci când conductorii sunt conectați în serie. Adică, în fiecare dintre ele valoarea forței actuale nu este diferită. Puteți compara o analogie dacă comparăți un fir cu o țeavă. În ea, apa curge întotdeauna la fel. Și toate obstacolele pe care le va face vor fi eliminate cu aceeași forță. Deci, cu puterea curentului. Prin urmare, formula curentului total într-un circuit cu o serie de conexiuni de rezistențe arată astfel:

eu _societate = I ₁ = I ₂

Aici litera I denotă puterea curentului. Aceasta este o desemnare comună, deci trebuie amintită.

Curentul la conexiunea paralelă nu va mai fi o valoare constantă. Cu aceeași analogie cu conducta, se pare că apa se va împărți în două fluxuri dacă conducta principală are o ramură. Același fenomen este observat și cu curentul când o ramură a firelor apare pe calea sa. Formula curentului total la conectarea paralelă a conductorilor:

eu _societate = I ₁ + eu ₂

Dacă ramura este formată din fire care sunt mai mult de două, atunci în formula de mai sus, vor exista mai mulți termeni pentru același număr.

Formule pentru stres

Când luăm în considerare circuitul în care conductorii sunt conectați în serie, tensiunea pe întreaga secțiune este determinată de suma acestor cantități pe fiecare rezistor specific. Puteți compara această situație cu plăcile. Pentru a păstra unul dintre ei se va dovedi cu ușurință o singură persoană, a doua poate fi, de asemenea, luată de el, dar cu dificultate. Pentru a ține trei plăci în mâinile unei persoane una lângă cealaltă nu mai este posibilă, veți avea nevoie de ajutorul celui de-al doilea. Și așa mai departe. Eforturile oamenilor se formează.

Formula pentru tensiunea totală a circuitului cu o conexiune în serie a conductorilor este după cum urmează:

U _societate = U ₁ + U ₂, unde U este denumirea adoptată pentru tensiune.

O altă situație se dezvoltă dacă conectarea paralelă a rezistențelor. Atunci când plăcile sunt așezate una peste alta, acestea pot fi totuși deținute de o singură persoană. Prin urmare, nimic de adăugat. Aceeași analogie se observă și în cazul conectării paralele a conductorilor. Tensiunea pe fiecare dintre ele este aceeași și egală cu cea a tuturor acestora simultan. Formula generală de stres este:

U _societate = U ₁ = U ₂

Formule de rezistență electrică

Ei nu mai pot fi amintiți, ci cunoașteți formula legii lui Ohm și deducem din ea pe cea necesară. Din această lege rezultă că tensiunea este egală cu produsul curentului și rezistenței. Aceasta este, U = I * R, unde R este rezistența.

Apoi formula cu care trebuie să lucrați depinde de modul în care sunt conectate conductorii:

• în consecință, aveți nevoie de egalitate pentru tensiune - eu_societate * R_societate = I₁ * R₁ + eu₂ * R_2-
• în paralel este necesar să se folosească formula pentru curent - U_societate / R_societate = U₁ / R₁ + U₂ / R₂ .

Apoi urmați transformări simple, care se bazează pe faptul că în prima ecuație toate forțele actuale au aceeași valoare, iar în al doilea, tensiunile sunt egale. Prin urmare, ele pot fi reduse. Adică, aceste expresii sunt:

1. R _societate = R ₁ + R ₂ (pentru conectarea în serie a conductorilor).
2. 1 / R _societate = 1 / R ₁ + 1 / R ₂ (cu conexiune paralelă).

Pe măsură ce numărul de rezistențe care sunt incluse în rețea crește, numărul de termeni din aceste expresii se modifică.

Este de remarcat faptul că conectarea paralelă și serială a conductorilor în diferite moduri afectează rezistența generală. Prima dintre ele reduce rezistența circuitului. Și este mai mică decât cea mai mică dintre rezistențele folosite. Cu o conexiune serială, totul este logic: valorile sunt adăugate, deci numărul total va fi întotdeauna cel mai mare.

Operațiunea curentă

Cele trei cantități anterioare formează legile conexiunii paralele și aranjarea ulterioară a conductorilor într-un circuit. Prin urmare, trebuie să știe. Despre muncă și putere, trebuie doar să vă amintiți formula de bază. Este scris astfel: A = I * U * t, unde A este lucrarea curentă, t este timpul în care trece prin conductor.

Pentru a determina funcționarea generală într-o conexiune de serie, tensiunea trebuie înlocuită în expresia originală. Obținem egalitatea A = I * (U ₁ + U ₂) * t, dezvăluind parantezele în care se dovedește că lucrarea pe întreaga secțiune este egală cu suma pe fiecare consumator curent.

În mod similar, există raționament, dacă luăm în considerare schema conexiunii paralele. Înlocuiți numai curentul. Dar rezultatul va fi același: A = A ₁ + A ₂.

Puterea curentă

Atunci când se deduce formula pentru putere (denumirea "P") a segmentului de lanț, din nou este necesar să se utilizeze o formulă: P = U * I. După astfel de argumente, se dovedește că conexiunea paralelă și serială este descrisă de o astfel de formulă de putere: P = P ₁ + P ₂.

Adică, indiferent de modul în care au fost elaborate schemele, puterea totală va fi compusă din cele care sunt implicate în lucrare. Acest lucru explică faptul că este imposibil să includeți simultan multe dispozitive puternice în rețeaua de apartamente. Pur și simplu nu poate suporta această sarcină.

Cum afectează conectarea conductorilor repararea ghirlandei de Anul Nou?

Imediat după ce unul dintre becuri arde, devine clar cum au fost conectați. Cu o conexiune serială, niciuna dintre ele nu se va aprinde. Acest lucru se datorează faptului că lampa care a devenit inutilizabilă creează un gol în circuit. Prin urmare, trebuie să verificați totul pentru a determina care a fost ars, înlocuiți - iar ghirlanda va funcționa.

Dacă utilizează o conexiune paralelă, acesta nu se oprește dacă unul dintre becuri eșuează. La urma urmei, lanțul nu va fi complet rupt în afară, ci doar o parte paralelă. Pentru a repara o astfel de ghirlandă, nu trebuie să verificați toate elementele lanțului, ci doar cele care nu strălucesc.

Ce se întâmplă cu circuitul, dacă implică mai degrabă condensatori decât rezistențe?

Când sunt conectate în serie, situația este după cum urmează: încărcările de la sursa de alimentare pozitivă apar numai la plăcile exterioare ale condensatoarelor extreme. Cei care se află între ei pur și simplu transferă această taxă de-a lungul unui lanț. Acest lucru explică faptul că pe toate plăcile există încărcături identice, dar având semne diferite. Prin urmare, sarcina electrică a fiecărui condensator conectat în serie poate fi scrisă după cum urmează:

q _societate = q ₁ = q ₂.

Pentru a determina tensiunea pe fiecare condensator, trebuie să cunoașteți formula: U = q / C. În el, C este capacitatea condensatorului.

Tensiunea totală este supusă aceleiași legi care este valabilă pentru rezistoare. Prin urmare, înlocuind tensiunea în formula capacității cu o sumă, ajungem ca capacitatea totală a dispozitivelor să fie calculată prin formula:

C = q / (U. ₁ + U ₂).

Pentru a simplifica această formulă, puteți transforma fracțiile și înlocuiți raportul tensiunii cu capacitatea de încărcare. Se dovedește următoarea egalitate: 1 / C = 1 / C ₁ + 1 / C ₂.

Situația în care conectarea condensatorilor este paralelă este oarecum diferită. Apoi, sarcina totală este determinată de suma tuturor încărcărilor care se acumulează pe plăcuțele tuturor instrumentelor. Iar valoarea tensiunii este încă determinată de legile generale. Prin urmare, formula pentru capacitatea totală a condensatoarelor paralele este după cum urmează:

C = (q 1 + q 2) / U.

Adică, această valoare este considerată ca suma fiecăruia dintre instrumentele utilizate în legătură:

C = C ₁ + C _2.

Cum se determină rezistența totală a unei conexiuni arbitrare a conductorilor?

Adică, în care secțiunile succesive sunt înlocuite cu paralele și invers. Pentru ei, toate legile descrise sunt încă valabile. Aplicați-le în etape.

În primul rând este necesar să se implementeze mental schema. Dacă este greu de imaginat, atunci este necesar să se deseneze ceea ce se obține. Explicația devine mai clară dacă o considerăm cu un exemplu specific (a se vedea figura).

Este convenabil să începeți desenarea din punctele B și B. Acestea trebuie să fie plasate la o anumită distanță una de alta și de marginile foii. Există doar un fir în partea stângă a punctului B, iar două sunt îndreptate spre dreapta. Punctul B, pe de altă parte, are două ramuri în stânga, iar după aceea există un fir.

Acum trebuie să umpleți spațiul dintre aceste puncte. Pe firul superior trebuie să aranjați trei rezistențe cu coeficienții 2, 3 și 4, iar de jos vine cel cu indexul egal cu 5. Primele trei sunt conectate în serie. Cu rezistența a cincea ele sunt paralele.

Cele două rezistoare rămase (prima și a șasea) sunt conectate în serie cu zona considerată a BV. Prin urmare, desenul poate fi completat cu două dreptunghiuri pe ambele părți ale punctelor selectate. Rămâne să se aplice formulele pentru calcularea rezistenței:

• prima este afișată pentru conexiune serială;
• apoi pentru paralel;
• și din nou pentru secvențial.

În mod similar, puteți implementa orice, chiar și o schemă foarte complexă.

Sarcina de conectare în serie a conductorilor

Stare. În circuit, două lămpi și un rezistor sunt conectate unul după altul. Tensiunea totală este de 110 V, iar curentul este de 12 A. Care este rezistența rezistorului, dacă fiecare lampă este proiectată pentru o tensiune de 40 V?

Soluția. Deoarece este luată în considerare o conexiune serială, sunt cunoscute formulele legilor sale. Trebuie doar să le aplicați corect. În primul rând, aflați valoarea tensiunii care este aplicată rezistorului. Pentru a face acest lucru, din total, trebuie să scăpați de două ori tensiunea unei lămpi. Se pare că 30 V.

Acum, când se cunosc cele două valori, U și I (din care al doilea este dat în stare, deoarece curentul total este de curent în fiecare consumator secvențial), este posibil să se calculeze rezistența de rezistență în conformitate cu legea lui Ohm. Este egal cu 2,5 ohmi.

Răspuns. Rezistența rezistorului este de 2,5 ohmi.

Sarcina la conectarea condensatoarelor, paralel și secvențial

Stare. Există trei condensatoare cu capacități de 20, 25 și 30 μF. Determinați capacitatea lor totală pentru conexiuni seriale și paralele.

Soluția. Este mai ușor să începi conexiune paralelă. În această situație, trebuie doar să adăugați toate cele trei valori. Astfel, capacitatea totală este egală cu 75 μF.

Calculele vor fi oarecum mai complicate atunci când condensatoarele sunt conectate în serie. La urma urmei, mai întâi trebuie să găsiți raportul dintre unul și fiecare dintre aceste recipiente și apoi să le adăugați împreună. Se pare că unitatea împărțită la capacitatea totală este de 37/300. Apoi, valoarea necesară este de aproximativ 8 μF.

Răspuns. Capacitatea totală într-o conexiune serială este de 8 mkF, cu o conexiune paralelă - 75 mkF.