Proud v elektrickém obvodu prochází vodiči ze zdroje napětí do zátěže, tedy do lamp, spotřebičů. Ve většině případů se jako vodiče používají měděné dráty. Obvod může mít několik prvků s různými odpory. V přístrojovém obvodu mohou být vodiče zapojeny paralelně nebo sériově a mohou existovat i smíšené typy.
Živel systém s odporem zvaným rezistor je napětí daného prvku potenciálním rozdílem mezi konci rezistoru. Paralelní a sériové elektrické připojení vodičů se vyznačuje jediným principem činnosti, podle kterého proud teče z plusu do mínusu, respektive potenciál klesá. Na schématech zapojení je odpor vedení brán jako 0, protože je zanedbatelný.
Paralelní zapojení předpokládá, že prvky obvodu jsou připojeny ke zdroji paralelně a jsou současně zapnuty. Sériové zapojení znamená, že odporové vodiče jsou zapojeny v přísném pořadí jeden po druhém.
Při výpočtu se používá metoda idealizace, která značně zjednodušuje pochopení. Ve skutečnosti v elektrických obvodech potenciál postupně klesá v procesu pohybu kabeláže a prvků, které jsou součástí paralelního nebo sériového zapojení.
Obsah
Sériové zapojení vodičů
Schéma sériového připojení znamená, že jsou zapínány v určitém pořadí, jeden po druhém. Navíc je aktuální síla ve všech stejná. Tyto prvky vytvářejí na místě celkové napětí. Náboje se nehromadí v uzlech elektrického obvodu, protože jinak by byla pozorována změna napětí a proudu. Při konstantním napětí je proud určen hodnotou odporu obvodu, proto se v sériovém obvodu odpor změní, pokud se změní jedna zátěž.
Nevýhodou takového schématu je skutečnost, že v případě poruchy jednoho prvku ztratí i zbytek schopnost fungovat, protože obvod je přerušen. Příkladem je girlanda, která nefunguje, pokud se spálí jedna žárovka. To je klíčový rozdíl oproti paralelnímu zapojení, kde mohou prvky fungovat samostatně.
Sériový obvod předpokládá, že díky jednoúrovňovému zapojení vodičů je jejich odpor v kterémkoli bodě sítě stejný. Celkový odpor je roven součtu snížení napětí jednotlivých prvků sítě.
U tohoto typu připojení je začátek jednoho vodiče spojen s koncem druhého. Klíčovou vlastností zapojení je, že všechny vodiče jsou na stejném drátu bez odboček a každým z nich protéká jeden elektrický proud. Celkové napětí se však rovná součtu napětí na každém z nich. Zapojení můžete uvažovat i z jiného úhlu pohledu – všechny vodiče jsou nahrazeny jedním ekvivalentním rezistorem a proud na něm je stejný jako celkový proud, který prochází všemi odpory. Ekvivalentní celkové napětí je součet hodnot napětí na každém rezistoru. Toto je potenciální rozdíl na rezistoru.
Použití sériového připojení je užitečné, když chcete konkrétně zapnout a vypnout konkrétní zařízení. Například elektrický zvonek může zazvonit pouze při připojení ke zdroji napětí a tlačítku. První pravidlo říká, že pokud není proud alespoň na jednom z prvků obvodu, pak nebude na zbytku. Pokud je tedy proud v jednom vodiči, je v ostatních. Dalším příkladem může být baterka na baterie, která svítí pouze tehdy, když je tam baterie, funkční žárovka a stisknuté tlačítko.
V některých případech není sériové schéma praktické. V bytě, kde se osvětlovací systém skládá z mnoha lamp, svícnů, lustrů, byste neměli organizovat schéma tohoto typu, protože není nutné zapínat a vypínat světla ve všech místnostech současně. Pro tento účel je lepší použít paralelní zapojení, aby bylo možné rozsvítit světlo v jednotlivých místnostech.
Paralelní připojení vodičů
V paralelním obvodu jsou vodiče souborem rezistory, jehož některé konce jsou sestaveny do jednoho uzlu a druhý - do druhého uzlu. Předpokládá se, že napětí v paralelním typu zapojení je stejné ve všech částech obvodu. Paralelní úseky elektrického obvodu se nazývají větve a procházejí mezi dvěma spojovacími uzly, mají stejné napětí. Toto napětí se rovná hodnotě na každém vodiči. Součet indikátorů, převrácená hodnota odporu větví, je také inverzní vzhledem k odporu samostatné části obvodu paralelního obvodu.
Při paralelním a sériovém zapojení je systém výpočtu odporů jednotlivých vodičů odlišný. V případě paralelního obvodu proud protéká větvemi, což zvyšuje vodivost obvodu a snižuje celkový odpor. Když je paralelně zapojeno několik rezistorů s podobnými hodnotami, celkový odpor takového elektrického obvodu bude menší než jeden rezistor, kolikrát se rovná počtu rezistorů v obvodu.
Každá větev má jeden rezistor a elektrický proud, když dosáhne bodu větvení, se rozdělí a rozbíhá se do každého rezistoru, jeho konečná hodnota je rovna součtu proudů na všech odporech. Všechny rezistory jsou nahrazeny jedním ekvivalentním rezistorem. Při použití Ohmova zákona je hodnota odporu jasná - v paralelním obvodu se sečtou hodnoty převrácených odporů na rezistorech.
U tohoto obvodu je hodnota proudu nepřímo úměrná hodnotě odporu. Proudy v rezistorech nejsou vzájemně propojené, takže pokud je jeden z nich vypnutý, nijak to neovlivní ostatní. Z tohoto důvodu se takové schéma používá v mnoha zařízeních.
Vzhledem k možnostem použití paralelního obvodu v každodenním životě je vhodné poznamenat systém osvětlení bytu. Všechny lampy a lustry musí být zapojeny paralelně, v takovém případě zapnutí a vypnutí jednoho z nich neovlivní činnost ostatních lamp. Tedy přidání přepínač každou žárovku ve větvi okruhu můžete podle potřeby rozsvítit a zhasnout odpovídající lampu. Všechny ostatní lampy fungují samostatně.
Všechny elektrospotřebiče jsou zapojeny paralelně do elektrické sítě 220 V, poté jsou připojeny do rozvaděče. To znamená, že všechna zařízení jsou připojena bez ohledu na připojení dalších zařízení.
Zákony sériového a paralelního zapojení vodičů
Pro detailní pochopení v praxi obou typů sloučenin uvádíme vzorce, které vysvětlují zákonitosti těchto typů sloučenin. Výpočet výkonu pro paralelní a sériové zapojení je odlišný.
V sériovém obvodu je ve všech vodičích stejná síla proudu:
I = I1 = I2.
Podle Ohmova zákona se tyto typy spojení vodičů v různých případech vysvětlují různě. Takže v případě sériového obvodu jsou napětí navzájem rovna:
Ul = IR1, U2 = IR2.
Celkové napětí se navíc rovná součtu napětí jednotlivých vodičů:
U = Ul + U2 = I(R1 + R2) = IR.
Celkový odpor elektrického obvodu se vypočítá jako součet činných odporů všech vodičů bez ohledu na jejich počet.
V případě paralelního obvodu je celkové napětí obvodu podobné napětí jednotlivých prvků:
U1 = U2 = U.
A celková síla elektrického proudu se vypočítá jako součet proudů, které jsou k dispozici ve všech paralelně umístěných vodičích:
I = I1 + I2.
Pro zajištění maximální účinnosti elektrických sítí je nutné pochopit podstatu obou typů zapojení a vhodně je aplikovat s využitím zákonitostí a propočtením racionality praktické realizace.
Smíšené připojení vodičů
Sériová a paralelní odporová zapojení mohou být v případě potřeby kombinována v jednom elektrickém obvodu. Například je povoleno zapojit paralelní odpory do série s jiným odporem nebo jejich skupinou, tento typ je považován za kombinovaný nebo smíšený.
V takovém případě se celkový odpor vypočítá jako součet hodnot pro paralelní připojení v systému a pro sériové připojení. Nejprve musíte vypočítat ekvivalentní odpor rezistorů v sérii a poté prvky paralelního. Sériové připojení je považováno za prioritu a obvody tohoto kombinovaného typu se často používají v domácích spotřebičích a spotřebičích.
Takže s ohledem na typy připojení vodičů v elektrických obvodech a na základě zákonů jejich fungování lze plně pochopit podstatu organizace obvodů většiny domácích elektrických spotřebičů. U paralelních a sériových připojení je výpočet indikátorů odporu a proudové síly odlišný. Znáte-li principy výpočtu a vzorců, můžete kompetentně použít každý typ organizace obvodu k nejlepšímu a s maximální efektivitou připojení prvků.
Podobné články:
