Srovė elektros grandinėje praeina per laidininkus nuo įtampos šaltinio iki apkrovos, tai yra, į lempas, prietaisus. Daugeliu atvejų variniai laidai naudojami kaip laidininkai. Grandinė gali turėti keletą skirtingų varžų elementų. Prietaiso grandinėje laidininkai gali būti jungiami lygiagrečiai arba nuosekliai, taip pat gali būti mišrių tipų.
Elementas schema su varža, vadinama rezistoriumi, tam tikro elemento įtampa yra potencialų skirtumas tarp rezistoriaus galų. Lygiagretus ir nuoseklus laidų elektrinis sujungimas pasižymi vienu veikimo principu, pagal kurį srovė teka atitinkamai iš pliuso į minusą, potencialas mažėja. Laidų schemose laidų varža laikoma 0, nes ji yra nereikšminga.
Lygiagretus jungimas daro prielaidą, kad grandinės elementai yra prijungti prie šaltinio lygiagrečiai ir yra įjungti tuo pačiu metu. Nuoseklus jungtis reiškia, kad varžos laidininkai jungiami griežta seka vienas po kito.
Skaičiuojant naudojamas idealizacijos metodas, kuris labai supaprastina supratimą. Tiesą sakant, elektros grandinėse potencialas palaipsniui mažėja judant per laidus ir elementus, kurie yra įtraukti į lygiagrečią arba nuoseklią jungtį.
Turinys
Nuoseklus laidų prijungimas
Nuosekliojo ryšio schema reiškia, kad jie įjungiami tam tikra seka, vienas po kito. Be to, srovės stiprumas visose yra vienodas. Šie elementai sukuria bendrą įtampą svetainėje. Elektros grandinės mazguose krūviai nesikaupia, nes priešingu atveju būtų stebimas įtampos ir srovės pokytis. Esant pastoviai įtampai, srovę lemia grandinės varžos vertė, todėl nuoseklioje grandinėje varža pasikeičia pasikeitus vienai apkrovai.
Tokios schemos trūkumas yra tas, kad sugedus vienam elementui, likusieji taip pat praranda gebėjimą veikti, nes grandinė nutrūksta. Pavyzdys – girlianda, kuri neveikia, jei perdega viena lemputė. Tai esminis skirtumas nuo lygiagrečios jungties, kai elementai gali veikti atskirai.
Serijinė grandinė daro prielaidą, kad dėl vieno lygio laidų sujungimo jų varža yra lygi bet kuriame tinklo taške. Bendra varža lygi atskirų tinklo elementų įtampos sumažėjimo sumai.
Su tokio tipo jungtimi vieno laidininko pradžia yra prijungta prie kito galo. Pagrindinis sujungimo bruožas yra tas, kad visi laidininkai yra ant to paties laido be atšakų ir per kiekvieną iš jų teka viena elektros srovė. Tačiau bendra įtampa yra lygi kiekvienos iš jų įtampų sumai. Taip pat galite pažvelgti į jungtį iš kitokio požiūrio - visi laidininkai pakeičiami vienu lygiaverčiu rezistoriumi, o srovė jame yra tokia pati kaip visa srovė, kuri praeina per visus rezistorius. Lygiavertė bendra įtampa yra kiekvieno rezistoriaus įtampos verčių suma. Tai yra potencialų skirtumas tarp rezistoriaus.
Nuosekliojo ryšio naudojimas yra naudingas, kai norite konkrečiai įjungti ir išjungti konkretų įrenginį. Pavyzdžiui, elektrinis varpas gali skambėti tik tada, kai yra prijungtas prie įtampos šaltinio ir mygtukas. Pirmoji taisyklė sako, kad jei bent viename grandinės elemente nėra srovės, tai jos nebus ir likusiuose. Atitinkamai, jei viename laidininke yra srovė, ji yra ir kituose. Kitas pavyzdys būtų baterijomis maitinamas žibintuvėlis, kuris šviečia tik tada, kai yra baterija, veikianti lemputė ir paspaustas mygtukas.
Kai kuriais atvejais serijinė schema nėra praktiška. Bute, kuriame apšvietimo sistemą sudaro daug lempų, šviestuvų, šviestuvų, neturėtumėte organizuoti tokio tipo schemos, nes nereikia vienu metu įjungti ir išjungti šviesos visuose kambariuose. Šiuo tikslu geriau naudoti lygiagrečią jungtį, kad būtų galima įjungti šviesą atskirose patalpose.
Lygiagretus laidų sujungimas
Lygiagrečioje grandinėje laidininkai yra rinkinys rezistoriai, kurio kai kurie galai surenkami į vieną mazgą, o kiti – į antrąjį mazgą. Daroma prielaida, kad lygiagrečio tipo jungties įtampa visose grandinės dalyse yra vienoda. Lygiagrečios elektros grandinės atkarpos vadinamos šakomis ir eina tarp dviejų jungiamųjų mazgų, jų įtampa vienoda. Ši įtampa yra lygi kiekvieno laidininko vertei. Rodiklių suma, atšakų varžos atvirkštinė vertė, taip pat yra atvirkštinė lygiagrečios grandinės grandinės atskiros atkarpos varžos atžvilgiu.
Su lygiagrečiais ir nuosekliais jungtimis atskirų laidininkų varžų skaičiavimo sistema skiriasi. Lygiagrečios grandinės atveju srovė teka per šakas, todėl padidėja grandinės laidumas ir sumažėja bendra varža. Kai lygiagrečiai yra prijungti keli panašių verčių rezistoriai, bendra tokios elektros grandinės varža bus mažesnė už vieną rezistorių tiek kartų, kiek yra grandinėje esančių rezistorių.
Kiekviena šaka turi vieną rezistorių, o elektros srovė, pasiekusi šakojimosi tašką, yra padalinta ir nukrypsta į kiekvieną rezistorių, jos galutinė vertė lygi visų varžų srovių sumai. Visi rezistoriai pakeičiami vienu lygiaverčiu rezistoriumi. Taikant Ohmo dėsnį, varžos reikšmė tampa aiški – lygiagrečioje grandinėje rezistorių varžų abipusės vertės sumuojamos.
Naudojant šią grandinę, srovės vertė yra atvirkščiai proporcinga varžos vertei. Rezistorių srovės nėra tarpusavyje sujungtos, todėl jei vienas iš jų yra išjungtas, tai jokiu būdu neturės įtakos kitiems. Dėl šios priežasties tokia schema naudojama daugelyje įrenginių.
Atsižvelgiant į lygiagrečios grandinės naudojimo kasdieniame gyvenime galimybes, patartina atkreipti dėmesį į buto apšvietimo sistemą. Visos lempos ir šviestuvai turi būti sujungti lygiagrečiai, tokiu atveju vienos iš jų įjungimas ir išjungimas neturi įtakos kitų lempų veikimui. Taip pridedant jungiklis kiekviena grandinės šakos lemputė, pagal poreikį galite įjungti ir išjungti atitinkamą lemputę. Visos kitos lempos veikia nepriklausomai.
Visi elektros prietaisai yra lygiagrečiai prijungti prie 220 V elektros tinklo, tada jie prijungiami prie skirstomojo skydo. Tai yra, visi įrenginiai yra prijungti nepriklausomai nuo kitų įrenginių prijungimo.
Laidininkų nuoseklaus ir lygiagretaus sujungimo dėsniai
Norėdami praktiškai suprasti abiejų tipų junginius, pateikiame formules, paaiškinančias šių tipų junginių dėsnius. Lygiagrečio ir nuoseklaus ryšio galios skaičiavimas skiriasi.
Serijinėje grandinėje visuose laidininkuose yra vienodas srovės stiprumas:
I = I1 = I2.
Pagal Ohmo dėsnį šie laidininkų jungčių tipai skirtingais atvejais paaiškinami skirtingai. Taigi, nuoseklios grandinės atveju įtampos yra lygios viena kitai:
U1 = IR1, U2 = IR2.
Be to, bendra įtampa yra lygi atskirų laidininkų įtampų sumai:
U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR.
Bendra elektros grandinės varža apskaičiuojama kaip visų laidininkų, neatsižvelgiant į jų skaičių, aktyviųjų varžų suma.
Lygiagrečios grandinės atveju bendra grandinės įtampa yra panaši į atskirų elementų įtampą:
U1 = U2 = U.
Ir bendras elektros srovės stiprumas apskaičiuojamas kaip srovių, kurios yra visuose lygiagrečiai esančiuose laiduose, suma:
I = I1 + I2.
Norint užtikrinti maksimalų elektros tinklų efektyvumą, būtina suvokti abiejų tipų jungčių esmę ir tinkamai jas taikyti, naudojant dėsnius bei skaičiuojant praktinio įgyvendinimo racionalumą.
Mišrus laidininkų sujungimas
Jei reikia, nuosekliosios ir lygiagrečios varžos jungtys gali būti sujungtos į vieną elektros grandinę. Pavyzdžiui, lygiagrečius rezistorius leidžiama nuosekliai jungti prie kito rezistoriaus ar jų grupės, šis tipas laikomas kombinuotu arba mišriu.
Tokiu atveju bendra varža apskaičiuojama susumavus lygiagrečiojo sistemos ir nuosekliojo jungties vertes. Pirmiausia reikia apskaičiuoti lygiavertį nuosekliai sujungtų rezistorių varžą, o tada lygiagrečių elementus. Serijinis ryšys laikomas prioritetu, o tokio kombinuoto tipo grandinės dažnai naudojamos buitiniuose prietaisuose ir prietaisuose.
Taigi, atsižvelgiant į laidininkų jungčių tipus elektros grandinėse ir remiantis jų veikimo dėsniais, galima visiškai suprasti daugumos buitinių elektros prietaisų grandinių organizavimo esmę. Su lygiagrečiais ir nuosekliais jungtimis varžos ir srovės stiprumo rodiklių skaičiavimas skiriasi. Žinodami skaičiavimo principus ir formules, galite kompetentingai naudoti kiekvieną grandinės organizavimo tipą, kad geriausiu būdu ir maksimaliai efektyviai sujungtumėte elementus.
Panašūs straipsniai:
