Με την ταυτόχρονη ένταξη πολλών δεκτών ηλεκτρικής ενέργειας στο ίδιο δίκτυο, αυτοί οι δέκτες μπορούν εύκολα να θεωρηθούν απλώς ως στοιχεία ενός μόνο κυκλώματος, καθένας από τους οποίους έχει τη δική του αντίσταση.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτή η προσέγγιση αποδεικνύεται αρκετά αποδεκτή: λαμπτήρες πυρακτώσεως, ηλεκτρικοί θερμαντήρες κ.λπ. - μπορούν να εκληφθούν ως αντιστάσεις. Δηλαδή, οι συσκευές μπορούν να αντικατασταθούν από τις αντιστάσεις τους και είναι εύκολο να υπολογιστούν οι παράμετροι του κυκλώματος.

Η μέθοδος σύνδεσης των δεκτών ισχύος μπορεί να είναι μία από τις ακόλουθες: σειριακός, παράλληλος ή μεικτός τύπος σύνδεσης.

σειριακή σύνδεση

Όταν πολλοί δέκτες (αντιστάσεις) συνδέονται σε σειριακό κύκλωμα, δηλαδή ο δεύτερος ακροδέκτης του πρώτου συνδέεται στον πρώτο ακροδέκτη του δεύτερου, ο δεύτερος ακροδέκτης του δεύτερου συνδέεται στον πρώτο ακροδέκτη του τρίτου, ο δεύτερος ακροδέκτης του τρίτου στον πρώτο ακροδέκτη του τέταρτου κ.λπ., τότε όταν ένα τέτοιο κύκλωμα είναι συνδεδεμένο στην πηγή ισχύος, ένα ρεύμα Ι ίδιας τιμής θα ρέει μέσω όλων των στοιχείων του κυκλώματος. Αυτή η ιδέα απεικονίζεται στο παρακάτω σχήμα.

Αντικαθιστώντας τις συσκευές με τις αντιστάσεις τους, μετατρέπουμε το μοτίβο σε κύκλωμα και, στη συνέχεια, οι αντιστάσεις από R1 σε R4, συνδεδεμένες σε σειρά, θα λάβουν η καθεμία ορισμένες τάσεις, οι οποίες συνολικά θα δώσουν την τιμή EMF στους ακροδέκτες τροφοδοσίας. Για απλότητα, στο εξής θα απεικονίσουμε την πηγή ως ένα γαλβανικό στοιχείο.

Έχοντας εκφράσει τις πτώσεις τάσης μέσω του ρεύματος και μέσω των αντιστάσεων, λαμβάνουμε μια έκφραση για την ισοδύναμη αντίσταση του κυκλώματος σειράς των δεκτών: η συνολική αντίσταση της σειριακής σύνδεσης των αντιστάσεων είναι πάντα ίση με το αλγεβρικό άθροισμα όλων των αντιστάσεων που κάνουν επάνω σε αυτό το κύκλωμα. Και επειδή οι τάσεις σε κάθε ένα από τα τμήματα του κυκλώματος μπορούν να βρεθούν από τον νόμο του Ohm (U = I * R, U1 = I * R1, U2 = I * R2, κ.λπ.) και E = U, τότε για το κύκλωμά μας παίρνω:

Η τάση στους ακροδέκτες τροφοδοσίας είναι ίση με το άθροισμα των πτώσεων τάσης σε κάθε έναν από τους δέκτες που συνδέονται σε σειρά και αποτελούν το κύκλωμα.

Δεδομένου ότι το ρεύμα ρέει σε ολόκληρο το κύκλωμα της ίδιας τιμής, θα είναι δίκαιο να πούμε ότι οι τάσεις στους δέκτες που συνδέονται σε σειρά (αντιστάσεις) είναι ανάλογες μεταξύ τους σε αναλογία με τις αντιστάσεις. Και όσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση, τόσο μεγαλύτερη θα είναι η τάση που εφαρμόζεται στον δέκτη.

Για μια σειρά σύνδεσης αντιστάσεων σε ποσότητα n τεμαχίων με την ίδια αντίσταση Rk, η ισοδύναμη συνολική αντίσταση ολόκληρου του κυκλώματος θα είναι n φορές μεγαλύτερη από καθεμία από αυτές τις αντιστάσεις: R = n * Rk. Κατά συνέπεια, οι τάσεις που εφαρμόζονται σε καθεμία από τις αντιστάσεις στο κύκλωμα θα είναι ίσες μεταξύ τους και θα είναι n φορές μικρότερες από την τάση που εφαρμόζεται σε ολόκληρο το κύκλωμα: Uk \u003d U / n.

Οι ακόλουθες ιδιότητες είναι χαρακτηριστικές της σειριακής σύνδεσης των δεκτών ηλεκτρικής ενέργειας: εάν αλλάξει η αντίσταση ενός από τους δέκτες του κυκλώματος, τότε θα αλλάξουν οι τάσεις στους υπόλοιπους δέκτες του κυκλώματος. Εάν ένας από τους δέκτες σπάσει, το ρεύμα θα σταματήσει σε ολόκληρο το κύκλωμα, σε όλους τους άλλους δέκτες.

Λόγω αυτών των χαρακτηριστικών, η σειριακή σύνδεση είναι σπάνια και χρησιμοποιείται μόνο όπου η τάση δικτύου είναι υψηλότερη από την ονομαστική τάση των δεκτών, ελλείψει εναλλακτικών.

Για παράδειγμα, μια τάση 220 βολτ μπορεί να τροφοδοτήσει δύο λαμπτήρες ίσης ισχύος συνδεδεμένους σε σειρά, καθένας από τους οποίους έχει ονομαστική τάση 110 βολτ. Εάν αυτοί οι λαμπτήρες στην ίδια ονομαστική τάση τροφοδοσίας έχουν διαφορετική ονομαστική ισχύ, τότε ένας από αυτούς θα υπερφορτωθεί και πιθανότατα θα καεί αμέσως.

Παράλληλη σύνδεση

Η παράλληλη σύνδεση των δεκτών περιλαμβάνει τη συμπερίληψη καθενός από αυτούς μεταξύ ενός ζεύγους σημείων στο ηλεκτρικό κύκλωμα έτσι ώστε να σχηματίζουν παράλληλους κλάδους, καθένας από τους οποίους τροφοδοτείται από μια τάση πηγής. Για λόγους σαφήνειας, θα αντικαταστήσουμε ξανά τους δέκτες με τις ηλεκτρικές τους αντιστάσεις για να λάβουμε ένα σχήμα με το οποίο είναι βολικό να υπολογίσουμε τις παραμέτρους.

Όπως ήδη αναφέρθηκε, στην περίπτωση παράλληλης σύνδεσης, κάθε μία από τις αντιστάσεις έχει την ίδια τάση. Και σύμφωνα με το νόμο του Ohm, έχουμε: I1=U/R1, I2=U/R2, I3=U/R3.

Εδώ είναι το ρεύμα της πηγής. Ο πρώτος νόμος Kirchhoff για αυτό το κύκλωμα σάς επιτρέπει να γράψετε μια έκφραση για το ρεύμα στο μη διακλαδισμένο τμήμα του: I = I1 + I2 + I3.

Ως εκ τούτου, η συνολική αντίσταση για την παράλληλη σύνδεση μεταξύ των στοιχείων του κυκλώματος μπορεί να βρεθεί από τον τύπο:

Η αμοιβαία αντίσταση ονομάζεται αγωγιμότητα G και ο τύπος για την αγωγιμότητα ενός κυκλώματος που αποτελείται από πολλά παράλληλα συνδεδεμένα στοιχεία μπορεί επίσης να γραφεί: G \u003d G1 + G2 + G3. Η αγωγιμότητα του κυκλώματος στην περίπτωση παράλληλης σύνδεσης των αντιστάσεων που το σχηματίζουν είναι ίση με το αλγεβρικό άθροισμα των αγωγιμοτήτων αυτών των αντιστάσεων. Επομένως, όταν προστίθενται παράλληλοι δέκτες (αντιστάσεις) στο κύκλωμα, η συνολική αντίσταση του κυκλώματος θα μειωθεί και η συνολική αγωγιμότητα θα αυξηθεί ανάλογα.

Τα ρεύματα σε ένα κύκλωμα που αποτελείται από παράλληλα συνδεδεμένους δέκτες κατανέμονται μεταξύ τους σε ευθεία αναλογία με την αγωγιμότητά τους, δηλαδή αντιστρόφως ανάλογα με τις αντιστάσεις τους. Εδώ μπορούμε να αντλήσουμε μια αναλογία από τα υδραυλικά, όπου η ροή του νερού κατανέμεται μέσω των σωλήνων σύμφωνα με τα τμήματα τους, τότε ένα μεγαλύτερο τμήμα είναι παρόμοιο με χαμηλότερη αντίσταση, δηλαδή μεγαλύτερη αγωγιμότητα.

Εάν το κύκλωμα αποτελείται από πολλές (n) ταυτόσημες αντιστάσεις συνδεδεμένες παράλληλα, τότε η συνολική αντίσταση του κυκλώματος θα είναι n φορές μικρότερη από την αντίσταση μιας από τις αντιστάσεις και το ρεύμα μέσω καθεμιάς από τις αντιστάσεις θα είναι n φορές μικρότερο από το συνολικό ρεύμα: R = R1 / n; I1 = I/n.

Ένα κύκλωμα που αποτελείται από δέκτες συνδεδεμένους παράλληλα, συνδεδεμένους σε μια πηγή ισχύος, χαρακτηρίζεται από το ότι κάθε ένας από τους δέκτες ενεργοποιείται από την πηγή ισχύος.

Για μια ιδανική πηγή ηλεκτρικής ενέργειας, η δήλωση είναι αληθής: όταν οι αντιστάσεις συνδέονται ή αποσυνδέονται παράλληλα με την πηγή, τα ρεύματα στις υπόλοιπες συνδεδεμένες αντιστάσεις δεν θα αλλάξουν, δηλαδή εάν ένας ή περισσότεροι δέκτες στο παράλληλο κύκλωμα αποτύχουν, Το υπόλοιπο θα συνεχίσει να λειτουργεί στην ίδια λειτουργία.

Λόγω αυτών των χαρακτηριστικών, μια παράλληλη σύνδεση έχει σημαντικό πλεονέκτημα σε σχέση με μια σειριακή σύνδεση και για το λόγο αυτό, είναι η παράλληλη σύνδεση που είναι πιο κοινή στα ηλεκτρικά δίκτυα. Για παράδειγμα, όλες οι ηλεκτρικές συσκευές στα σπίτια μας έχουν σχεδιαστεί για να συνδέονται παράλληλα με το οικιακό δίκτυο και αν απενεργοποιήσετε μία, τότε δεν θα βλάψει τις υπόλοιπες.

Σύγκριση κυκλωμάτων σειρών και παραλλήλων

Μια μικτή σύνδεση δεκτών νοείται ως μια τέτοια σύνδεση όταν ορισμένοι ή περισσότεροι από αυτούς συνδέονται μεταξύ τους σε σειρά και το άλλο μέρος ή πολλά συνδέονται παράλληλα. Σε αυτή την περίπτωση, ολόκληρη η αλυσίδα μπορεί να σχηματιστεί από διάφορες συνδέσεις τέτοιων εξαρτημάτων μεταξύ τους. Για παράδειγμα, λάβετε υπόψη το διάγραμμα:

Τρεις αντιστάσεις συνδεδεμένες σε σειρά συνδέονται σε μια πηγή ισχύος, άλλες δύο συνδέονται παράλληλα σε μία από αυτές και η τρίτη συνδέεται παράλληλα σε ολόκληρο το κύκλωμα. Για να βρεθεί η συνολική αντίσταση, τα κυκλώματα περνούν από διαδοχικούς μετασχηματισμούς: ένα σύνθετο κύκλωμα ανάγεται διαδοχικά σε μια απλή μορφή, υπολογίζοντας διαδοχικά την αντίσταση κάθε συνδέσμου και με αυτόν τον τρόπο βρίσκεται η συνολική ισοδύναμη αντίσταση.

Για το παράδειγμά μας. Αρχικά, βρίσκεται η συνολική αντίσταση δύο αντιστάσεων R4 και R5 που συνδέονται σε σειρά, στη συνέχεια η αντίσταση της παράλληλης σύνδεσής τους με το R2, στη συνέχεια προστίθενται στην τιμή που προκύπτει από τα R1 και R3 και, στη συνέχεια, η τιμή αντίστασης ολόκληρου του κυκλώματος είναι υπολογίζεται, συμπεριλαμβανομένου του παράλληλου κλάδου R6.

Διάφορες μέθοδοι σύνδεσης δεκτών ισχύος χρησιμοποιούνται στην πράξη για διάφορους σκοπούς προκειμένου να επιλυθούν συγκεκριμένες εργασίες. Για παράδειγμα, μια μικτή σύνδεση μπορεί να βρεθεί σε κυκλώματα μαλακής φόρτισης σε ισχυρά τροφοδοτικά, όπου το φορτίο (πυκνωτές μετά τη γέφυρα διόδου) τροφοδοτείται πρώτα σε σειρά μέσω μιας αντίστασης, στη συνέχεια η αντίσταση διακόπτεται από τις επαφές του ρελέ και το φορτίο είναι συνδέεται παράλληλα με τη γέφυρα διόδου.

Αντρέι Πόβνι

Το ρεύμα στο κύκλωμα ρέει μέσω των αγωγών προς το φορτίο από την πηγή. Τις περισσότερες φορές, ο χαλκός χρησιμοποιείται ως τέτοια στοιχεία. Ένα κύκλωμα μπορεί να έχει πολλούς ηλεκτρικούς δέκτες. Οι αντιστάσεις τους ποικίλλουν. Σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα, οι αγωγοί μπορούν να συνδεθούν παράλληλα ή σε σειρά. Υπάρχουν και μικτοί τύποι. Η διαφορά μεταξύ καθενός από αυτά πρέπει να είναι γνωστή πριν από την επιλογή της δομής του ηλεκτρικού κυκλώματος.

Αγωγοί και στοιχεία κυκλώματος

Το ρεύμα ρέει μέσω αγωγών. Ακολουθεί από την πηγή μέχρι το φορτίο. Σε αυτή την περίπτωση, ο αγωγός πρέπει να απελευθερώσει εύκολα ηλεκτρόνια.

Ένας αγωγός που έχει αντίσταση ονομάζεται αντίσταση. Η τάση αυτού του στοιχείου είναι η διαφορά δυναμικού μεταξύ των άκρων της αντίστασης, η οποία είναι συνεπής με την κατεύθυνση της ροής ισχύος.

Η σειριακή και παράλληλη σύνδεση των αγωγών χαρακτηρίζεται από μία γενική αρχή. Το ρεύμα ρέει στο κύκλωμα από το συν (λέγεται πηγή) στο μείον, όπου το δυναμικό γίνεται μικρότερο και μειώνεται. Στα ηλεκτρικά κυκλώματα η αντίσταση των καλωδίων θεωρείται μηδενική, αφού είναι αμελητέα μικρή.

Επομένως, κατά τον υπολογισμό μιας σειριακής ή παράλληλης σύνδεσης, καταφεύγουν στην εξιδανίκευση. Αυτό διευκολύνει τη μελέτη τους. Σε πραγματικά κυκλώματα, το δυναμικό μειώνεται σταδιακά όταν κινείται κατά μήκος ενός καλωδίου και στοιχείων που έχουν παράλληλη ή σε σειρά σύνδεση.

Σειριακή σύνδεση αγωγών

Με την παρουσία ενός σειριακού συνδυασμού αγωγών, οι αντιστάσεις ενεργοποιούνται η μία μετά την άλλη. Σε αυτή τη θέση, η ισχύς του ρεύματος σε όλα τα στοιχεία του κυκλώματος είναι η ίδια. Οι αγωγοί που συνδέονται σε σειρά δημιουργούν μια τάση στο τμήμα, η οποία είναι ίση με το άθροισμά τους σε όλα τα στοιχεία.

Τα φορτία δεν έχουν τη δυνατότητα να συσσωρεύονται στους κόμβους της αλυσίδας. Αυτό θα οδηγούσε σε αλλαγή στην τάση του ηλεκτρικού πεδίου και στην ένταση του ρεύματος.

Με την παρουσία σταθερής τάσης, το ρεύμα θα εξαρτηθεί από την αντίσταση του κυκλώματος. Επομένως, με μια σύνδεση σε σειρά, η αντίσταση θα αλλάξει λόγω αλλαγής σε ένα φορτίο.

Η σειριακή σύνδεση των αγωγών έχει ένα μειονέκτημα. Εάν ένα από τα στοιχεία του κυκλώματος αποτύχει, η εργασία όλων των άλλων στοιχείων του θα διακοπεί. Για παράδειγμα, όπως σε μια γιρλάντα. Εάν καεί ένας λαμπτήρας σε αυτό, ολόκληρο το προϊόν δεν θα λειτουργήσει.

Εάν οι αγωγοί ήταν συνδεδεμένοι σε σειρά σε ένα κύκλωμα, η αντίστασή τους σε κάθε σημείο θα ήταν η ίδια. Η αντίσταση στο άθροισμα όλων των στοιχείων του κυκλώματος θα είναι ίση με το άθροισμα της μείωσης των τάσεων στα τμήματα του κυκλώματος.

Αυτό μπορεί να επιβεβαιωθεί από την εμπειρία. Η σειριακή σύνδεση των αντιστάσεων υπολογίζεται χρησιμοποιώντας όργανα και μαθηματική επαλήθευση. Για παράδειγμα, λαμβάνονται τρεις σταθερές αντιστάσεις γνωστού μεγέθους. Συνδέονται σε σειρά και συνδέονται σε τροφοδοσία 60 V.

Μετά από αυτό, οι εκτιμώμενοι δείκτες των συσκευών υπολογίζονται εάν το κύκλωμα είναι κλειστό. Σύμφωνα με το νόμο του Ohm, βρίσκεται το ρεύμα στο κύκλωμα, το οποίο θα σας επιτρέψει να προσδιορίσετε την πτώση τάσης σε όλα τα τμήματα του. Μετά από αυτό, τα αποτελέσματα που λαμβάνονται συνοψίζονται και προκύπτει η συνολική τιμή της μείωσης της αντίστασης στο εξωτερικό κύκλωμα. Η σειριακή σύνδεση των αντιστάσεων μπορεί να επιβεβαιωθεί περίπου. Εάν δεν λάβετε υπόψη την εσωτερική αντίσταση που δημιουργείται από την πηγή ενέργειας, τότε η πτώση τάσης θα είναι μικρότερη από το άθροισμα των αντιστάσεων. Από τα όργανα φαίνεται ότι η ισότητα τηρείται κατά προσέγγιση.

Παράλληλη σύνδεση αγωγών

Οι αντιστάσεις χρησιμοποιούνται όταν συνδέουμε αγωγούς σε σειρά και παράλληλα σε ένα κύκλωμα. Η παράλληλη σύνδεση αγωγών είναι ένα σύστημα στο οποίο το ένα άκρο όλων των αντιστάσεων συγκλίνει σε έναν κοινό κόμβο και το άλλο καταλήγει σε έναν άλλο κόμβο. Σε αυτές τις θέσεις, τα κυκλώματα συγκλίνουν περισσότερους από δύο αγωγούς.

Με αυτή τη σύνδεση, η ίδια τάση εφαρμόζεται στα στοιχεία. Τα παράλληλα τμήματα της αλυσίδας ονομάζονται κλάδοι. Περνούν ανάμεσα σε δύο κόμβους. Η παράλληλη και η σειριακή σύνδεση έχουν τις δικές τους ιδιότητες.

Εάν υπάρχουν διακλαδώσεις στο ηλεκτρικό κύκλωμα, τότε η τάση σε καθένα από αυτά θα είναι η ίδια. Είναι ίση με την τάση στο μη διακλαδισμένο τμήμα. Σε αυτό το σημείο, η τρέχουσα ισχύς θα υπολογιστεί ως το άθροισμά της σε κάθε κλάδο.

Μια τιμή ίση με το άθροισμα των δεικτών, το αντίστροφο των αντιστάσεων διακλάδωσης, θα είναι επίσης το αντίστροφο της αντίστασης του τμήματος παράλληλης σύνδεσης.

Παράλληλη σύνδεση αντιστάσεων

Η παράλληλη και η σειριακή σύνδεση διαφέρουν στον υπολογισμό της αντίστασης των στοιχείων της. Όταν συνδέονται παράλληλα, το τρέχον διακλαδώνεται. Αυτό αυξάνει την αγωγιμότητα του κυκλώματος (μειώνει τη συνολική αντίσταση), η οποία θα είναι ίση με το άθροισμα της αγωγιμότητας των κλάδων.

Εάν πολλές αντιστάσεις της ίδιας τιμής συνδέονται παράλληλα, τότε η συνολική αντίσταση του κυκλώματος θα είναι μικρότερη από μία αντίσταση όσες φορές περιλαμβάνονται στο κύκλωμα.

Η σειρά και η παράλληλη σύνδεση αγωγών έχουν μια σειρά από χαρακτηριστικά. Σε μια παράλληλη σύνδεση, το ρεύμα είναι αντιστρόφως ανάλογο της αντίστασης. Τα ρεύματα στις αντιστάσεις είναι ανεξάρτητα μεταξύ τους. Επομένως, η απενεργοποίηση ενός από αυτά δεν θα επηρεάσει τη λειτουργία των άλλων. Επομένως, πολλές ηλεκτρικές συσκευές έχουν ακριβώς αυτόν τον τύπο σύνδεσης στοιχείων κυκλώματος.

μικτός

Η παράλληλη και η σειριακή σύνδεση αγωγών μπορούν να συνδυαστούν στο ίδιο κύκλωμα. Για παράδειγμα, στοιχεία που συνδέονται παράλληλα μεταξύ τους μπορούν να συνδεθούν σε σειρά με μια άλλη αντίσταση ή μια ομάδα αντιστάσεων. Αυτή είναι μια μικτή σύνδεση. Η συνολική αντίσταση των κυκλωμάτων υπολογίζεται αθροίζοντας χωριστά τις τιμές για την παράλληλη συνδεδεμένη μονάδα και για τη σειριακή σύνδεση.

Και πρώτα, υπολογίζονται οι ισοδύναμες αντιστάσεις των στοιχείων που συνδέονται σε σειρά και στη συνέχεια υπολογίζεται η συνολική αντίσταση των παράλληλων τμημάτων του κυκλώματος. Η σειριακή σύνδεση στους υπολογισμούς έχει μεγαλύτερη προτεραιότητα. Τέτοιοι τύποι ηλεκτρικών κυκλωμάτων είναι αρκετά συνηθισμένοι σε διάφορες συσκευές και εξοπλισμό.

Έχοντας εξοικειωθεί με τους τύπους σύνδεσης στοιχείων κυκλώματος, μπορείτε να κατανοήσετε την αρχή της οργάνωσης κυκλωμάτων διαφόρων ηλεκτρικών συσκευών. Η παράλληλη και η σειριακή σύνδεση έχουν μια σειρά από χαρακτηριστικά του υπολογισμού και της λειτουργίας ολόκληρου του συστήματος. Γνωρίζοντας τους, μπορείτε να εφαρμόσετε σωστά κάθε έναν από τους παρουσιαζόμενους τύπους για τη σύνδεση στοιχείων ηλεκτρικών κυκλωμάτων.

Συνήθως όλοι δυσκολεύονται να απαντήσουν. Αλλά αυτός ο γρίφος, όπως εφαρμόζεται στον ηλεκτρισμό, λύνεται σίγουρα.

Ο ηλεκτρισμός ξεκινά με τον νόμο του Ohm.

Και αν εξετάσουμε το δίλημμα στο πλαίσιο παράλληλων ή σειριακών συνδέσεων - θεωρώντας τη μια σύνδεση ως κότα και την άλλη ως αυγό, τότε δεν υπάρχει καμία αμφιβολία.

Επειδή ο νόμος του Ohm είναι το πολύ πρωτότυπο ηλεκτρικό κύκλωμα. Και δεν μπορεί παρά να είναι συνεπής.

Ναι, βρήκαν ένα γαλβανικό στοιχείο και δεν ήξεραν τι να το κάνουν, οπότε βρήκαν αμέσως έναν άλλο λαμπτήρα. Και να τι προέκυψε από αυτό. Εδώ, μια τάση 1,5 βολτ διέρρευσε αμέσως ως ρεύμα, για να υπακούσει πιστά στον νόμο του Ohm, μέσω του λαμπτήρα στο πίσω μέρος της ίδιας μπαταρίας. Και μέσα στην ίδια την μπαταρία, υπό την επίδραση της μάγισσας-χημείας, οι φορτίσεις κατέληξαν και πάλι στο αρχικό σημείο της εκστρατείας τους. Και επομένως, όπου η τάση ήταν 1,5 βολτ, παραμένει έτσι. Δηλαδή, η τάση είναι συνεχώς ίδια, και τα φορτία κινούνται συνεχώς και περνούν διαδοχικά τον λαμπτήρα και το γαλβανικό στοιχείο.

Και αυτό συνήθως σχεδιάζεται στο διάγραμμα ως εξής:

Σύμφωνα με το νόμο του Ohm I=U/R

Τότε η αντίσταση του λαμπτήρα (με το ρεύμα και την τάση που έγραψα) θα είναι

R= 1/U, ΟπουR = 1 Ωμ

Και η ισχύς θα απελευθερωθεί Π = Εγώ * U , δηλαδή P=2,25 Vm

Σε ένα κύκλωμα σειράς, ειδικά σε ένα τόσο απλό και αναμφισβήτητο παράδειγμα, είναι ξεκάθαρο ότι το ρεύμα που το διατρέχει από την αρχή μέχρι το τέλος είναι το ίδιο όλη την ώρα. Και αν τώρα πάρουμε δύο λαμπτήρες και κάνουμε το ρεύμα να τρέχει πρώτα μέσω του ενός και μετά μέσω του άλλου, τότε το ίδιο θα συμβεί ξανά - το ρεύμα θα είναι το ίδιο σε αυτόν τον λαμπτήρα και στον άλλο ξανά. Αν και διαφορετικό σε μέγεθος. Το ρεύμα αντιμετωπίζει τώρα την αντίσταση δύο λαμπτήρων, αλλά καθένας από αυτούς έχει την ίδια αντίσταση όπως ήταν, επειδή καθορίζεται αποκλειστικά από τις φυσικές ιδιότητες του ίδιου του λαμπτήρα. Το νέο ρεύμα υπολογίζεται ξανά σύμφωνα με το νόμο του Ohm.

Θα αποδειχθεί ότι είναι ίσο με I \u003d U / R + R, δηλαδή 0,75A, ακριβώς το μισό από το ρεύμα που ήταν αρχικά.

Σε αυτή την περίπτωση, το ρεύμα πρέπει να ξεπεράσει δύο αντιστάσεις, γίνεται μικρότερο. Όπως φαίνεται από τη λάμψη των λαμπτήρων - τώρα καίγονται με μισή καρδιά. Και η συνολική αντίσταση μιας αλυσίδας δύο λαμπτήρων θα είναι ίση με το άθροισμα των αντιστάσεων τους. Γνωρίζοντας την αριθμητική, σε ξεχωριστή περίπτωση, μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε την ενέργεια πολλαπλασιασμού: εάν N πανομοιότυποι λαμπτήρες συνδέονται σε σειρά, τότε η συνολική αντίστασή τους θα είναι ίση με N επί R, όπου R είναι η αντίσταση ενός λαμπτήρα. Η λογική είναι άψογη.

Και θα συνεχίσουμε τα πειράματά μας. Τώρα θα κάνουμε κάτι παρόμοιο με αυτό που κάναμε με τους λαμπτήρες, αλλά μόνο στην αριστερή πλευρά του κυκλώματος: θα προσθέσουμε ένα άλλο γαλβανικό στοιχείο, ακριβώς όπως το πρώτο. Όπως μπορείτε να δείτε, τώρα έχουμε διπλασιάσει τη συνολική τάση και το ρεύμα έχει γίνει ξανά 1,5 A, το οποίο σηματοδοτούν οι λαμπτήρες, ανάβοντας ξανά σε πλήρη ισχύ.

Συμπεραίνουμε:

• Όταν ένα ηλεκτρικό κύκλωμα συνδέεται σε σειρά, οι αντιστάσεις και οι τάσεις των στοιχείων του αθροίζονται και το ρεύμα σε όλα τα στοιχεία παραμένει αμετάβλητο.

Είναι εύκολο να ελέγξετε ότι αυτή η δήλωση ισχύει τόσο για ενεργά συστατικά (γαλβανικά στοιχεία) όσο και για παθητικά (λαμπτήρες, αντιστάσεις).

Δηλαδή, αυτό σημαίνει ότι η τάση που μετράται σε μία αντίσταση (ονομάζεται πτώση τάσης) μπορεί να προστεθεί με ασφάλεια στην τάση που μετράται στην άλλη αντίσταση και το σύνολο θα είναι το ίδιο 3 V. Και σε κάθε μία από τις αντιστάσεις θα είναι ίσο με το μισό - τότε υπάρχει 1,5 V. Και δικαίως. Δύο γαλβανικές κυψέλες παράγουν τις τάσεις τους και δύο λαμπτήρες τις καταναλώνουν. Επειδή σε μια πηγή τάσης, η ενέργεια των χημικών διεργασιών μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια, η οποία έχει πάρει τη μορφή τάσης, και στους λαμπτήρες η ίδια ενέργεια μετατρέπεται από ηλεκτρική σε θερμότητα και φως.

Ας επιστρέψουμε στο πρώτο κύκλωμα, συνδέστε μια άλλη λάμπα σε αυτό, αλλά με διαφορετικό τρόπο.

Τώρα η τάση στα σημεία που συνδέουν τους δύο κλάδους είναι η ίδια όπως στο γαλβανικό στοιχείο - 1,5 V. Αλλά επειδή η αντίσταση και των δύο λαμπτήρων είναι επίσης ίδια όπως ήταν, τότε το ρεύμα μέσω καθενός από αυτούς θα περάσει 1,5 A - ρεύμα «πλήρης λάμψη».

Το γαλβανικό στοιχείο τα τροφοδοτεί τώρα με ρεύμα ταυτόχρονα, επομένως και τα δύο αυτά ρεύματα ρέουν από αυτό ταυτόχρονα. Δηλαδή, το συνολικό ρεύμα από την πηγή τάσης θα είναι 1,5 A + 1,5 A = 3,0 A.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ αυτού του κυκλώματος και του κυκλώματος όταν οι ίδιοι λαμπτήρες ήταν συνδεδεμένοι σε σειρά; Μόνο στη λάμψη των λαμπτήρων, δηλαδή μόνο στο ρεύμα.

Τότε το ρεύμα ήταν 0,75 Α και τώρα έγινε 3 Α με τη μία.

Αποδεικνύεται, σε σύγκριση με το αρχικό κύκλωμα, όταν οι λαμπτήρες συνδέθηκαν σε σειρά (σχήμα 2), το ρεύμα αντίστασης αποδείχθηκε μεγαλύτερο (γιατί μειώθηκε και οι λαμπτήρες έχασαν τη φωτεινότητά τους) και η παράλληλη σύνδεση έχει ΛΙΓΟΤΕΡΟ αντίσταση, αν και η αντίσταση των λαμπτήρων παρέμεινε αμετάβλητη. Τι συμβαίνει εδώ;

Αλλά το γεγονός είναι ότι ξεχνάμε μια ενδιαφέρουσα αλήθεια ότι κάθε ραβδί έχει δύο άκρες.

Όταν λέμε ότι μια αντίσταση αντιστέκεται στο ρεύμα, ξεχνάμε ότι εξακολουθεί να άγει ρεύμα. Και τώρα, όταν οι λαμπτήρες συνδέονται παράλληλα, έχει αυξηθεί η συνολική ιδιότητα να διοχετεύουν ρεύμα και όχι να αντιστέκονται. Λοιπόν, και, κατά συνέπεια, μια ορισμένη αξία σολ, κατ' αναλογία με την αντίσταση Rκαι θα πρέπει να ονομάζεται αγωγιμότητα. Και θα πρέπει να συνοψιστεί σε μια παράλληλη σύνδεση αγωγών.

Λοιπόν, εδώ είναι

Ο νόμος του Ohm θα έμοιαζε τότε

Εγώ = U* σολ&

Και στην περίπτωση παράλληλης σύνδεσης, το ρεύμα I θα είναι ίσο με U * (G + G) \u003d 2 * U * G, το οποίο είναι ακριβώς αυτό που παρατηρούμε.

Αντικατάσταση στοιχείων κυκλώματος με κοινό ισοδύναμο στοιχείο

Οι μηχανικοί χρειάζεται συχνά να γνωρίζουν τα ρεύματα και τις τάσεις σε όλα τα μέρη των κυκλωμάτων. Και τα πραγματικά ηλεκτρικά κυκλώματα είναι αρκετά πολύπλοκα και διακλαδισμένα και μπορεί να περιέχουν πολλά στοιχεία που καταναλώνουν ενεργά ηλεκτρική ενέργεια και συνδέονται μεταξύ τους σε εντελώς διαφορετικούς συνδυασμούς. Αυτό ονομάζεται υπολογισμός ηλεκτρικών κυκλωμάτων. Γίνεται κατά το σχεδιασμό της παροχής ενέργειας κατοικιών, διαμερισμάτων, οργανισμών. Ταυτόχρονα, είναι πολύ σημαντικό ποια ρεύματα και τάσεις θα δράσουν στο ηλεκτρικό κύκλωμα, έστω και μόνο για να επιλέξουν τα τμήματα καλωδίων που τους ταιριάζουν, τα φορτία σε ολόκληρο το δίκτυο ή τα μέρη του κ.λπ. Και νομίζω ότι όλοι καταλαβαίνουν πόσο πολύπλοκα είναι τα ηλεκτρονικά κυκλώματα που περιέχουν χιλιάδες ή και εκατομμύρια στοιχεία.

Το πρώτο πράγμα που προτείνεται είναι να χρησιμοποιήσουμε τη γνώση για το πώς συμπεριφέρονται τα ρεύματα τάσης σε τόσο απλές συνδέσεις δικτύου όπως σειριακές και παράλληλες. Κάνουν αυτό: αντί για τη σειριακή σύνδεση δύο ή περισσότερων ενεργών καταναλωτικών συσκευών (όπως οι λαμπτήρες μας) που βρίσκονται στο δίκτυο, σχεδιάστε μία, αλλά έτσι ώστε η αντίστασή της να είναι ίδια με αυτή και των δύο. Τότε το μοτίβο των ρευμάτων και των τάσεων στο υπόλοιπο κύκλωμα δεν θα αλλάξει. Ομοίως, με παράλληλη σύνδεση: αντί για αυτά, σχεδιάστε ένα στοιχείο του οποίου η ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ θα ήταν ίδια με τα δύο.

Τώρα, εάν το κύκλωμα επανασχεδιαστεί, αντικαθιστώντας τις σειριακές και παράλληλες συνδέσεις με ένα στοιχείο, θα λάβουμε ένα κύκλωμα που ονομάζεται «κύκλωμα ισοδύναμου υποκατάστασης».

Αυτή η διαδικασία μπορεί να συνεχιστεί μέχρι να απομείνει η απλούστερη - με την οποία απεικονίσαμε τον νόμο του Ohm στην αρχή. Μόνο αντί για έναν λαμπτήρα θα υπάρχει μία αντίσταση, η οποία ονομάζεται ισοδύναμη αντίσταση φορτίου.

Αυτό είναι το πρώτο καθήκον. Μας δίνει την ευκαιρία, χρησιμοποιώντας το νόμο του Ohm, να υπολογίσουμε το συνολικό ρεύμα σε ολόκληρο το δίκτυο ή το συνολικό ρεύμα φορτίου.

Αυτός είναι ο πλήρης υπολογισμός του ηλεκτρικού δικτύου.

Παραδείγματα

Αφήστε το κύκλωμα να περιέχει 9 ενεργές αντιστάσεις. Μπορεί να είναι λαμπτήρες ή κάτι άλλο.

Εφαρμόζεται τάση 60 V στους ακροδέκτες εισόδου του.

Οι τιμές αντίστασης για όλα τα στοιχεία είναι οι εξής:

Βρείτε όλα τα άγνωστα ρεύματα και τάσεις.

Είναι απαραίτητο να ακολουθήσετε τη διαδρομή αναζήτησης παράλληλων και σειριακών τμημάτων του δικτύου, να υπολογίσετε τις ισοδύναμες αντιστάσεις τους και να απλοποιήσετε σταδιακά το κύκλωμα. Βλέπουμε ότι τα R 3 , R 9 και R 6 συνδέονται σε σειρά. Τότε η ισοδύναμη αντίστασή τους R e 3, 6, 9 θα είναι ίση με το άθροισμά τους R e 3, 6, 9 \u003d 1 + 4 + 1 Ohm \u003d 6 Ohm.

Τώρα αντικαθιστούμε το παράλληλο κομμάτι από τις αντιστάσεις R 8 και R e 3, 6, 9, παίρνοντας R e 8, 3, 6, 9. Μόνο όταν οι αγωγοί συνδέονται παράλληλα, θα πρέπει να προστεθεί η αγωγιμότητα.

Η αγωγιμότητα μετριέται σε μονάδες που ονομάζονται Siemens, αντίστροφες ohms.

Εάν αναποδογυρίσετε το κλάσμα, παίρνουμε την αντίσταση R e 8, 3, 6, 9 \u003d 2 Ohm

Με τον ίδιο ακριβώς τρόπο όπως στην πρώτη περίπτωση, συνδυάζουμε τις αντιστάσεις R 2, R e 8, 3, 6, 9 και R 5, συνδεδεμένες σε σειρά, παίρνοντας R e 2, 8, 3, 6, 9, 5 \ u003d 1 + 2 + 1 = 4 ohms.

Απομένουν δύο βήματα: αποκτήστε αντίσταση ισοδύναμη με δύο αντιστάσεις σε παράλληλη σύνδεση των αγωγών R 7 και R e 2, 8, 3, 6, 9, 5.

Είναι ίσο με R e 7, 2, 8, 3, 6, 9, 5 \u003d 1 / (1/4 + 1/4) \u003d 1 / (2/4) \u003d 4/2 \u003d 2 ohms

Στο τελευταίο βήμα, αθροίζουμε όλες τις συνδεδεμένες σε σειρά αντιστάσεις R 1, R e 7, 2, 8, 3, 6, 9, 5 και R 4 και παίρνουμε μια αντίσταση ισοδύναμη με την αντίσταση ολόκληρου του κυκλώματος R e και ίσο με το άθροισμα αυτών των τριών αντιστάσεων

R e \u003d R 1 + R e 7, 2, 8, 3, 6, 9, 5 + R4 \u003d 1 + 2 + 1 \u003d 4 Ohm

Λοιπόν, ας θυμηθούμε προς τιμήν ποιου ονομάστηκε η μονάδα αντίστασης που γράφαμε στον τελευταίο από αυτούς τους τύπους και υπολογίζουμε, σύμφωνα με το νόμο του, το συνολικό ρεύμα σε ολόκληρο το κύκλωμα I

Τώρα, κινούμενοι προς την αντίθετη κατεύθυνση, προς την αυξανόμενη πολυπλοκότητα του δικτύου, είναι δυνατό να ληφθούν, σύμφωνα με το νόμο του Ohm, ρεύματα και τάσεις σε όλες τις αλυσίδες του αρκετά απλού κυκλώματος μας.

Έτσι υπολογίζονται συνήθως τα σχήματα τροφοδοσίας των διαμερισμάτων, τα οποία αποτελούνται από παράλληλα και σειριακά τμήματα. Το οποίο, κατά κανόνα, δεν είναι κατάλληλο στα ηλεκτρονικά, επειδή υπάρχουν πολλά πράγματα που τακτοποιούνται διαφορετικά και όλα είναι πολύ πιο περίπλοκα. Και εδώ, για παράδειγμα, ένα τέτοιο κύκλωμα, όταν δεν καταλαβαίνετε αν πρόκειται για παράλληλη σύνδεση αγωγών ή σε σειρά, υπολογίζεται σύμφωνα με τους νόμους του Kirchhoff.

Παράλληλη και σειριακή σύνδεση αγωγών - μέθοδοι μεταγωγής ηλεκτρικού κυκλώματος. Τα ηλεκτρικά κυκλώματα οποιασδήποτε πολυπλοκότητας μπορούν να αναπαρασταθούν χρησιμοποιώντας αυτές τις αφαιρέσεις.

Ορισμοί

Υπάρχουν δύο τρόποι σύνδεσης αγωγών, καθίσταται δυνατό να απλοποιηθεί ο υπολογισμός ενός κυκλώματος αυθαίρετης πολυπλοκότητας:

• Το άκρο του προηγούμενου αγωγού συνδέεται απευθείας με την αρχή του επόμενου - η σύνδεση ονομάζεται σειριακή. Σχηματίζεται μια αλυσίδα. Για να ενεργοποιήσετε τον επόμενο σύνδεσμο, πρέπει να σπάσετε το ηλεκτρικό κύκλωμα εισάγοντας έναν νέο αγωγό εκεί.
• Οι αρχές των αγωγών συνδέονται με ένα σημείο, τα άκρα με ένα άλλο, η σύνδεση ονομάζεται παράλληλη. Ένας σύνδεσμος ονομάζεται υποκατάστημα. Κάθε μεμονωμένος αγωγός σχηματίζει έναν κλάδο. Τα κοινά σημεία ονομάζονται κόμβοι ηλεκτρικού δικτύου.

Στην πράξη, μια μικτή σύνδεση αγωγών είναι πιο συνηθισμένη, άλλοι συνδέονται σε σειρά, άλλοι συνδέονται παράλληλα. Πρέπει να σπάσετε την αλυσίδα σε απλά τμήματα, να λύσετε το πρόβλημα για το καθένα ξεχωριστά. Ένα αυθαίρετα πολύπλοκο ηλεκτρικό κύκλωμα μπορεί να περιγραφεί με παράλληλη, σειριακή σύνδεση αγωγών. Έτσι γίνεται στην πράξη.

Χρήση παράλληλης και σειριακής σύνδεσης αγωγών

Όροι που ισχύουν για ηλεκτρικά κυκλώματα

Η θεωρία είναι η βάση για το σχηματισμό στερεών γνώσεων, λίγοι άνθρωποι γνωρίζουν πώς διαφέρει η τάση (διαφορά δυναμικού) από την πτώση τάσης. Από την άποψη της φυσικής, ένα εσωτερικό κύκλωμα ονομάζεται πηγή ρεύματος, η οποία είναι έξω - ονομάζεται εξωτερική. Η οριοθέτηση βοηθά στη σωστή περιγραφή της κατανομής του πεδίου. Το ρεύμα λειτουργεί. Στην απλούστερη περίπτωση, παραγωγή θερμότητας σύμφωνα με το νόμο Joule-Lenz. Τα φορτισμένα σωματίδια, που κινούνται προς ένα χαμηλότερο δυναμικό, συγκρούονται με το κρυσταλλικό πλέγμα και εκπέμπουν ενέργεια. Οι αντιστάσεις θερμαίνονται.

Για να εξασφαλιστεί η κίνηση, είναι απαραίτητο να διατηρηθεί μια διαφορά δυναμικού στα άκρα του αγωγού. Αυτό ονομάζεται τάση τμήματος κυκλώματος. Εάν τοποθετήσετε απλώς έναν αγωγό στο πεδίο κατά μήκος των γραμμών δύναμης, το ρεύμα θα ρέει, θα είναι πολύ βραχύβιο. Η διαδικασία θα τελειώσει με την έναρξη της ισορροπίας. Το εξωτερικό πεδίο θα εξισορροπηθεί από το δικό του πεδίο φορτίων προς την αντίθετη κατεύθυνση. Το ρεύμα θα σταματήσει. Για να γίνει η διαδικασία συνεχής, χρειάζεται μια εξωτερική δύναμη.

Μια τέτοια κίνηση για την κίνηση ενός ηλεκτρικού κυκλώματος είναι μια πηγή ρεύματος. Για να διατηρηθεί το δυναμικό, η εργασία γίνεται εντός. Χημική αντίδραση, όπως σε ένα γαλβανικό στοιχείο, μηχανικές δυνάμεις - μια υδροηλεκτρική γεννήτρια. Τα φορτία μέσα στην πηγή κινούνται προς την αντίθετη κατεύθυνση από το πεδίο. Αυτό γίνεται από εξωτερικές δυνάμεις. Μπορείτε να αναδιατυπώσετε τις παραπάνω δηλώσεις για να πείτε:

• Το εξωτερικό μέρος του κυκλώματος όπου κινούνται τα φορτία, που μεταφέρεται από το πεδίο.
• Το εσωτερικό μέρος ενός κυκλώματος όπου τα φορτία κινούνται ενάντια στην τάση.

Η γεννήτρια (πηγή ρεύματος) είναι εξοπλισμένη με δύο πόλους. Αυτός με μικρότερο δυναμικό λέγεται αρνητικός, ο άλλος λέγεται θετικός. Στην περίπτωση εναλλασσόμενου ρεύματος, οι πόλοι αντιστρέφονται συνεχώς. Η κατεύθυνση κίνησης των φορτίων δεν είναι σταθερή. Το ρεύμα ρέει από τον θετικό πόλο στον αρνητικό. Η κίνηση των θετικών φορτίων πηγαίνει προς την κατεύθυνση της μείωσης του δυναμικού. Σύμφωνα με αυτό το γεγονός, εισάγεται η έννοια της πιθανής πτώσης:

Μια πτώση στο δυναμικό ενός τμήματος ενός κυκλώματος είναι μια μείωση του δυναμικού μέσα σε ένα τμήμα. Τυπικά, αυτό είναι ένταση. Το ίδιο και για κλάδους παράλληλου κυκλώματος.

Κάτω από την πτώση τάσης εννοείται και κάτι άλλο. Η τιμή που χαρακτηρίζει τις απώλειες θερμότητας είναι αριθμητικά ίση με το γινόμενο του ρεύματος και της ενεργού αντίστασης του τμήματος. Οι νόμοι του Ohm και του Kirchhoff που εξετάζονται παρακάτω διατυπώνονται για αυτήν την περίπτωση. Σε ηλεκτροκινητήρες, μετασχηματιστές, η διαφορά δυναμικού μπορεί να διαφέρει σημαντικά από την πτώση τάσης. Το τελευταίο χαρακτηρίζει τις απώλειες στην ενεργό αντίσταση, ενώ το πρώτο λαμβάνει υπόψη το πλήρες έργο της τρέχουσας πηγής.

Κατά την επίλυση φυσικών προβλημάτων, για απλοποίηση, ο κινητήρας μπορεί να συμπεριλάβει στη σύνθεσή του ένα EMF, η κατεύθυνση του οποίου είναι αντίθετη από την επίδραση της πηγής ισχύος. Λαμβάνεται υπόψη το γεγονός της απώλειας ενέργειας μέσω του αντιδραστικού τμήματος της σύνθετης αντίστασης. Το σχολικό και πανεπιστημιακό μάθημα της φυσικής διακρίνεται για την απομόνωσή του από την πραγματικότητα. Γι’ αυτό οι μαθητές με το στόμα ανοιχτό αφουγκράζονται τα φαινόμενα που διαδραματίζονται στην ηλεκτρολόγια μηχανική. Την περίοδο που προηγείται της εποχής της βιομηχανικής επανάστασης, ανακαλύπτονταν οι κύριοι νόμοι, ο επιστήμονας πρέπει να συνδυάσει το ρόλο ενός θεωρητικού και ενός ταλαντούχου πειραματιστή. Αυτό δηλώνεται ανοιχτά στους προλόγους των έργων του Kirchhoff (τα έργα του Georg Ohm δεν έχουν μεταφραστεί στα ρωσικά). Οι δάσκαλοι κυριολεκτικά δελέαζαν τους ανθρώπους με πρόσθετες διαλέξεις γεμάτες με οπτικά, εκπληκτικά πειράματα.

Οι νόμοι του Ohm και του Kirchhoff όπως εφαρμόζονται σε σειρές και παράλληλες συνδέσεις αγωγών

Οι νόμοι του Ohm και του Kirchhoff χρησιμοποιούνται για την επίλυση πραγματικών προβλημάτων. Ο πρώτος συνήγαγε την ισότητα με καθαρά εμπειρικό τρόπο - πειραματικά - ο δεύτερος ξεκίνησε με μαθηματική ανάλυση του προβλήματος, μετά έλεγξε τις εικασίες με εξάσκηση. Ακολουθούν ορισμένες πληροφορίες που θα σας βοηθήσουν να λύσετε το πρόβλημα:

Υπολογίστε την αντίσταση των στοιχείων σε σειρά και παράλληλη σύνδεση

Ο αλγόριθμος για τον υπολογισμό των πραγματικών κυκλωμάτων είναι απλός. Ακολουθούν μερικές από τις διατριβές για το υπό εξέταση θέμα:

1. Όταν συνδέονται σε σειρά, οι αντιστάσεις αθροίζονται, όταν συνδέονται παράλληλα - αγωγιμότητα:
   1. Για τις αντιστάσεις, ο νόμος ξαναγράφεται σε αμετάβλητη μορφή. Με παράλληλη σύνδεση, η τελική αντίσταση είναι ίση με το γινόμενο του πρωτοτύπου, διαιρούμενο με τη συνολική ποσότητα. Όταν είναι διαδοχικά - οι ονομασίες αθροίζονται.
   2. Η αυτεπαγωγή δρα ως αντίδραση (j * ω * L), συμπεριφέρεται σαν κανονική αντίσταση. Όσον αφορά τη γραφή, ο τύπος δεν διαφέρει. Η απόχρωση, για κάθε καθαρά φανταστική αντίσταση, είναι ότι πρέπει να πολλαπλασιάσετε το αποτέλεσμα με τον τελεστή j, την κυκλική συχνότητα ω (2 * Pi * f). Όταν οι επαγωγείς συνδέονται σε σειρά, οι ονομασίες αθροίζονται, όταν συνδέονται παράλληλα, προστίθενται οι αμοιβαίες τιμές.
   3. Η φανταστική αντίσταση χωρητικότητας γράφεται ως: -j/ω*С. Είναι εύκολο να το δούμε: προσθέτοντας τις τιμές της σύνδεσης σειράς, παίρνουμε τον τύπο, όπως ακριβώς για τις αντιστάσεις και τις επαγωγές ήταν με παράλληλη. Για τους πυκνωτές ισχύει το αντίθετο. Όταν συνδέονται παράλληλα, οι τιμές αθροίζονται, όταν συνδέονται σε σειρά, οι αμοιβαίες τιμές αθροίζονται.

Οι διατριβές επεκτείνονται εύκολα σε αυθαίρετες περιπτώσεις. Η πτώση τάσης σε δύο εκτεθειμένες διόδους πυριτίου είναι ίση με το άθροισμα. Στην πράξη, είναι 1 βολτ, η ακριβής τιμή εξαρτάται από τον τύπο του στοιχείου ημιαγωγού, τα χαρακτηριστικά. Οι πηγές ενέργειας εξετάζονται με παρόμοιο τρόπο: όταν συνδέονται σε σειρά, οι αξιολογήσεις αθροίζονται. Το παράλληλο συναντάται συχνά σε υποσταθμούς όπου οι μετασχηματιστές τοποθετούνται σε μια σειρά. Η τάση θα είναι μία (ελεγχόμενη από τον εξοπλισμό), διαιρούμενη μεταξύ των διακλαδώσεων. Η αναλογία μετασχηματισμού είναι αυστηρά ίση, εμποδίζοντας την εμφάνιση αρνητικών επιπτώσεων.

Για κάποιους, η περίπτωση είναι δύσκολη: δύο μπαταρίες διαφορετικών ονομασιών συνδέονται παράλληλα. Η περίπτωση περιγράφεται από τον δεύτερο νόμο του Kirchhoff· η φυσική δεν μπορεί να παρουσιάσει καμία δυσκολία. Εάν οι τιμές των δύο πηγών δεν είναι ίσες, λαμβάνεται ο αριθμητικός μέσος όρος εάν αγνοηθεί η εσωτερική αντίσταση και των δύο πηγών. Διαφορετικά, οι εξισώσεις Kirchhoff λύνονται για όλα τα περιγράμματα. Οι άγνωστοι θα είναι ρεύματα (τρία συνολικά), ο συνολικός αριθμός των οποίων είναι ίσος με τον αριθμό των εξισώσεων. Για πλήρη κατανόηση, δόθηκε μια εικόνα.

Ένα παράδειγμα επίλυσης των εξισώσεων Kirchhoff

Ας δούμε την εικόνα: σύμφωνα με την κατάσταση του προβλήματος, η πηγή E1 είναι ισχυρότερη από την E2. Η κατεύθυνση των ρευμάτων στο κύκλωμα λαμβάνεται από υγιείς εκτιμήσεις. Αν όμως το έβαζαν λάθος, αφού έλυνε το πρόβλημα κάποιος θα βγήκε με αρνητικό πρόσημο. Τότε θα πρέπει να αλλάξει κατεύθυνση. Προφανώς, το ρεύμα ρέει στο εξωτερικό κύκλωμα, όπως φαίνεται στο σχήμα. Συνθέτουμε τις εξισώσεις Kirchhoff για τρία κυκλώματα, αυτό είναι το εξής:

1. Το έργο της πρώτης (ισχυρής) πηγής δαπανάται για τη δημιουργία ρεύματος στο εξωτερικό κύκλωμα, ξεπερνώντας την αδυναμία του γείτονα (ρεύμα I2).
2. Η δεύτερη πηγή δεν κάνει χρήσιμη δουλειά στο φορτίο, παλεύει με την πρώτη. Δεν θα πεις αλλιώς.

Η παράλληλη συμπερίληψη μπαταριών διαφορετικών χαρακτηριστικών είναι σίγουρα επιβλαβής. Τι παρατηρείται στον υποσταθμό κατά τη χρήση μετασχηματιστών με διαφορετικούς λόγους μεταφοράς. Τα ρεύματα κυκλοφορίας δεν κάνουν χρήσιμη εργασία. Διαφορετικές μπαταρίες που συνδέονται παράλληλα θα αρχίσουν να λειτουργούν αποτελεσματικά όταν μια ισχυρή πέσει στο επίπεδο μιας αδύναμης.

Τα στοιχεία ενός ηλεκτρικού κυκλώματος μπορούν να συνδεθούν με δύο τρόπους. Μια σειριακή σύνδεση περιλαμβάνει τη σύνδεση στοιχείων μεταξύ τους, ενώ σε μια παράλληλη σύνδεση, τα στοιχεία αποτελούν μέρος παράλληλων διακλαδώσεων. Ο τρόπος σύνδεσης των αντιστάσεων καθορίζει τη μέθοδο υπολογισμού της συνολικής αντίστασης του κυκλώματος.

Βήματα

σειριακή σύνδεση

Προσδιορίστε εάν το κύκλωμα είναι σε σειρά.Μια σειριακή σύνδεση είναι ένα μόνο κύκλωμα χωρίς διακλάδωση. Οι αντιστάσεις ή άλλα στοιχεία βρίσκονται η μία πίσω από την άλλη.

Προσθέστε τις αντιστάσεις των επιμέρους στοιχείων.Η αντίσταση ενός κυκλώματος σειράς είναι ίση με το άθροισμα των αντιστάσεων όλων των στοιχείων που περιλαμβάνονται σε αυτό το κύκλωμα. Το ρεύμα σε οποιοδήποτε μέρος ενός κυκλώματος σειράς είναι το ίδιο, επομένως οι αντιστάσεις απλώς αθροίζονται.

• Για παράδειγμα, ένα κύκλωμα σειράς αποτελείται από τρεις αντιστάσεις με αντιστάσεις 2 ohms, 5 ohms και 7 ohms. Συνολική αντίσταση κυκλώματος: 2 + 5 + 7 = 14 ohms.

1. Εάν η αντίσταση κάθε στοιχείου κυκλώματος δεν είναι γνωστή, χρησιμοποιήστε το νόμο του Ohm: V = IR, όπου V είναι τάση, I είναι ρεύμα, R είναι αντίσταση. Βρείτε πρώτα το ρεύμα και τη συνολική τάση.

   Αντικαταστήστε τις γνωστές τιμές στον τύπο που περιγράφει το νόμο του Ohm.Ξαναγράψτε τον τύπο V = IR έτσι ώστε να απομονώσετε την αντίσταση: R = V / I. Συνδέστε τις γνωστές τιμές σε αυτόν τον τύπο για να υπολογίσετε τη συνολική αντίσταση.

   • Για παράδειγμα, η τάση της πηγής ρεύματος είναι 12 V και το ρεύμα είναι 8 A. Η συνολική αντίσταση του κυκλώματος σειράς: R O = 12 V / 8 A = 1,5 ohms.

Παράλληλη σύνδεση

1. Προσδιορίστε αν το κύκλωμα είναι παράλληλο.Ένα παράλληλο κύκλωμα σε μια συγκεκριμένη περιοχή διακλαδίζεται σε πολλούς κλάδους, οι οποίοι στη συνέχεια επανασυνδέονται. Το ρεύμα ρέει μέσω κάθε κλάδου του κυκλώματος.

   Υπολογίστε τη συνολική αντίσταση με βάση την αντίσταση κάθε κλάδου.Κάθε αντίσταση μειώνει την ποσότητα του ρεύματος που διέρχεται από έναν κλάδο, επομένως έχει μικρή επίδραση στη συνολική αντίσταση του κυκλώματος. Ο τύπος για τον υπολογισμό της συνολικής αντίστασης: όπου R 1 είναι η αντίσταση του πρώτου κλάδου, R 2 είναι η αντίσταση του δεύτερου κλάδου και ούτω καθεξής μέχρι τον τελευταίο κλάδο R n.

   Υπολογίστε την αντίσταση από το γνωστό ρεύμα και τάση.Κάντε αυτό εάν η αντίσταση κάθε στοιχείου κυκλώματος δεν είναι γνωστή.

   Αντικαταστήστε τις γνωστές τιμές στον τύπο του νόμου του Ohm.Εάν οι τιμές του συνολικού ρεύματος και της τάσης στο κύκλωμα είναι γνωστές, η συνολική αντίσταση υπολογίζεται σύμφωνα με το νόμο του Ohm: R \u003d V / I.

   • Για παράδειγμα, η τάση στο παράλληλο κύκλωμα είναι 9 V και το συνολικό ρεύμα είναι 3 A. Συνολική αντίσταση: R O = 9 V / 3 A = 3 ohms.

2. Αναζητήστε κλαδιά με μηδενική αντίσταση.Εάν ένας κλάδος ενός παράλληλου κυκλώματος δεν έχει καθόλου αντίσταση, τότε όλο το ρεύμα θα διαρρέει αυτόν τον κλάδο. Σε αυτή την περίπτωση, η συνολική αντίσταση κυκλώματος είναι 0 ohms.

Συνδυασμένη σύνδεση

Σπάστε το συνδυασμένο κύκλωμα σε σειρά και παράλληλο.Ένα συνδυασμένο κύκλωμα περιλαμβάνει στοιχεία που συνδέονται τόσο σε σειρά όσο και παράλληλα. Κοιτάξτε το διάγραμμα κυκλώματος και σκεφτείτε πώς να το σπάσετε σε τμήματα με σειρές και παράλληλες συνδέσεις στοιχείων. Κυκλώστε κάθε τμήμα για να διευκολύνετε τον υπολογισμό της συνολικής αντίστασης.

• Για παράδειγμα, το κύκλωμα περιλαμβάνει μια αντίσταση 1 ohm και μια αντίσταση 1,5 ohm. Πίσω από τη δεύτερη αντίσταση, το κύκλωμα διακλαδίζεται σε δύο παράλληλους κλάδους - ο ένας κλάδος περιλαμβάνει μια αντίσταση με αντίσταση 5 ohms και ο δεύτερος με αντίσταση 3 ohms. Κυκλώστε τους δύο παράλληλους κλάδους για να τους τονίσετε στο διάγραμμα κυκλώματος.

1. Βρείτε την αντίσταση του παράλληλου κυκλώματος.Για να το κάνετε αυτό, χρησιμοποιήστε τον τύπο για να υπολογίσετε τη συνολική αντίσταση ενός παράλληλου κυκλώματος: 1 R O = 1 R 1 + 1 R 2 + 1 R 3 + . . . 1 R n (\displaystyle (\frac (1)(R_(O)))=(\frac (1)(R_(1)))+(\frac (1)(R_(2)))+(\ frac (1)(R_(3)))+...(\frac (1)(R_(n)))).

   Απλοποιήστε την αλυσίδα.Αφού βρείτε τη συνολική αντίσταση του παράλληλου κυκλώματος, μπορείτε να το αντικαταστήσετε με ένα στοιχείο του οποίου η αντίσταση είναι ίση με την υπολογιζόμενη τιμή.

   • Στο παράδειγμά μας, απαλλαγείτε από τους δύο παράλληλους κλάδους και αντικαταστήστε τους με μια αντίσταση 1,875 ohm.

2. Προσθέστε τις αντιστάσεις των αντιστάσεων που είναι συνδεδεμένες σε σειρά.Αντικαθιστώντας το παράλληλο κύκλωμα με ένα στοιχείο, έχετε ένα κύκλωμα σειράς. Η συνολική αντίσταση ενός κυκλώματος σειράς είναι ίση με το άθροισμα των αντιστάσεων όλων των στοιχείων που περιλαμβάνονται σε αυτό το κύκλωμα.