www.wikidata.uk-ua.nina.az

Послідовне і паралельне з єднання провідників Послідовне і паралельне з єднання в електротехніці два основних є ще інші

Послідовне і паралельне з'єднання провідників

Послідовне і паралельне з'єднання в електротехніці — два основних (є ще інші, які походять із них) способи з'єднання елементів електричного кола. За послідовного з'єднання, всі елементи пов'язані один з одним так, що ділянка кола не має жодного вузла. У разі паралельного з'єднання, всі вхідні в коло елементи, об'єднані двома вузлами і не мають зв'язків з іншими вузлами.

Послідовне (ліворуч) і паралельне (праворуч) кола з двома резисторами та вимірювачами напруги (вольтметрами) й струму (амперметрами).

Елементи (складники) електричного кола або електронної схеми, може бути з'єднано послідовно, паралельно або послідовно-паралельно. Елементи сполучені послідовно, з'єднуються вздовж одного провідного шляху, тож один і той же струм тече крізь всі складники, натомість відбувається спад напруги на кожному з опорів. У паралельному колі, сума напруг, які приходяться на кожен окремий елемент (опір), дорівнює напрузі джерела. Елементи, з'єднані паралельно, сполучаються декількома шляхами, так що струм може розділитися; натомість на кожен складник подається однакова напруга.

Схема, що утворена винятково з послідовно з'єднаних складників, називається послідовною схемою; подібно, та, яка з'єднана повністю паралельно, називається паралельною схемою (колом).

В послідовному колі струм, який протікає крізь кожен зі складників, однаковий, а напруга  кола, є сумою окремих спадів напруги на кожному елементі. У паралельному колі напруга на кожному зі складників однакова, а загальний струм являє собою суму струмів котрі протікають крізь кожен елемент.

У послідовному колі кожен складник (наприклад лампочка ялинкової гірлянди або опір 500 Ом на схемі) має працювати, щоби коло було робочим. Якщо в послідовному колі виходить з ладу одна лампа (резистор), вся схема не працює. У паралельних колах, кожна лампочка (або опір 500 Ом на наведеному у передмові рисунку) має власну схему, так що всі, крім однієї лампи, можуть вийти з ладу, а остання все одно буде світити.

Вузол електричного кола

Послідовне з'єднання

Схема послідовного з'єднання резисторів (активних опорів)

При послідовному з'єднанні провідників сила струму у всіх провідниках однакова:

Повна напруга в колі при послідовному з'єднанні, або напруга на полюсах джерела струму, дорівнює сумі напруг на окремих ділянках кола:

Резистори

Загальний активний опір усієї ділянки кола дорівнює сумі опорів:


Індуктивності

Котушки індуктивності підпорядковуються тому ж закону: загальна індуктивність послідовно з'єднаних котушок індуктивності дорівнює сумі їх окремих індуктивностей:

Схема кількох котушок індуктивності, з'єднаних встик, крізь кожну з яких проходить однаковий струм.
Однак у деяких випадках важко запобігти впливу сусідніх індуктивностей одна на одну, оскільки магнітне поле одного пристрою взаємодіє з обмотками його сусідів. Ця обопільна дія визначається взаємною індуктивністю M. Наприклад, якщо дві котушки індуктивності з’єднані послідовно, існує дві можливі еквівалентні індуктивності залежно від того, як магнітні поля обох котушок індуктивності позначаються одне на одному.

Коли котушок індуктивності більше двох, взаємна індуктивність між кожною із них та спосіб впливу котушок одна на одну ускладнюють розрахунок. Для більшої кількості котушок загальна сукупна індуктивність визначається сумою всіх взаємних індуктивностей між різними котушками, разом із взаємною індуктивністю кожної даної котушки з самою собою, яку ми називаємо самоіндукцією або просто індуктивністю. Для трьох котушок існує шість взаємних індуктивностей. , , та , і . Є також три самоіндукції трьох котушок: , і .

Отже загальна індуктивність трьох котушок індуктивності:

Відповідно до принципу взаємності = , останні дві групи можна об'єднати. Перші три члени є сумою власних індуктивностей різних котушок. Формула легко поширюється на будь-яку кількість послідовних котушок із взаємним зв'язком. Метод можна застосовувати для визначення власної індуктивності великих котушок дроту будь-якої форми поперечного перерізу шляхом обчислення суми взаємних індуктивностей кожного витка дроту в котушці з кожним іншим витком, оскільки у такій котушці всі витки послідовні.

Конденсатори

Конденсатори дотримуються того самого закону, лише з використанням зворотних величин. Загальна ємність послідовно з’єднаних конденсаторів дорівнює зворотній величині суми зворотних величин їхніх окремих ємностей:

Праворуч: схема кількох конденсаторів, з'єднаних встик (послідовно), крізь кожен з яких проходить однаковий струм.

Вимикачі

Два або більше послідовно з'єднаних вимикача утворюють логічне І; електричне коло проводить струм лише у тому разі, якщо всі вимикачі замкнені. Див. І (логічний вентиль).

Нагрівальні елементи

У разі послідовного з'єднання, наприклад трубчастих електронагрівників (ТЕН-ів), їхня загальна електрична потужність зменшується в рази, відповідно до кількості сполучених нагрівальних елементів, наприклад для двох: R = 2r, p = p/2.Тобто два електронагрівачі на 230 В з послідовним увімкненням, що мають потужність 1000 Вт та працюють від 230 В, здатні виробити 500 Вт.

Паралельне з'єднання

Схема паралельного з'єднання резисторів

У разі паралельного з'єднання, спад напруги між двома вузлами, що поєднують елементи кола, однаковий для всіх складників. Водночас величина, обернена загальному опору кола, дорівнює сумі величин, обернених опорам паралельно з'єднаних провідників.

Сила струму в нерозгалуженій частині кола дорівнює сумі сил струмів в окремих паралельно з'єднаних провідниках:

Напруга на ділянках кола і на кінцях всіх паралельно з'єднаних провідників одна й та ж:

Опір ділянки визначається із рівняння — провідність ділянки є сумою провідностей елементів:

Піктограма

Порівняння активного опору, індуктивності і ємності пар резисторів, котушок індуктивності та конденсаторів, з'єднаних послідовно та паралельно

Приклади

  • Поширеним застосуванням послідовних схем у побутовій електроніці є акумулятори, в яких кілька елементів, з'єднаних послідовно, використовуються для отримання зручної робочої напруги (найчастіше 12 вольт). Дві пальчикові батарейки по 1,5 В з'єднані послідовно, можуть живити ліхтарик або пульт дистанційного керування на 3 вольти; акумуляторна батарея для ручного електроінструменту, може містити дюжину літій-іонних елементів, з'єднаних послідовно, щоби забезпечити 48 вольт.
  • Термін послідовний опір, може також застосовуватися щодо наявних кровоносних судин у певному біологічному органі. Кожен орган забезпечений великою артерією, меншими артеріями, артеріолами, капілярами та венами, розташованими послідовно. Загальний опір кровотоку, є сумою окремих опорів, виражену наступним рівнянням: Rзагал = Raртерії + Raртеріоли + Rкапілярів. Найбільшу частку опору у цьому переліку, становлять артеріоли.
  • Одним зі способів застосувань паралельного з'єднання, може служити люстра, де до кожної окремої лампочки підводиться нуль і фаза; тож у разі виходу з ладу однієї з ламп, всі інші продовжуватимуть світити.
  • Гарним прикладом паралельного опору також, є серцево-судинна система. Кожен орган забезпечений артерією, яка відгалужується від аорти. Загальний опір цієї паралельної системи, виражається наступним рівнянням: 1 / Rзагал = 1 / Rн + 1 / Rп + ... 1 / Ri, де: Rн, Rп і Ri — опір ниркової, печінкової та інших артерій відповідно. Загальний опір менше, ніж опір будь-якої з окремих артерій.

Див. також

Джерела

  1. Table of different connection methods of heating elements – JPC France (амер.). Процитовано 22 березня 2023. 
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Poslidovne i paralelne z yednannya v elektrotehnici dva osnovnih ye she inshi yaki pohodyat iz nih sposobi z yednannya elementiv elektrichnogo kola Za poslidovnogo z yednannya vsi elementi pov yazani odin z odnim tak sho dilyanka kola ne maye zhodnogo vuzla U razi paralelnogo z yednannya vsi vhidni v kolo elementi ob yednani dvoma vuzlami i ne mayut zv yazkiv z inshimi vuzlami Poslidovne livoruch i paralelne pravoruch kola z dvoma rezistorami ta vimiryuvachami naprugi voltmetrami j strumu ampermetrami Elementi skladniki elektrichnogo kola abo elektronnoyi shemi mozhe buti z yednano poslidovno paralelno abo poslidovno paralelno Elementi spolucheni poslidovno z yednuyutsya vzdovzh odnogo providnogo shlyahu tozh odin i toj zhe strum teche kriz vsi skladniki natomist vidbuvayetsya spad naprugi na kozhnomu z oporiv U paralelnomu koli suma naprug yaki prihodyatsya na kozhen okremij element opir dorivnyuye napruzi dzherela Elementi z yednani paralelno spoluchayutsya dekilkoma shlyahami tak sho strum mozhe rozdilitisya natomist na kozhen skladnik podayetsya odnakova napruga Shema sho utvorena vinyatkovo z poslidovno z yednanih skladnikiv nazivayetsya poslidovnoyu shemoyu podibno ta yaka z yednana povnistyu paralelno nazivayetsya paralelnoyu shemoyu kolom V poslidovnomu koli strum yakij protikaye kriz kozhen zi skladnikiv odnakovij a napruga kola ye sumoyu okremih spadiv naprugi na kozhnomu elementi U paralelnomu koli napruga na kozhnomu zi skladnikiv odnakova a zagalnij strum yavlyaye soboyu sumu strumiv kotri protikayut kriz kozhen element U poslidovnomu koli kozhen skladnik napriklad lampochka yalinkovoyi girlyandi abo opir 500 Om na shemi maye pracyuvati shobi kolo bulo robochim Yaksho v poslidovnomu koli vihodit z ladu odna lampa rezistor vsya shema ne pracyuye U paralelnih kolah kozhna lampochka abo opir 500 Om na navedenomu u peredmovi risunku maye vlasnu shemu tak sho vsi krim odniyeyi lampi mozhut vijti z ladu a ostannya vse odno bude svititi Vuzol elektrichnogo kolaZmist 1 Poslidovne z yednannya 1 1 Rezistori 1 2 Induktivnosti 1 3 Kondensatori 1 4 Vimikachi 1 5 Nagrivalni elementi 2 Paralelne z yednannya 3 Piktograma 4 Prikladi 5 Div takozh 6 DzherelaPoslidovne z yednannya Shema poslidovnogo z yednannya rezistoriv aktivnih oporiv Pri poslidovnomu z yednanni providnikiv sila strumu u vsih providnikah odnakova I 1 I 2 I N displaystyle I 1 I 2 ldots I N Povna napruga v koli pri poslidovnomu z yednanni abo napruga na polyusah dzherela strumu dorivnyuye sumi naprug na okremih dilyankah kola U U 1 U 2 U N displaystyle U U 1 U 2 ldots U N Rezistori Zagalnij aktivnij opir usiyeyi dilyanki kola dorivnyuye sumi oporiv R R 1 R 2 R N displaystyle R R 1 R 2 ldots R N Induktivnosti Kotushki induktivnosti pidporyadkovuyutsya tomu zh zakonu zagalna induktivnist poslidovno z yednanih kotushok induktivnosti dorivnyuye sumi yih okremih induktivnostej Shema kilkoh kotushok induktivnosti z yednanih vstik kriz kozhnu z yakih prohodit odnakovij strum L t o t a l L 1 L 2 L n displaystyle L mathrm total L 1 L 2 cdots L n Odnak u deyakih vipadkah vazhko zapobigti vplivu susidnih induktivnostej odna na odnu oskilki magnitne pole odnogo pristroyu vzayemodiye z obmotkami jogo susidiv Cya obopilna diya viznachayetsya vzayemnoyu induktivnistyu M Napriklad yaksho dvi kotushki induktivnosti z yednani poslidovno isnuye dvi mozhlivi ekvivalentni induktivnosti zalezhno vid togo yak magnitni polya oboh kotushok induktivnosti poznachayutsya odne na odnomu Koli kotushok induktivnosti bilshe dvoh vzayemna induktivnist mizh kozhnoyu iz nih ta sposib vplivu kotushok odna na odnu uskladnyuyut rozrahunok Dlya bilshoyi kilkosti kotushok zagalna sukupna induktivnist viznachayetsya sumoyu vsih vzayemnih induktivnostej mizh riznimi kotushkami razom iz vzayemnoyu induktivnistyu kozhnoyi danoyi kotushki z samoyu soboyu yaku mi nazivayemo samoindukciyeyu abo prosto induktivnistyu Dlya troh kotushok isnuye shist vzayemnih induktivnostej M 12 displaystyle M 12 M 13 displaystyle M 13 M 23 displaystyle M 23 ta M 21 displaystyle M 21 M 31 displaystyle M 31 i M 32 displaystyle M 32 Ye takozh tri samoindukciyi troh kotushok M 11 displaystyle M 11 M 22 displaystyle M 22 i M 33 displaystyle M 33 Otzhe zagalna induktivnist troh kotushok induktivnosti L total M 11 M 22 M 33 M 12 M 13 M 23 M 21 M 31 M 32 displaystyle L text total left M 11 M 22 M 33 right left M 12 M 13 M 23 right left M 21 M 31 M 32 right Vidpovidno do principu vzayemnosti M i j displaystyle M ij M j i displaystyle M ji ostanni dvi grupi mozhna ob yednati Pershi tri chleni ye sumoyu vlasnih induktivnostej riznih kotushok Formula legko poshiryuyetsya na bud yaku kilkist poslidovnih kotushok iz vzayemnim zv yazkom Metod mozhna zastosovuvati dlya viznachennya vlasnoyi induktivnosti velikih kotushok drotu bud yakoyi formi poperechnogo pererizu shlyahom obchislennya sumi vzayemnih induktivnostej kozhnogo vitka drotu v kotushci z kozhnim inshim vitkom oskilki u takij kotushci vsi vitki poslidovni Kondensatori Kondensatori dotrimuyutsya togo samogo zakonu lishe z vikoristannyam zvorotnih velichin Zagalna yemnist poslidovno z yednanih kondensatoriv dorivnyuye zvorotnij velichini sumi zvorotnih velichin yihnih okremih yemnostej Pravoruch shema kilkoh kondensatoriv z yednanih vstik poslidovno kriz kozhen z yakih prohodit odnakovij strum 1 C total 1 C 1 1 C 2 1 C n displaystyle frac 1 C text total frac 1 C 1 frac 1 C 2 cdots frac 1 C n Vimikachi Dva abo bilshe poslidovno z yednanih vimikacha utvoryuyut logichne I elektrichne kolo provodit strum lishe u tomu razi yaksho vsi vimikachi zamkneni Div I logichnij ventil Nagrivalni elementi U razi poslidovnogo z yednannya napriklad trubchastih elektronagrivnikiv TEN iv yihnya zagalna elektrichna potuzhnist zmenshuyetsya v razi vidpovidno do kilkosti spoluchenih nagrivalnih elementiv napriklad dlya dvoh R 2r p p 2 1 Tobto dva elektronagrivachi na 230 V z poslidovnim uvimknennyam sho mayut potuzhnist 1000 Vt ta pracyuyut vid 230 V zdatni virobiti 500 Vt Paralelne z yednannya Shema paralelnogo z yednannya rezistorivU razi paralelnogo z yednannya spad naprugi mizh dvoma vuzlami sho poyednuyut elementi kola odnakovij dlya vsih skladnikiv Vodnochas velichina obernena zagalnomu oporu kola dorivnyuye sumi velichin obernenih oporam paralelno z yednanih providnikiv Sila strumu v nerozgaluzhenij chastini kola dorivnyuye sumi sil strumiv v okremih paralelno z yednanih providnikah I I 1 I 2 I N displaystyle I I 1 I 2 ldots I N Napruga na dilyankah kola i na kincyah vsih paralelno z yednanih providnikiv odna j ta zh U 1 U 2 U N displaystyle U 1 U 2 ldots U N Opir dilyanki viznachayetsya iz rivnyannya providnist dilyanki ye sumoyu providnostej elementiv 1 R 1 R 1 1 R 2 1 R N displaystyle frac 1 R frac 1 R 1 frac 1 R 2 ldots frac 1 R N Formula sproshuyetsya do R R 1 R 2 R 1 R 2 displaystyle R R1 times R2 over R1 R2 Piktograma Porivnyannya aktivnogo oporu induktivnosti i yemnosti par rezistoriv kotushok induktivnosti ta kondensatoriv z yednanih poslidovno ta paralelnoPrikladiPoshirenim zastosuvannyam poslidovnih shem u pobutovij elektronici ye akumulyatori v yakih kilka elementiv z yednanih poslidovno vikoristovuyutsya dlya otrimannya zruchnoyi robochoyi naprugi najchastishe 12 volt Dvi palchikovi batarejki po 1 5 V z yednani poslidovno mozhut zhiviti lihtarik abo pult distancijnogo keruvannya na 3 volti akumulyatorna batareya dlya ruchnogo elektroinstrumentu mozhe mistiti dyuzhinu litij ionnih elementiv z yednanih poslidovno shobi zabezpechiti 48 volt Termin poslidovnij opir mozhe takozh zastosovuvatisya shodo nayavnih krovonosnih sudin u pevnomu biologichnomu organi Kozhen organ zabezpechenij velikoyu arteriyeyu menshimi arteriyami arteriolami kapilyarami ta venami roztashovanimi poslidovno Zagalnij opir krovotoku ye sumoyu okremih oporiv virazhenu nastupnim rivnyannyam Rzagal Rarteriyi Rarterioli Rkapilyariv Najbilshu chastku oporu u comu pereliku stanovlyat arterioli Odnim zi sposobiv zastosuvan paralelnogo z yednannya mozhe sluzhiti lyustra de do kozhnoyi okremoyi lampochki pidvoditsya nul i faza tozh u razi vihodu z ladu odniyeyi z lamp vsi inshi prodovzhuvatimut svititi Garnim prikladom paralelnogo oporu takozh ye sercevo sudinna sistema Kozhen organ zabezpechenij arteriyeyu yaka vidgaluzhuyetsya vid aorti Zagalnij opir ciyeyi paralelnoyi sistemi virazhayetsya nastupnim rivnyannyam 1 Rzagal 1 Rn 1 Rp 1 Ri de Rn Rp i Ri opir nirkovoyi pechinkovoyi ta inshih arterij vidpovidno Zagalnij opir menshe nizh opir bud yakoyi z okremih arterij Div takozhPoslidovnij i paralelnij rezonansnij invertorZ yednannya kondensatorivSpad naprugiTeoriya elektrichnih kil Mist vimiryuvalnij Podilnik naprugi Elektrichnij impedans Elektrichne koloDzherelaZakon Oma dlya dilyanki kola Opir providnikiv Poslidovne ta paralelne z yednannya providnikiv Arhivovano 31 travnya 2015 u Wayback Machine Board Review Series Physiology by Linda S Costanzo pg 74 Table of different connection methods of heating elements JPC France amer Procitovano 22 bereznya 2023 Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Poslidovne i paralelne z 27yednannya providnikiv amp oldid 39162996