Jednym z filarów, na których opiera się wiele koncepcji w elektronice, jest koncepcja szeregowego i równoległego połączenia przewodników. Po prostu konieczne jest poznanie głównych różnic między tymi typami połączeń. Bez tego nie można zrozumieć i przeczytać ani jednego schematu.
Wytyczne
Prąd elektryczny płynie wzdłuż przewodu od źródła do odbiornika (obciążenie). Najczęściej jako przewodnik wybierany jest kabel miedziany. Wynika to z wymogu, który kładzie się na przewodniku: musi on łatwo uwalniać elektrony.
Niezależnie od metody podłączenia, prąd elektryczny zmienia się z plusa na minus. W tym kierunku zmniejsza się potencjał. Warto pamiętać, że przewód, przez który płynie prąd, również ma rezystancję. Ale jego wartość jest bardzo mała. Dlatego są zaniedbywane. Zakłada się, że rezystancja przewodu wynosi zero. W przypadku, gdy przewodnik ma opór, zwyczajowo nazywa się go rezystorem.
Połączenie równoległe
W tym przypadku elementy zawarte w łańcuchu są połączone dwoma węzłami. Nie mają połączeń z innymi węzłami. Odcinki łańcucha z takim połączeniem nazywane są gałęziami. Schemat połączenia równoległego pokazano na poniższym rysunku.
W bardziej zrozumiałym języku, w tym przypadku wszystkie przewody są połączone na jednym końcu w jednym węźle, a drugim - w drugim. Prowadzi to do tego, że prąd elektryczny jest podzielony na wszystkie elementy. Zwiększa to przewodność całego obwodu.
Podłączając w ten sposób przewody do obwodu, napięcie każdego z nich będzie takie samo. Ale siła prądu całego obwodu zostanie określona jako suma prądów przepływających przez wszystkie elementy. Biorąc pod uwagę prawo Ohma, za pomocą prostych obliczeń matematycznych uzyskuje się interesujący wzór: odwrotność całkowitej rezystancji całego obwodu jest definiowana jako suma odwrotności rezystancji każdego pojedynczego elementu. Uwzględniane są tylko elementy połączone równolegle.
Połączenie szeregowe
W tym przypadku wszystkie elementy łańcucha są połączone w taki sposób, że nie tworzą jednego węzła. Ta metoda połączenia ma jedną istotną wadę. Polega na tym, że jeśli jeden z przewodników ulegnie awarii, wszystkie kolejne elementy nie będą mogły działać. Uderzającym przykładem takiej sytuacji jest zwykła girlanda. Jeśli jedna z żarówek w nim się wypali, wtedy cała girlanda przestaje działać.
Szeregowe połączenie elementów różni się tym, że natężenie prądu we wszystkich przewodach jest równe. Jeśli chodzi o napięcie obwodu, jest ono równesuma napięć poszczególnych elementów.
W tym schemacie przewody są włączane do obwodu jeden po drugim. A to oznacza, że rezystancja całego obwodu będzie sumą indywidualnych rezystancji charakterystycznych dla każdego elementu. Oznacza to, że całkowita rezystancja obwodu jest równa sumie rezystancji wszystkich przewodników. Tę samą zależność można wyprowadzić matematycznie za pomocą prawa Ohma.
Schematy mieszane
Są sytuacje, w których na tym samym obwodzie można zobaczyć zarówno szeregowe, jak i równoległe połączenie elementów. W tym przypadku mówimy o mieszanym połączeniu. Obliczenia takich schematów przeprowadza się osobno dla każdej grupy przewodów.
Więc, aby określić rezystancję całkowitą, konieczne jest dodanie rezystancji elementów połączonych równolegle i rezystancji elementów połączonych szeregowo. W tym przypadku połączenie szeregowe jest dominujące. Oznacza to, że jest obliczany w pierwszej kolejności. I dopiero po tym określa się rezystancję elementów połączonych równolegle.
Podłączanie diod LED
Znając podstawy dwóch rodzajów elementów łączących w obwodzie, możesz zrozumieć zasadę tworzenia obwodów dla różnych urządzeń elektrycznych. Rozważ przykład. Schemat połączeń diod LED w dużej mierze zależy od napięcia źródła prądu.
Przy niskim napięciu sieciowym (do 5 V) diody LED są połączone szeregowo. W tym przypadku kondensator przelotowy i liniowyrezystory. Przewodność diod LED jest zwiększona dzięki zastosowaniu modulatorów systemowych.
Gdy napięcie sieciowe wynosi 12 V, można używać zarówno szeregowego, jak i równoległego połączenia sieciowego. W przypadku połączenia szeregowego stosuje się zasilacze impulsowe. Jeśli zmontowany zostanie obwód trzech diod LED, można zrezygnować ze wzmacniacza. Ale jeśli obwód będzie zawierał więcej elementów, potrzebny jest wzmacniacz.
W drugim przypadku, to znaczy przy połączeniu równoległym, konieczne jest użycie dwóch otwartych oporników i wzmacniacza (o wydajności powyżej 3 A). Ponadto pierwszy rezystor jest zainstalowany przed wzmacniaczem, a drugi po.
Przy wysokim napięciu sieciowym (220 V) korzystają z połączenia szeregowego. Jednocześnie stosowane są dodatkowo wzmacniacze operacyjne i zasilacze obniżające napięcie.
