Подключение параллельное и последовательное: Последовательное и параллельное соединение проводников — урок. Физика, 8 класс.

Последовательное и параллельное соединение

• Главная
• Блог
• Освещение в квартире
• Последовательное и параллельное соединение

Освещение в квартире

21.12.2021

Содержание

Рисунок 1 — Законы последовательного и параллельного соединения.


Итак, мы разобрались с законом Ома. Теперь освоим, что происходит с нагрузками при параллельном и последовательном соединении.


Если мы к одному источнику подключим несколько нагрузок последовательно друг другу, то напряжение разделится между ними, а ток через них потечет одинаковый, и равный потребляемому от источника. Такое подключение вы можете увидеть, например, в одном сегменте любой светодиодной ленты. Для примера, рассмотрим сегмент обычной ленты 3528:


Рисунок 2 — Лента 3528.


Здесь три светодиода и один резистор соединены последовательно, и 12 вольт, приходящиеся на этот сегмент, распределяются по 3,2В на каждый светодиод, а оставшиеся 2,4В приходятся на резистор. При этом ток через весь сегмент течет одинаковый, 20мА.


Рисунок 3 — Схема параллельного соединения.


Гораздо более распространенным является параллельное соединение нагрузок. Например, розетка-тройник, люстра с восемью рожками, две фары в автомобиле, сотни светильников на потолке торгового центра – все это параллельные соединения. Да и та же самая светодиодная лента состоит из множества параллельно соединенных друг с другом сегментов. При параллельном соединении, общий ток, потребляемый от источника, делится между параллельными нагрузками, а напряжение будет для всех одинаковым и равным напряжению источника.

1. У вас есть две параллельно соединенные лампочки на 12В, какое напряжение нужно для их питания? А если лампочки соединены последовательно?
2. Какое сопротивление получится, если соединить параллельно два резистора на 100Ом? А если последовательно?

Еще почитать по теме

10.26.2022

Наша компания участвует в выставке Art Dom 2022

Новости

06.03.2022

Светодиодные модули. Устройство. Виды модулей. Монтаж и подключение

Освещение в квартире

06.03.2022

ТОП 6 идей по использованию светодиодной ленты SWG в интерьере

Освещение в квартире

06.03.2022

220В лента, особенности подключения и монтажа

Освещение в квартире

06.03.2022

Освещение для большого офиса в центре Москвы: подбор и особенности

Освещение в квартире

06.03.2022

НЕСКУЧНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ ЗАГОРОДНОГО ДОМА

Освещение в квартире

06. 03.2022

ОСВЕЩЕНИЕ ФИТНЕС ЦЕНТРА

Освещение в квартире

06.02.2022

Почему нет бина на RGB ленте?

Освещение в квартире

04.29.2022

Сколько светильников нужно в офис, размеры которого заставляют сотрудников ездить на самокатах?

Вопрос-ответ

04.29.2022

Традиционные источники света (лампы). Их питание и диммирование

Освещение в квартире

04.28.2022

Слои освещения на примере кухонной зоны

Освещение в квартире

04.27.2022

Блоки питания. Требования по безопасности, особенности подключения и монтажа

Освещение в квартире

• Спасибо,
  ваша заявка принята!

• 
  

  Подписаться на рассылку

  
  Ваш e-mail*

  
  
  Согласен на обработку персональных данных
  

  
  

  Спасибо,
  за подписку!

Последовательное и параллельное подключение

Одним из китов, на котором держатся многие понятия в электронике, является понятие последовательного и параллельного подключения проводников. Знать основные отличия указанных типов подключения просто необходимо. Без этого нельзя понять и прочитать ни одной схемы.

Основные принципы

Электрический ток движется по проводнику от источника к потребителю (нагрузке). Чаще всего в качестве проводника выбирается медный кабель. Связано это с требованием, которое предъявляется к проводнику: он должен легко высвобождать электроны.

Независимо от способа подключения, электрический ток двигается от плюса к минусу. Именно в этом направлении убывает потенциал. При этом стоит помнить, что провод, по котору идет ток, также обладает сопротивлением. Но его значение очень мало. Именно поэтому им пренебрегают. Сопротивление проводника принимают равным нулю. В том случае, если проводник обладает сопротивлением, его принято называть резистором.

Параллельное подключение

В данном случае элементы, входящие в цепь, объединены между собой двумя узлами. С другими узлами у них связей нет. Участки цепи с таким подключением принято называть ветвями. Схема параллельного подключения представлена на рисунке ниже.

Если говорить более понятным языком, то в данном случае все проводники одним концом соединены в одном узле, а вторым – во втором. Это приводит к тому, что электрический ток разделяется на все элементы. Благодаря этому увеличивается проводимость всей цепи.

При подключении проводников в цепь данным способом напряжение каждого из них будет одинаково. А вот сила тока всей цепи будет определяться как сумма токов, протекающих по всем элементам. С учетом закона Ома путем нехитрых математических расчетов получается интересная закономерность: величина, обратная общему сопротивлению всей цепи, определяется как сумма величин, обратных сопротивлениям каждого отдельного элемента. При этом учитываются только элементы, подключенные параллельно.

Последовательное подключение

В данном случае все элементы цепи соединены таким образом, что они не образуют ни одного узла. При данном способе подключения имеется один существенный недостаток. Он заключается в том, что при выходе из строя одного из проводников все последующие элементы работать не смогут. Ярким примером такой ситуации является обычная гирлянда. Если в ней перегорает одна из лампочек, то вся гирлянда перестает работать.

Последовательное подключение элементов отличается тем, что сила тока во всех проводниках равна. Что касается напряжения цепи, то оно равно сумме напряжения отдельных элементов.

В данной схеме проводники включаются в цепь поочередно. А это значит, что сопротивление всей цепи будет складываться из отдельных сопротивлений, характерных для каждого элемента. То есть общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений всех проводников. Эту же зависимость можно вывести и математическим способом, используя закон Ома.

Смешанные схемы

Бывают ситуации, когда на одной схеме можно увидеть одновременно последовательное и параллельное подключение элементов. В таком случае говорят о смешанном соединении. Расчет подобных схем проводится отдельно для каждой из группы проводников.

Так, чтобы определить общее сопротивление, необходимо сложить сопротивление элементов, подключенных параллельно, и сопротивление элементов с последовательным подключением. При этом последовательное подключение является доминантным. То есть его рассчитывают в первую очередь. И только после этого определяют сопротивление элементов с параллельным подключением.

Подключение светодиодов

Зная основы двух типов подключения элементов в цепи, можно понять принцип создания схем различных электроприборов. Рассмотрим пример. Схема подключения светодиодов во многом зависит от напряжения источника тока.

При небольшом напряжении сети (до 5 В) светодиоды подключают последовательно. Снизить уровень электромагнитных помех в данном случае поможет конденсатор проходного типа и линейные резисторы. Проводимость светодиодов увеличивают за счет использования системных модуляторов.

При напряжении сети 12 В может использоваться и последовательное, и параллельное подключение сети. В случае последовательного подключения используют импульсные блоки питания. Если собирается цепь из трех светодиодов, то можно обойтись без усилителя. Но если цепь будет включать большее количество элементов, то усилитель необходим.

Во втором случае, то есть при параллельном подключении, необходимо использование двух открытых резисторов и усилителя (с пропускной способностью выше 3 А). Причем первый резистор устанавливается перед усилителем, а второй – после.

При высоком напряжении сети (220 В) прибегают к последовательному подключению. При этом дополнительно используют операционные усилители и понижающие блоки питания.

Серия

и параллельные цепи — SparkFun Learn

• Главная
• Учебники
• Последовательные и параллельные цепи

≡ Страниц

Авторы:
Пит-О

Избранное

Любимый

57

Последовательные и параллельные схемы

Простые схемы (состоящие всего из нескольких компонентов) обычно довольно просты для понимания новичками. Но все может стать затруднительным, когда на вечеринку приходят другие компоненты. Куда течет ток? Что делает напряжение? Можно ли это упростить для лучшего понимания? Не бойся, бесстрашный читатель. Далее следует ценная информация.

В этом уроке мы сначала обсудим разницу между последовательными и параллельными цепями, используя схемы, содержащие самые основные компоненты — резисторы и батареи — чтобы показать разницу между двумя конфигурациями. Затем мы рассмотрим, что происходит в последовательных и параллельных цепях при объединении различных типов компонентов, таких как конденсаторы и катушки индуктивности.

Описано в этом руководстве

• Как выглядят последовательные и параллельные схемы
• Как пассивные компоненты действуют в этих конфигурациях
• Как источник напряжения будет воздействовать на пассивные компоненты в этих конфигурациях

Рекомендуемая литература

Вы можете просмотреть эти руководства по основным компонентам, прежде чем углубляться в построение схем в этом руководстве.

• Что такое электричество
• Напряжение, ток, сопротивление и закон Ома
• Что такое цепь?
• Конденсаторы
• Катушки индуктивности
• Резисторы
• Как пользоваться макетной платой
• Как пользоваться мультиметром

Видео

Цепи серии

Узлы и ток

Прежде чем мы углубимся в это, нам нужно упомянуть, что такое узел . Ничего особенного, просто представление электрического соединения между двумя или более компонентами. Когда цепь моделируется на схеме, эти узлы представляют собой провода между компонентами.

Пример схемы с четырьмя узлами уникального цвета.

Это полдела на пути к пониманию разницы между последовательным и параллельным. Нам также необходимо понять , как ток течет по цепи. Ток течет от высокого напряжения к более низкому напряжению в цепи. Некоторое количество тока будет протекать по каждому пути, который может пройти, чтобы добраться до точки с самым низким напряжением (обычно называемой землей). Используя приведенную выше схему в качестве примера, вот как будет протекать ток, когда он проходит от положительной клеммы батареи к отрицательной:

Ток (обозначен синей, оранжевой и розовой линиями), протекающий по той же схеме, что и выше. Разные токи обозначены разными цветами.

Обратите внимание, что в некоторых узлах (например, между R ₁ и R ₂ ) ток на входе такой же, как и на выходе. В других узлах (в частности, в трехстороннем соединении между R ₂ , R ₃ и R ₄ ) основной (синий) ток разделяется на два разных. Это ключевое различие между последовательным и параллельным!

Определение последовательных цепей

Два компонента соединены последовательно, если они имеют общий узел и через них протекает один и тот же ток . Вот пример цепи с тремя последовательными резисторами:

В приведенной выше цепи ток может протекать только одним способом. Начиная с положительной клеммы аккумулятора, ток сначала встретит R ₁ . Оттуда ток будет течь прямо к R ₂ , затем на R ₃ и, наконец, обратно на отрицательную клемму аккумулятора. Обратите внимание, что ток может следовать только по одному пути. Эти компоненты расположены последовательно.

Параллельные цепи

Параллельные цепи определены

Если компоненты совместно используют два общих узла , они параллельны. Вот пример схемы трех резисторов, подключенных параллельно к батарее:

От положительной клеммы батареи ток течет к R ₁ … и R ₂ и R ₃ . Узел, который соединяет батарею с R ₁ , также связан с другими резисторами. Другие концы этих резисторов аналогичным образом соединяются вместе, а затем снова соединяются с отрицательным полюсом батареи. Есть три различных пути, по которым ток может пройти, прежде чем вернуться в батарею, и говорят, что соответствующие резисторы включены параллельно.

Там, где все последовательные компоненты имеют одинаковые токи, протекающие через них, все параллельные компоненты имеют одинаковое падение напряжения на них — последовательно:ток::параллельно:напряжение.

Последовательные и параллельные цепи работают вместе

Отсюда мы можем смешивать и сочетать. На следующей картинке мы снова видим три резистора и батарейку. С положительной клеммы аккумулятора ток сначала достигает R ₁ . Но на другой стороне R ₁ узел разделяется, и ток может идти как на R ₂ , так и на R ₃ . Пути тока через R ₂ и R ₃ затем снова соединяются вместе, и ток возвращается к отрицательной клемме батареи.

В этом примере R ₂ и R ₃ параллельны друг другу, а R ₁ последовательно соединены с параллельной комбинацией R ₂ и R ₃ .

Расчет эквивалентных сопротивлений в последовательных цепях

Вот некоторая информация, которая может оказаться для вас более полезной. Когда мы соединяем резисторы вместе, последовательно и параллельно, мы меняем способ прохождения через них тока. Например, если у нас есть питание 10 В через 10 кОм; резистор, закон Ома говорит, что у нас есть ток 1 мА.

Если потом поставить еще 10кОм резистор последовательно с первым и оставить питание без изменений, мы сократили ток наполовину, потому что сопротивление удвоилось.

Другими словами, у тока по-прежнему есть только один путь, и мы только еще больше усложнили течение тока. Насколько сложнее? 10 кОм + 10 кОм = 20 кОм. И вот как мы вычисляем резисторы последовательно — просто добавляем их значения .

Если выразить это уравнение в более общем виде: общее сопротивление N — произвольное количество — резисторов — их общая сумма.

Расчет эквивалентных сопротивлений в параллельных цепях

Как насчет параллельных резисторов? Это немного сложнее, но ненамного. Рассмотрим последний пример, где мы начали с источника питания 10 В и резистора 10 кОм. резистор, но на этот раз мы добавляем еще 10 кОм; параллельно, а не последовательно. Теперь у тока есть два пути. Поскольку напряжение питания не изменилось, по закону Ома первый резистор по-прежнему будет потреблять 1 мА. Но то же самое и со вторым резистором, и теперь у нас есть в общей сложности 2 мА, поступающие от источника питания, что вдвое превышает исходный 1 мА. Это означает, что мы сократили общее сопротивление вдвое.

Пока можно сказать, что 10кОм; || 10 кОм = 5 кОм («||» примерно переводится как «параллельно с»), у нас не всегда будет 2 одинаковых резистора. Что тогда?

Уравнение для параллельного добавления произвольного числа резисторов:

Если вам не нравятся обратные величины, мы также можем использовать метод, называемый «произведение на сумму», когда у нас есть два резистора, соединенных параллельно:

Однако это Метод хорош только для двух резисторов в одном расчете. С помощью этого метода мы можем комбинировать более 2 резисторов, взяв результат R1 || R2 и вычисление этого значения параллельно с третьим резистором (опять же как произведение на сумму), но обратный метод может быть менее трудоемким.

Время эксперимента. Часть 1 резисторы

1. Мультиметр
2. Макет

Давайте проведем простой эксперимент, чтобы доказать, что эти вещи работают именно так, как мы говорим.

Во-первых, мы собираемся подключить 10 кОм. резисторы последовательно и наблюдайте, как они складываются самым незагадочным образом. С помощью макетной платы поместите один 10кОм; сопротивление, как показано на рисунке, и измерить мультиметром. Да, мы уже знаем, что это будет 10 кОм, но это то, что мы в бизнесе называем «проверкой работоспособности». Как только мы убедим себя, что мир существенно не изменился с тех пор, как мы в последний раз смотрели на него, поместите еще один таким же образом, но с проводами от каждого резистора, электрически подключенными через макетную плату, и снова измерьте. Теперь измеритель должен показать что-то близкое к 20 кОм.

Вы можете заметить, что сопротивление, которое вы измеряете, может быть не совсем таким, каким должен быть резистор. Резисторы имеют определенный допуск , что означает, что они могут быть отклонены на определенный процент в любом направлении. Таким образом, вы можете прочитать 9,99 кОм; или 10,01 кОм. Пока оно близко к правильному значению, все должно работать нормально.

Читатель должен продолжать это упражнение до тех пор, пока не убедится, что он знает, каков будет результат, прежде чем повторить это снова, или пока у него не закончатся резисторы, чтобы воткнуть их в макетную плату, в зависимости от того, что наступит раньше.

Время эксперимента. Часть 2

Теперь давайте попробуем с резисторами в конфигурации параллельно . Поместите один 10кОм; резистор на макетной плате, как и раньше (надеемся, что читатель уже полагает, что один резистор на 10 кОм будет измерять что-то близкое к 10 кОм на мультиметре). Теперь поместите второй 10кОм. резистор рядом с первым, следя за тем, чтобы выводы каждого резистора находились в электрически соединенных рядах. Но прежде чем измерять комбинацию, рассчитайте либо методом произведения на сумму, либо обратным методом, каким должно быть новое значение (подсказка: оно будет 5 кОм). Затем измерьте. Это что-то близкое к 5кОм? Если это не так, дважды проверьте отверстия, в которые подключены резисторы.

Повторите упражнение с резисторами 3, 4 и 5. Расчетные/измеренные значения должны быть 3,33 кОм, 2,5 кОм; и 2кОм соответственно. Все ли вышло так, как планировалось? Если нет, вернитесь и проверьте свои соединения. Если это так, EXCELSIOR! Иди выпей молочный коктейль, прежде чем мы продолжим. Ты заслужил это.

Практические рекомендации для последовательных и параллельных резисторов

Есть несколько ситуаций, которые могут потребовать некоторых творческих комбинаций резисторов. Например, если мы пытаемся установить очень конкретное опорное напряжение, вам почти всегда потребуется очень конкретное соотношение резисторов, значения которых вряд ли будут «стандартными». И хотя мы можем получить очень высокую степень точности в значениях резисторов, мы, возможно, не захотим ждать X дней, необходимых для отправки чего-либо, или платить цену за нестандартные значения, которых нет в наличии. Так что в крайнем случае мы всегда можем создать свои собственные номиналы резисторов.

Совет №1: Одинаковые резисторы в параллельном соединении

Добавление N резисторов с одинаковыми номиналами R в параллельном соединении дает нам R/N Ом. Допустим, нам нужен 2,5 кОм; резистор, но все, что у нас есть, это ящик, полный 10 кОм. Объединение четырех из них параллельно дает нам 10 кОм/4 = 2,5 кОм.

Совет № 2. Терпимость

Знайте, какую терпимость вы можете терпеть. Например, если вам нужен 3,2 кОм; резистор, можно поставить 3 10кОм резисторы параллельно. Это даст вам 3,3 кОм, что составляет около 4% допуска от необходимого вам значения. Но если схема, которую вы строите, должна иметь допуск ближе 4%, мы можем измерить наш запас 10 кОм, чтобы увидеть, какие из них являются самыми низкими значениями, потому что у них тоже есть допуск. По идее, если заначка 10кОм; все резисторы имеют допуск 1%, мы можем получить только 3,3 кОм. Но производители деталей, как известно, допускают именно такие ошибки, так что стоит немного поковыряться.

Совет № 3: Номинальная мощность при последовательном/параллельном соединении

Такое последовательное и параллельное сочетание резисторов работает и для номинальной мощности. Допустим, нам нужен 100 Ом; резистор рассчитан на 2 Вт (Вт), но все, что у нас есть, это куча 1 кОм; резисторы на четверть ватта (¼ Вт) (и сейчас 3 часа ночи, вся горная роса закончилась, а кофе остыл). Вы можете комбинировать 10 из 1 кОм, чтобы получить 100 Ом; (1 кОм/10 = 100 Ом), а номинальная мощность будет 10×0,25 Вт или 2,5 Вт. Некрасиво, но это поможет нам завершить финальный проект и может даже принести нам дополнительные баллы за способность думать на ходу.

Нам нужно быть немного более осторожными, когда мы соединяем резисторы разных номиналов параллельно, когда речь идет об общем эквивалентном сопротивлении и номинальной мощности. Это должно быть совершенно очевидно для читателя, но…

Совет № 4: Параллельное подключение разных резисторов

Суммарное сопротивление двух резисторов разного номинала всегда меньше резистора наименьшего номинала. Читатель был бы поражен тем, сколько раз кто-то комбинирует значения в своей голове и приходит к значению, которое находится посередине между двумя резисторами (1 кОм; || 10 кОм; НЕ равняется ничему около 5 кОм!). Общее параллельное сопротивление всегда будет приближаться к резистору с наименьшим значением. Сделайте себе одолжение и прочитайте совет № 4 10 раз.

Совет № 5: Рассеиваемая мощность при параллельном подключении

Мощность, рассеиваемая при параллельном соединении резисторов разного номинала, распределяется неравномерно между резисторами, поскольку токи не равны. Используя предыдущий пример (1 кОм; || 10 кОм), мы можем видеть, что 1 кОм; будет потреблять в 10 раз больше тока, чем 10 кОм. Поскольку закон Ома гласит, что мощность = напряжение x ток, отсюда следует, что 1 кОм; резистор будет рассеивать в 10 раз больше мощности, чем 10 кОм.

В конечном счете, уроки советов 4 и 5 заключаются в том, что мы должны уделять больше внимания тому, что мы делаем при параллельном соединении резисторов разного номинала. Но советы 1 и 3 предлагают несколько удобных сокращений, когда значения совпадают.

Последовательные и параллельные конденсаторы

Объединение конденсаторов аналогично объединению резисторов, только наоборот. Как ни странно это звучит, это абсолютно верно. С чего бы это?

Конденсатор — это всего лишь две пластины, расположенные очень близко друг к другу, и его основная функция — удерживать целую кучу электронов. Чем больше значение емкости, тем больше электронов она может удерживать. Если размер пластин увеличивается, емкость увеличивается, потому что физически появляется больше места для электронов. И если пластины раздвинуты дальше друг от друга, емкость уменьшается, потому что напряженность электрического поля между ними уменьшается по мере увеличения расстояния.

Теперь предположим, что у нас есть два конденсатора по 10 мкФ, соединенных последовательно, и допустим, они оба заряжены и готовы разрядиться на друга, сидящего рядом с вами.

Помните, что в последовательной цепи есть только один путь для протекания тока. Из этого следует, что количество электронов, выходящих из нижней крышки, будет равно количеству электронов, выходящих из верхней части. Значит, емкость не увеличилась?

На самом деле все еще хуже. Поместив конденсаторы последовательно, мы фактически разнесли пластины дальше друг от друга, потому что расстояние между пластинами двух конденсаторов суммируется. Так что у нас нет 20 мкФ или даже 10 мкФ. У нас есть 5 мкФ. Результатом этого является то, что мы добавляем значения последовательных конденсаторов так же, как мы добавляем значения параллельных резисторов. Для последовательного добавления конденсаторов применимы как метод произведения на сумму, так и обратный метод.

Может показаться, что последовательно добавлять конденсаторы нет смысла. Но следует отметить, что мы получили вдвое большее напряжение (или номинальное напряжение). Как и в случае с батареями, когда мы соединяем конденсаторы последовательно, напряжения складываются.

Добавление конденсаторов параллельно похоже на последовательное добавление резисторов: значения просто складываются, никаких хитростей. Почему это? Параллельное размещение эффективно увеличивает размер пластин без увеличения расстояния между ними. Чем больше площадь, тем больше емкость. Простой.

Время эксперимента. Часть 3

Что вам потребуется: резистор

3. Три конденсатора по 100 мкФ
4. A Держатель 3-элементной батарейки AA
5. Три элемента типа АА
6. Макет
7. Мультиметр
8. Зажимы-провода

Давайте посмотрим на некоторые последовательно и параллельно соединенные конденсаторы в действии. Это будет немного сложнее, чем примеры резисторов, потому что сложнее измерить емкость напрямую с помощью мультиметра.

Давайте сначала поговорим о том, что происходит, когда конденсатор заряжается от нуля вольт. Когда ток начинает идти в одном из выводов, равное количество тока выходит из другого. А если последовательно с конденсатором сопротивления нет, то может быть довольно большой ток. В любом случае ток течет до тех пор, пока конденсатор не начнет заряжаться до значения приложенного напряжения, более медленно стекая до тех пор, пока напряжения не сравняются, когда ток полностью прекращается.

Как указано выше, потребляемый ток может быть довольно большим, если последовательно с конденсатором отсутствует сопротивление, а время зарядки может быть очень коротким (например, миллисекунды или меньше). Для этого эксперимента мы хотим иметь возможность наблюдать за зарядкой конденсатора, поэтому мы собираемся использовать 10 кОм; резистор последовательно, чтобы замедлить действие до точки, где мы можем легко это увидеть. Но сначала нам нужно поговорить о том, что такое постоянная времени RC.

Приведенное выше уравнение говорит о том, что одна постоянная времени в секундах (называемая тау) равна сопротивлению в омах, умноженному на емкость в фарадах. Простой? Нет? Мы продемонстрируем на следующей странице.

Время эксперимента. Часть 3, продолжение…

В первой части этого эксперимента мы будем использовать один резистор на 10 кОм и один на 100 мкФ (что соответствует 0,0001 фарад). Эти две части создают постоянную времени, равную 1 секунде:

резистора, мы можем ожидать, что напряжение на крышке поднимется примерно до 63% от напряжения питания за 1 постоянную времени, которая составляет 1 секунду. После 5 постоянных времени (в данном случае 5 секунд) максимальное значение составляет около 99% заряда до напряжения питания, и он будет следовать кривой заряда, примерно как на графике ниже.

Теперь, когда мы это знаем, мы собираемся подключить цепь на схеме (убедитесь, что на этом конденсаторе указана полярность!).

С помощью нашего мультиметра, настроенного на измерение напряжения, проверьте выходное напряжение батареи при включенном выключателе. Это наше напряжение питания, и оно должно быть около 4,5 В (будет немного больше, если батареи новые). Теперь подключите цепь, позаботившись о том, чтобы переключатель на батарейном блоке находился в положении «ВЫКЛ», прежде чем подключать его к макетной плате. Кроме того, позаботьтесь о том, чтобы красный и черный провода находились в правильных местах. Если это более удобно, вы можете использовать зажимы типа «крокодил», чтобы прикрепить измерительные щупы к ножкам конденсатора для измерения (вы также можете немного раздвинуть эти ножки, чтобы было проще).

Как только мы убедимся, что схема выглядит правильно, а наш мультиметр включен и настроен на считывание напряжения, переведите переключатель на батарейном блоке в положение «ON». Примерно через 5 секунд показания счетчика должны быть близки к напряжению аккумуляторной батареи, что свидетельствует о правильности уравнения и о том, что мы знаем, что делаем. Теперь выключите выключатель. Он все еще довольно хорошо держит это напряжение, не так ли? Это потому, что ток не может разрядить конденсатор; у нас разомкнутая цепь. Для разрядки конденсатора можно параллельно подключить еще один резистор 10К. Примерно через 5 секунд он вернется к довольно близкому к нулю.

Время эксперимента.

Часть 3, еще больше…

Теперь мы переходим к интересным частям, начиная с последовательного соединения двух конденсаторов. Помните, что мы сказали, что результат будет аналогичен соединению двух резисторов параллельно. Если это правда, мы можем ожидать (используя произведение на сумму)

Что это сделает с нашей постоянной времени?

Имея это в виду, подключите еще один конденсатор последовательно к первому, убедитесь, что счетчик показывает ноль вольт (или около того), и переведите переключатель в положение «ON». Потребовалось ли примерно в два раза меньше времени, чтобы зарядить аккумуляторную батарею до напряжения? Это потому, что емкость в два раза меньше. Электронный бензобак стал меньше, поэтому для его зарядки требуется меньше времени. Для этого эксперимента предлагается третий конденсатор, просто чтобы доказать это, но мы держим пари, что читатель увидит надпись на стене.

Теперь попробуем подключить конденсаторы параллельно, помня, что мы сказали ранее, что это будет похоже на добавление резисторов последовательно. Если это правда, то мы можем ожидать 200 мкФ, верно? Тогда наша постоянная времени станет

. Это означает, что теперь потребуется около 10 секунд, чтобы увидеть, как параллельные конденсаторы заряжаются до напряжения питания 4,5 В.

Для проверки начните с нашей оригинальной схемы на 10 кОм; резистор и один конденсатор на 100 мкФ последовательно, как показано на первой схеме для этого эксперимента. Мы уже знаем, что конденсатор зарядится примерно через 5 секунд. Теперь добавьте второй конденсатор параллельно. Убедитесь, что показания мультиметра близки к нулю вольт (разрядите через резистор, если показания не равны нулю), и установите переключатель на батарейном блоке в положение «ON». Занимает много времени, не так ли? Разумеется, мы увеличили резервуар для электронного газа, и теперь его заполнение занимает больше времени. Чтобы убедиться в этом, попробуйте добавить третий конденсатор емкостью 100 мкФ и понаблюдайте, как он заряжается в течение длительного времени.

Серийные и параллельные катушки индуктивности

Серийные и параллельные катушки индуктивности

Случаи, когда катушки индуктивности необходимо добавлять последовательно или параллельно, довольно редки, но не являются чем-то исключительным. В любом случае, давайте обратимся к ним, чтобы быть полным.

В двух словах, они складываются так же, как и резисторы, то есть они складываются со знаком плюс при последовательном соединении и с произведением на сумму при параллельном. Сложность возникает, когда они расположены близко друг к другу, чтобы иметь взаимодействующие магнитные поля, намеренно или нет. По этой причине предпочтительнее иметь один компонент, а не два или более, хотя большинство катушек индуктивности экранированы для предотвращения взаимодействия магнитных полей.

В любом случае достаточно сказать, что они складываются, как резисторы. Дополнительная информация, касающаяся катушек индуктивности, выходит далеко за рамки данного руководства.

Хотите узнать больше об основных темах?

Полный список основных тем, связанных с электротехникой, см. на нашей странице Engineering Essentials .

Отвези меня туда!

Ресурсы и дальнейшее развитие

Теперь, когда вы знакомы с основами последовательных и параллельных схем, почему бы не ознакомиться с некоторыми из этих руководств?

• Делители напряжения. Одной из самых основных и повторяющихся схем является делитель напряжения. Это схема, которая действительно основана на концепциях, рассмотренных в этом руководстве.
• Что такое Ардуино? — Теперь, когда вы освоили основы схемотехники, вы можете перейти непосредственно к изучению микроконтроллеров на одной из самых популярных платформ: Arduino.

Основы коммутатора

• . В этом руководстве мы говорили о некоторых основных элементах схемы, но это не один из них. Переключатели являются важнейшим компонентом практически любого электронного проекта. Узнайте все о переключателях в этом руководстве
• Шитье с помощью проводящей нити. Цепи не обязательно должны состоять только из макетов и проволоки. E-textiles использует проводящую нить для вшивания света и другой электроники в одежду или другую ткань.

Параллельная цепь и последовательная цепь — разница и сравнение

Компоненты электрической цепи или электронной схемы могут быть соединены разными способами. Два простейших из них называются последовательными и параллельными и встречаются часто. Компоненты, соединенные последовательно, соединяются по одному пути, поэтому через все компоненты протекает один и тот же ток. Компоненты, соединенные параллельно, соединяются несколькими путями, поэтому на каждый компонент подается одинаковое напряжение.

Цепь, состоящая исключительно из последовательно соединенных компонентов, называется последовательной цепью; аналогично, полностью параллельное соединение называется параллельной цепью.

Сравнительная таблица

Сравнительная таблица параллельных и последовательных цепей

	Параллельная цепь	Серийная цепь
Введение	Цепь, состоящая из компонентов, соединенных полностью параллельно.	Цепь, состоящая исключительно из компонентов, соединенных последовательно.
Проволока	Для изготовления требуется сравнительно больше проволоки.	Для его изготовления требуется сравнительно меньше проволоки.
Ток	Ток цепи от батареи до достижения любого компонента представляет собой сумму всех токов компонентов в цепи после прохождения через нее.	Ток всех компонентов цепи одинаков.
Напряжение	Напряжение всех компонентов цепи одинаково.	Напряжение батареи представляет собой сумму всех напряжений компонентов в цепи.
Функциональность	Компоненты работают, даже если любой из других компонентов поврежден.	Компоненты не работают, если какой-либо из компонентов поврежден из-за нарушения протекания тока.

Общие сведения о последовательных и параллельных цепях

В последовательной цепи ток через каждый из компонентов одинаков, а напряжение в цепи представляет собой сумму напряжений на каждом компоненте. В параллельной цепи напряжение на каждом из компонентов одинаково, а общий ток равен сумме токов через каждый компонент.

Видео на YouTube ниже предлагает хорошее объяснение последовательных и параллельных цепей и того, как расположение влияет на величину тока, протекающего по цепям в соответствии с законом Ома (хотя миниатюра создает впечатление, что видео может быть повреждено, это еще работает):

Напряжение

В последовательной цепи напряжение является суммой всех элементов напряжения.

В = В ₁ + В ₂ + . .. + В _n

В параллельной цепи напряжение одинаково для всех элементов.

V = V ₁ = V ₂ = = V _{N N n n n} 427 n

7 _{. все элементы.}

В параллельной цепи ток в каждом отдельном резисторе рассчитывается по закону Ома.

.

Резисторы

Сопротивление и проводимость в последовательных цепях

Общее сопротивление в последовательной цепи представляет собой просто сумму сопротивлений отдельных резисторов.

Проводимость обратно пропорциональна сопротивлению. Таким образом, общая проводимость последовательной цепи рассчитывается по следующему уравнению:

.

Сопротивление и проводимость в параллельных цепях

Общее сопротивление в параллельной цепи рассчитывается как проводимость в последовательной цепи:

.

Проводимость в параллельной цепи представляет собой просто сумму проводимостей отдельных элементов:n:

.

Переключатели

Два или более последовательно соединенных переключателя выполняют логическую операцию И. Цепь пропускает ток, только если все переключатели замкнуты (вкл.). Но в параллельной схеме два или более переключателя образуют логический элемент ИЛИ. Ток течет до тех пор, пока любой из переключателей замкнут.

Каталожные номера

• Последовательные и параллельные цепи — Википедия
• Введение в схемы: параллельные и последовательные схемы — YouTube

• Подписаться
• Поделиться
• Укажите
• Авторы

Поделитесь этим сравнением:

Если вы дочитали до этого места, подписывайтесь на нас:

«Параллельная цепь против последовательной цепи». Diffen.com.