Особенности параллельной цепи, как это работает, как это сделать и примеры / физика | Thpanorama

параллельная цепь это та схема, в которой электрический ток распределяется по разным ветвям через сборку. В этих цепях элементы расположены параллельно; то есть терминалы соединены между равными: положительным с положительным и отрицательным с отрицательным.

Таким образом, напряжение в каждом параллельном элементе является одинаковым во всей конфигурации. Последовательная схема состоит из нескольких циркуляционных сеток, которые образуются при наличии узлов. В каждой вилке сила тока делится в соответствии с потребностью в энергии подключенных нагрузок..

индекс

• 1 Характеристики
  • 1.1 Клеммы элементов соединены параллельно
  • 1.2 Напряжение одинаково между всеми клеммами параллельно
  • 1.3 Общая интенсивность цепи является суммой токов всех ветвей
  • 1.4. Инверсия полного сопротивления цепи является суммой инверсии всех сопротивлений.
  • 1.5 Компоненты цепи независимы друг от друга
• 2 Как это работает?
• 3 Как это сделать?
• 4 примера
• 5 ссылок

черты

Этот тип схемы имеет параллельное соединение, что подразумевает определенные внутренние свойства этого типа схем. Основные характеристики параллельных цепей описаны ниже:

Клеммы элементов соединены параллельно

Как видно из названия, соединения всех приемников совпадают на своих входных и выходных клеммах. Это означает, что положительные клеммы соединены друг с другом, так же, как отрицательные клеммы.

Напряжение одинаково между всеми клеммами параллельно

Все компоненты цепи, которые соединены параллельно, подвергаются одинаковому уровню напряжения. То есть напряжение между вертикальными узлами всегда одинаково. Таким образом, уравнение, выражающее эту характеристику, является следующим:

При параллельном подключении батарей или батарей они поддерживают один и тот же уровень напряжения между узлами, при условии, что соединение полярности (положительное-положительное, отрицательное-отрицательное) является подходящим.

Преимущество этой конфигурации — равномерное потребление батарей, составляющих цепь, благодаря чему срок службы каждой батареи должен быть значительно выше..

Общая интенсивность цепи является суммой токов всех ветвей

Ток делится на все узлы, которые он пересекает. Таким образом, общий ток системы является суммой всех бифуркационных токов..

Инверсия полного сопротивления цепи является суммой инверсии всех сопротивлений

В этом случае сумма всех сопротивлений задается следующим алгебраическим выражением:

Пока к цепи подключено большее количество резисторов, эквивалентное общее сопротивление системы будет ниже; и если сопротивление уменьшается, то интенсивность общего тока выше.

Компоненты схемы независимы друг от друга

Если какой-либо из узлов схемы разорван или некоторые электронные компоненты расплавлены, остальная часть схемы продолжит работу с подключенными ответвлениями, которые остаются подключенными.

В свою очередь, параллельное соединение облегчает независимую активацию или разъединение каждой ветви цепи, без необходимости затрагивая остальную часть сборки..

Как это работает?

Параллельная схема работает путем подключения одного или нескольких источников питания, которые могут быть подключены параллельно и обеспечивать электроэнергию для системы.

Электрический ток циркулирует по цепи и раздваивается через узлы сборки — через различные ветви — в зависимости от потребности в энергии компонентов, расположенных в каждой ветви.

Основным преимуществом параллельных цепей является надежность и надежность системы, потому что, если одна из ветвей отключена, другие продолжают работать, пока у них есть источник питания..

Этот механизм делает параллельные схемы чрезвычайно рекомендованными в сложных приложениях, где необходимо иметь механизм резервного копирования, чтобы гарантировать работу системы в целом..

Как это сделать?

Сборка параллельной цепи является более сложной по сравнению с последовательной цепью, учитывая множественность ответвлений и осторожность, которую необходимо соблюдать при подключении клемм (+/-) каждого элемента. .

Однако воспроизвести монтаж такого рода будет непросто, если вы будете следовать следующим инструкциям к письму:

1- Поместите деревянную доску в качестве основы схемы. Этот материал предлагается с учетом его диэлектрических свойств..

2- Найдите батарею цепи: прикрепите стандартную батарею (например, 9 В) к основанию цепи с помощью изолирующей клейкой ленты..

3- Поместите переключатель рядом с положительной полярностью батареи. Таким образом, вы можете активировать или прервать прохождение тока по цепи, отключив источник питания..

4- Установите два патрона параллельно батарее. Лампочки, соединенные в этих элементах, будут действовать как резисторы цепи.

5- Подготовьте проводники цепи, обрезая кабели в соответствии с расстояниями между элементами цепи. Важно удалить покрытие проводника с обоих концов, чтобы обеспечить прямой медный контакт с клеммами каждого приемника..

6- Выполните соединения между компонентами цепи.

7. Наконец, используйте переключатель, чтобы проверить освещение ламп и, следовательно, правильную работу цепи. .

примеров

Подавляющее большинство бытовых применений, таких как внутренние контуры стиральной машины или системы отопления, представляют собой точно параллельные контуры.

Жилые системы освещения также подключены параллельно. Вот почему, если у нас в светильнике несколько лампочек, одна из которых горит и выходит из строя, остальные лампочки могут поддерживать свою работу..

Параллельные соединения позволяют независимо подключать несколько штекеров, позволяя пользователям выбирать, что подключать, а что нет, поскольку необходимо, чтобы все приложения были включены одновременно.

Параллельные цепи идеально подходят для бытовых и бытовых применений, так как они поддерживают уровень напряжения между всеми узлами цепи. 

Это гарантирует, что оборудование, работающее при определенном напряжении (110 В — 220 В), будет иметь уровень напряжения, необходимый для удовлетворительной работы.

ссылки

1. Параллельные и последовательные цепи (s. f.). Получено с: areatecnologia.com
2. Схемы последовательно и параллельно (2013 г.). Получено с: fisica.laguia2000.com
3. Параллельная схема (ср.). Восстановлено в: edu.xunta.es
4. Серия, Параллельная и Смешанная Схема (2009). Восстановлено от: electricasas.com
5. Как сделать параллельную цепь (с.ф.). Получено с: en.wikihow.com
6. Википедия, Свободная энциклопедия (2018). Параллельная схема. Получено с: en.wikipedia.org

3.5 Последовательное и параллельное соединение пассивных элементов в цепях синусоидального тока

Последовательное соединение элементов R, L, C. Комплексное сопротивление участка цепи с последовательным соединением элементов R, L, C (рис.3.7) равно сумме комплексных сопротивлений этих элементов (см.табл.3.2):

.

Рисунок 3.7 — Последовательная RLC-цепь

Параллельное соединение элементов R, L, C. Комплексное сопротивление участка цепи с параллельными соединением элементов R, L, C (рис.3.8) равно сумме комплексных проводимостей этих элементов (см.табл.3.3):

.

Рисунок 3.8 — Параллельная

RLC-цепь

Основные законы электрических цепей справедливы для комплексных амплитуд, комплексов действующих значений, а также для амплитудных и действующих значений синусоидальных токов и напряжений.

Закон Ома. Общий вид закона Ома в комплексной форме: либо . В табл. 3.4 записан закон Ома для одноэлементного участка цепи.

Таблица 3.4 — Закон Ома в комплексной форме для одноэлементного участка цепи

Участок цепи	Запись закона Ома	Векторная диаграмма	Сдвиг фаз
Резистивный элемент			( )
Индуктивный элемент			( )
Емкостной элемент			( )

В табл. 3.5 приводится запись закона Ома при последовательном (рис.3.7) и параллельном (рис.3.8) соединении элементов R, L, C.

Таблица 3.5 — Закон Ома в комплексной форме для участка цепи с последовательным и параллельным соединением элементов R, L, C

Участок цепи	Запись закона Ома	Векторная диаграмма	Сдвиг фаз
Последо- вательная RLC-цепь			( ) индуктивный характер цепи
			( ) активный характер цепи
			( ) емкостной характер цепи
Параллельная RLC-цепь			( ) инд. хар. цепи
			( ) акт. хар. цепи
			( ) емк.хар. цепи

Первый закон Кирхгофа. Алгебраическая сумма комплексов токов, сходящихся в узле, равна нулю : .

Второй закон Кирхгофа.

Алгебраическая сумма комплексов ЭДС, действующих в замкнутом контуре, равна сумме падений напряжений во всех ветвях контура: .

3.7 Соотношения между активными, реактивными и полными величинами (сопротивление, проводимость, напряжение, мощность)

Для запоминания соотношений между активными, реактивными и полными значениями , , , удобно воспользоваться их представлением в виде прямоугольных треугольников (табл. 3.6).

Таблица 3.6 — Треугольники сопротивлений, проводимостей, напряжений, мощностей

Величина	Активная	Реактивная	Полная	Треугольник
Комплексное сопротивление
Комплексная проводимость
Комплекс напряжения
Полная мощность

ᐉ Последовательные и параллельные схемы: отличия, факты и многое другое!

5 минут чтения

В чем разница между последовательными и параллельными цепями?

Существует два основных типа цепей:

• Последовательные цепи – в последовательной цепи все компоненты соединены последовательно друг с другом.
• Параллельные цепи – в параллельных цепях компоненты соединяются в отдельные петли.

Некоторые схемы могут иметь как последовательные, так и параллельные части.

Последовательные и параллельные схемыПоследовательные и параллельные схемы

Серийные схемы

Есть несколько правил и фактов о схемах серии , которые нам необходимо запомнить.

• Ток одинаков во всех частях цепи. Ток не «израсходован» в цепи, поэтому остается постоянным . Вы можете рассчитать ток, разделив общее напряжение батареи или элемента на общее сопротивление в цепи.
• Общее напряжение распределяется между компонентами. Суммарное напряжение от батареи/ячейки делится между компонентами – если батарея или ячейка дают 5В энергии, а есть две лампы (с одинаковым сопротивлением), каждая лампа получит по 2,5В.
• Общее сопротивление представляет собой сумму сопротивлений всех компонентов. Ток должен быть везде одинаковым, поэтому выше сопротивление отдельного компонента, больше его доля напряжения (чтобы ток, который является напряжением/сопротивлением, оставался равным). Поэтому, если вы добавите дополнительную лампу в последовательную цепь, общее сопротивление увеличится и, следовательно, ток уменьшится. Все лампы становятся тусклее. Мы можем использовать следующее уравнение для расчета полного сопротивления в последовательной цепи:

Где:

• Сопротивление , R, в Ом, Ом

• Суммарное напряжение ячеек. Если есть два элемента или батареи, то напряжение от обоих вместе составляет , чтобы получить общее напряжение цепи .
• Обрыв одного компонента разрушает всю цепь. Есть только один маршрут для зарядка , поэтому если одна лампа в последовательной цепи разорвана, все лампы перестанут работать. Рождественские гирлянды часто включают в последовательные цепи, потому что каждой лампочке требуется только небольшое напряжение, поэтому лучше делить напряжение последовательно. Однако это означает, что если один свет сломается, то сломаются все.

Последовательные и параллельные цепи

Параллельные цепи

Напряжение одинаково для всех компонентов. В последовательных цепях напряжение распределялось между компонентами (пропорционально их сопротивлению). В параллельных цепях каждый отдельный компонент получает полное , максимальное напряжение. Поэтому лампочки, включенные параллельно, будут иметь одинаковую яркость (при условии одинакового сопротивления). Это означает, что большее количество компонентов может быть добавлено параллельно без дополнительного напряжения.

Последовательные и параллельные цепи

• Ток распределяется между ветвями цепи. Сумма токов всех ветвей равна общему току, протекающему от элемента/аккумулятора. Другими словами, общий ток через всю цепь представляет собой сумму токов через отдельные компоненты.

Последовательные и параллельные цепи

• Обрыв в одном компоненте не разрушит всю цепь. Есть более одного маршрута для заряжайте , поэтому, если одна лампа в параллельной цепи сломана, затрагиваются только лампы в сломанной ветви. Освещение в домах часто подключают параллельно, потому что это означает, что мы можем управлять разными ветвями цепи (представляющими разные комнаты) с помощью разных выключателей.

Последовательные и параллельные цепи

• Полное сопротивление рассчитывается с использованием обратной величины сопротивления каждой ветви. Если к цепи 3 ответвления (R1 – R3), то 1/Общее сопротивление = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3. Это означает, что общее сопротивление двух резисторов меньше, чем сопротивление наименьшего отдельного резистора.

Где:

• Сопротивление , R, в Ом, Ом

Резисторы

• Резисторы, включенные последовательно, увеличивают сопротивление. В последовательной цепи добавление резисторов увеличивает сопротивление. Ток одинаков во всех компонентах цепи, поэтому чем больше резисторов мы добавим, тем труднее будет течь току. Это означает, что общее сопротивление увеличилось в последовательной цепи.
  • Добавлено больше резисторов, жестче для протекания тока.
• Резисторы, включенные параллельно, уменьшают сопротивление. В параллельной цепи добавление резисторов уменьшит сопротивление. Разность потенциалов одинакова для каждого компонента цепи. Чем больше резисторов мы добавляем параллельно, тем больше «путей» должен пройти ток, поэтому току легче течь по цепи. Это означает, что общее сопротивление в цепи уменьшилось. Чем больше добавлено резисторов, тем легче току течь по многим путям.
  • В добавлено больше резисторов, проще для того, чтобы ток протекал по многим путям.

Расчет сопротивления в серии

Для экзаменов нам нужно уметь вычислять комбинированное сопротивление резисторов, также называемое эквивалентным сопротивлением .

Вопрос: На приведенной ниже схеме два резистора соединены последовательно. R1 имеет значение 20 Ом, а R2 имеет сопротивление 10 Ом. Найдите эквивалентное сопротивление двух резисторов.

Нам нужно помнить, что эквивалентное сопротивление просто означает общее количество резисторов в цепи.

Всего R = R1 + R2
Всего R = 20 + 10
Всего R = 30 Ом

Краткое сравнение: последовательные и параллельные цепи

Последовательные и параллельные схемы

Исследование сопротивления в экспериментах

Эксперименты с последовательными цепями

Для экзаменов нам нужно спроектировать и использовать последовательные цепи постоянного тока. Мы можем использовать эти схемы для исследования резисторов.

Метод:

1. Настройка цепи. Нам нужно собрать цепь с ячейкой (батарейкой), амперметром и резистором последовательно.
2. Проверить цепь. Убедитесь, что цепь исправна и работает.
3. Измерение ЧД. Запишите разность потенциалов элемента в вольтах.
4. Измерение тока. Измерить ток в цепи с помощью амперметра, записав значение в амперах.
5. Рассчитать сопротивление. Рассчитайте сопротивление в цепи, переставив V = IR. Запишите значение сопротивления в омах.
6. Изменить количество резисторов. Добавьте в цепь еще один резистор и повторите шаги 2–5.
7. Заполнить таблицу. Таблица результатов должна выглядеть примерно так:
   
8. Построить график. Используя результаты, мы можем построить график зависимости «количества резисторов» (ось x) от «общего сопротивления» (ось y).

Эксперименты с параллельными цепями

Вы также можете исследовать резисторы параллельно. Экспериментальный процесс во многом одинаков.

На экзаменах это пример вопросов приложения . Вы должны были изучить экспериментальную установку для сериалов, поэтому они хотят увидеть, как вы применяете те же знания к менее знакомому сценарию (параллельно)

Короткие замыкания

Последовательные и параллельные схемы

Current предпочитает выбирать самый простой путь с наименьшее сопротивление . На этой схеме, если в этой цепи замкнуты переключатели P и Q, то ни одна лампа не будет гореть. Ток предпочитает проходить через обычный провод, чем через лампы, потому что обычный провод имеет меньшее сопротивление. Поэтому образуется короткое замыкание .

Когда выключатели разомкнуты, ток вынужден проходить через лампочку, поэтому лампочка загорается.

В этом типе цепи нет параллельного разделения тока. Если доступен простой проводной путь, то весь ток пойдет по этому пути.

→Что такое последовательные цепи?

Последовательная цепь — это тип электрической цепи, в которой компоненты соединены в линию один за другим, так что через все они протекает один и тот же ток.

→Что такое параллельные цепи?

Параллельная цепь — вид электрической цепи, в которой компоненты соединены таким образом, что каждый компонент имеет свою отдельную ветвь и к каждому компоненту приложено одинаковое напряжение.

→Чем последовательные цепи отличаются от параллельных?

В последовательной цепи компоненты соединены в линию, и через них протекает один и тот же ток. В параллельной цепи компоненты соединены так, что каждый компонент имеет свою отдельную ветвь и к каждому компоненту приложено одинаковое напряжение.

→Что происходит с полным сопротивлением в последовательной цепи?

В последовательной цепи общее сопротивление равно сумме сопротивлений отдельных компонентов.

→Что происходит с полным сопротивлением в параллельной цепи?

В параллельной цепи общее сопротивление меньше, чем сопротивление любого из отдельных компонентов.

→Что происходит с полным током в последовательной цепи?

В последовательной цепи общий ток равен току любого из отдельных компонентов.

→Что происходит с полным током в параллельной цепи?

В параллельной цепи общий ток равен сумме токов в каждой из отдельных ветвей.

→Почему в повседневной жизни параллельные цепи используются чаще, чем последовательные?

Параллельные цепи используются чаще, чем последовательные, потому что они позволяют питать несколько компонентов от одного и того же источника напряжения, сохраняя при этом отдельные ответвления для каждого компонента. Это обеспечивает большую гибкость при проектировании и использовании электрических цепей.

Руководство по параллельным или последовательным схемам

   « Домашняя страница центра знаний

В этом руководстве рассматриваются последовательные и параллельные схемы, а также преимущества и недостатки, связанные с каждой из них. Соединяя свою схему в одной или другой из этих конфигураций, вы можете коренным образом изменить ее работу, поэтому важно понимать различия, чтобы ваша система работала должным образом.

Цепи серии

Цепь, соединенная последовательно, часто используется, когда вы хотите последовательно подключить элементы. Этот тип цепи иногда называют «связью по току», потому что полный ток будет проходить через каждый компонент в цепи. Этот тип схемы имеет только один путь, в результате чего, выключив первый компонент, вы отключите питание всех последующих компонентов в цепи. Очень знакомый пример таких схем — старомодные гирлянды на рождественской елке. Когда перегорала лампочка в цепочке огней, цепь размыкалась, а это означало, что весь кластер не работал, если перегоревшую лампочку заменяли, и ток снова мог проходить через лампочку.

В последовательных цепях ток остается одним и тем же, однако напряжение на нагрузке делится в той же пропорции, что и сопротивление нагрузки. Это означает, что при последовательном соединении трех одинаковых компонентов (с одинаковыми сопротивлениями) напряжение питания делится на них поровну.

Параллельные цепи 

В параллельных цепях часто используется больше кабелей, чем в последовательных цепях, но они позволяют распределять ток между компонентами, что означает, что в случае отказа одного из них остальные компоненты по-прежнему смогут функционировать. Если снова использовать наш пример с рождественской елкой, это похоже на современные лампы, где светодиодная лампа может выйти из строя, но остальные лампы все еще работают.

В параллельных цепях общий ток распределяется между компонентами перед повторным объединением перед возвратом к источнику питания. Напряжение на компонентах останется одинаковым для каждого компонента.

 

Как в последовательной, так и в параллельной конфигурациях, показанных выше, яркость ламп будет одинаковой, поскольку потребляемая мощность одинакова (4 В x 0,3 А = 1,2 Вт для серии и 12 В x 0,1 А = 1,2). W для параллельной).

Подключение светодиодных фонарей

Итак, теперь мы разобрались с параллельными и последовательными схемами, давайте применим их на практике. С нашими светодиодными светильниками вам нужно будет соединить их параллельно, но зачем? Наши светодиодные фонари должны быть подключены параллельно, потому что светодиоды чувствительны к полярности (это означает, что они работают только тогда, когда положительный и отрицательный соединены правильным образом), поэтому вы не можете просто подать ток через положительный и от отрицательного к позитив на следующем свете. Вместо этого все наши светодиодные фонари потребуют, чтобы плюс шел к плюсу, а минус к минусу, то есть они должны быть подключены параллельно.

Лампы накаливания старого типа с металлической нитью накала не чувствительны к полярности и работают как с плюсом, так и с минусом (нить накала работает с током, протекающим через нее в любом направлении), поэтому их можно соединять последовательно.

Подключение аккумуляторов

При создании блока аккумуляторов вы снова можете использовать последовательное или параллельное соединение, в зависимости от желаемой производительности блока аккумуляторов.

Последовательное соединение аккумуляторов позволяет увеличить напряжение всей аккумуляторной батареи, но общая энергоемкость аккумуляторной батареи в ампер-часах (Ач) остается прежней.

12 В 100 Ач + 12 В 100 Ач = 24 В 100 Ач

Это идеальный вариант, если у вас более длинные кабели, поскольку более высокое напряжение снижает проблемы, вызванные падением напряжения. Это также может быть полезно, если ваш блок стартерных аккумуляторов рассчитан на 24 В, и вы хотите, чтобы напряжение аккумулятора соответствовало напряжению аккумулятора для отдыха.

Параллельное соединение батарей увеличивает общую емкость аккумулятора, но напряжение остается прежним. Это полезно, потому что компоненты, предназначенные для работы при напряжении 12 В, широко доступны, а увеличение емкости накопления энергии позволяет вам использовать ваши компоненты дольше, прежде чем потребуется перезарядка.

12В 100Ач +12В 100Ач = 12В 200Ач

Солнечные панели

Общая рекомендация состоит в том, чтобы соединить солнечные панели последовательно, что увеличит напряжение и сохранит ток. Это связано с тем, что солнечным контроллерам заряда MPPT требуется, чтобы напряжение вашей панели было выше, чем напряжение вашей батареи, чтобы обеспечить зарядный ток. MPPT должен иметь панели, которые хотя бы на 5В выше номинального напряжения батареи, иначе он просто не сработает, а чем выше напряжение, тем эффективнее будет работа MPPT. Их последовательное соединение также предотвращает обратный ток через панели, который со временем может привести к повреждению, и, если они подключены параллельно, лучше всего установить диод, чтобы этого не произошло.