Параллельное соединение элементов: Параллельное соединение элементов в цепи синусоидального тока — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Параллельное соединение элементов в цепи синусоидального тока

В электрических цепях переменного тока имеются цепи с параллельным соединением потребителей электроэнергии, при котором все потребители находятся под одним и тем же напряжением. При этом на ток в цепи каждого из потребителей не влияет их число. Значение тока в каждом из них определяется только значениями соответствующих сопротивлений и значением подводимого напряжения. Наличие на различных участках цепей переменного тока как активных, так и реактивных элементов приводит к тому, что сопротивление этих участков имеет комплексный характер. В качестве примера рассмотрим цепь, представленную на рис. 8, а. Данная цепь состоит из двух параллельно соединенных ветвей, характер сопротивлений которых различен. Эта схема может рассматриваться как схема замещения реальной цепи, содержащей неидеальные катушку индуктивности и конденсатор. СопротивлениеR₁ учитывает наличие потерь в витках обмотки катушки, аR₂– потери энергии в диэлектрике конденсатора.

Анализ работы данной цепи проведем на основе построения векторной диаграммы токов и напряжений. Вначале рассмотрим графоаналитический метод расчета. Определим действующие значения токов ветвей, используя закон Ома:

Данные соотношения позволяют определить длины векторов токов на комплексной плоскости. Для построения вектора тока на комплексной плоскости необходимо, помимо длины вектора, знать его ориентацию относительно вектора напряжения на соответствующем участке цепи (угол сдвига фаз). Углы сдвига фаз ₁и₂между напряжением и токами ветвей могут быть определены из следующих соотношений:

Примем начальную фазу напряжения uна входе рассматриваемой цепи равной нулю, что соответствует ориентации вектора напряжения, совпадающей с положительным направлением оси вещественных чисел (рис. 8,б). Рассчитанные выше углы сдвига фаз₁и₂представляют собой углы между соответствующими векторами токов () и напряженияна комплексной плоскости. Причем, при активно-индуктивном характере сопротивления (в данной схеме первая ветвь) напряжение опережает ток на угол₁, а при активно-емкостном сопротивлении (вторая ветвь) – напротив, напряжение отстает по фазе от тока на угол

2. Вектор общего тока цепи в соответствии с первым законом Кирхгофа равен геометрической сумме векторов токов ветвей:

Действующее значение общего тока Iопределяется графически по векторной диаграмме как длина вектора.

Графоаналитический метод не удобен для расчета разветвленных цепей: он отличается громоздкостью и невысокой степенью точности. Более эффективным является использование комплексного метода расчета с использованием проводимостей. Под комплексной проводимостью участка цепи (ветви) Yпонимают величину, обратную комплексному сопротивлению этого участка

Y=1/Z = G – jB = Ye^–j^

Единица измерения проводимости – (Ом^-1) или (См) (читается: сименс). Вещественная часть комплексной проводимостиG называется активной проводимостью участка цепи, а мнимая часть комплексной проводимостиB называется реактивной (индуктивной или емкостной) проводимостью. Учитывая что комплексное сопротивление участка цепи в общем виде может быть представлено в видеZ = R+jX, запишем выражение для комплексной проводимости через активную и реактивную составляющие комплексного сопротивления участка цепи:

;

Если комплексное сопротивление участка цепи имеет индуктивный характер, то B> 0, если же характер комплексного сопротивления емкостный, тоB< 0. Для рассматриваемой схемы проводимости ветвей имеют вид

;

Таким образом, выражения для активных (G₁иG₂) и реактивных (B₁иB₂) проводимостей ветвей рассматриваемой цепи имеют вид

;

Здесь через Z₁иZ₂обозначены модули комплексных сопротивлений ветвей.

Токи ветвей на основе закона Ома могут быть представлены в виде

;

Анализ полученных выражений показывает, что ток любого участка цепи может быть представлен в виде суммы двух составляющих. Векторы активных составляющих токов ветвей () параллельны вектору напряженияU, тогда как векторы реактивных составляющих токов ветвей () ему перпендикулярны. Представление токов ветвей в виде суммы двух составляющих является удобным математическим приемом, непосредственному измерению они недоступны. На векторной диаграмме (см. рис. 8,б) реактивная составляющая тока первой ветвиотстает по фазе от вектора напряжения на угол 90, а реактивная составляющая тока второй ветвиопережает вектор напряжения на такой же угол.

На основании первого закона Кирхгофа, составленного для точки разветвления, получим выражение для общего тока Iв неразветвленном участке цепи:

Из этого выражения следует, что комплексная проводимость электрической цепи при параллельном соединении сопротивлений оказывается равной сумме комплексных проводимостей соответствующих параллельных ветвей:

Отсюда в общем случае для произвольного числа параллельных ветвей активная проводимость электрической цепи оказывается равной сумме активных проводимостей всех параллельных ветвей, а реактивная проводимость цепи – равной

алгебраическойсумме реактивных проводимостей всех параллельных ветвей, входящих в данную электрическую цепь.

а)б)в)

Рис. 8

Модуль полной проводимости цепи определяется из выражения

Y = .

Полная проводимость цепи в то же время является и величиной, обратной ее полному сопротивлению Y= 1/Z.

Из треугольника токов, представленного на векторной диаграмме (см. рис. 8,

б), можно получить треугольник проводимостей для рассматриваемой цепи, разделив стороны этого треугольника на комплексное напряжение(см. рис. 8,в).

Из треугольника проводимостей следует, что cos=G/Y, а sin=B/Y= (B_LB_C)/Y_.

С учетом этого полная, активная и реактивная мощности цепи могут быть определены через соответствующие проводимости:

S = UI = U ²Y; P

= UIcos = U²G; Q = UIsin = U²B.

Параллельное соединение элементов r, l, c

На вход электрической цепи (рис. 2.14), состоящей из соединенных параллельно элементов R,L,C, подано синусоидальное напряжение

u(t)=U_msin(ωt+ψ_u).

Запишем уравнение по первому закону Кирхгофа для мгновенных значений токов цепи:

Сумме синусоидальных токов соответствует сумма изображающих их комплексных величин. И для действующих комплексных значений можно записать

Величину — называют комплексной проводимостью цепи с параллельным соединением элементовR,L,C, которая определяется как сумма проводимостей параллельных ветвей;

активная составляющая проводимости;

— реактивная индуктивная составляющая проводимости;

— реактивная емкостная составляющая проводимости.

Запишем комплексную проводимость в показательной форме:

Тогда комплексный ток

где — действующее значение входного тока;

— начальная фаза тока;

— угол сдвига фаз между напряжением на зажимах цепи и входным током, который определяется соотношением активной и реактивной проводимостей.

Построим векторную диаграмму токов и напряжений (рис. 2.15) на зажимах цепи, приняв начальную фазу напряжения за ноль.

Ток активного элемента совпадает по фазе с напряжением, поэтому на векторной диаграмме вектор этого тока изображается параллельно вектору напряжения. Ток индуктивного элемента отстает от напряжения на 90 градусов, поэтому на векторной диаграмме индуктивный ток повернут относительно вектора напряжения на 90 градусов по направлению движения часовой стрелки. Ток емкостного элемента опережает напряжение на 90 градусов, поэтому емкостный ток повернут относительно вектора напряжения против направления часовой стрелки на 90 градусов.

Необходимо отметить, что ток индуктивного и емкостного элементов находятся в противофазе, вследствие чего в цепи переменного тока при параллельном соединении этих элементов могут создаваться условия, невозможные для цепей постоянного тока, когда токи отдельных элементов будут значительно превышать входной ток.

Треугольник, образованный векторами токов, принято называть треугольником токов.

Если каждую сторону треугольника токов поделить на вектор напряжения, то получим треугольник (рис. 2.16), подобный исходному и называемый треугольником проводимостей.

Как видно из полученных векторных диаграмм (рис. 2.15 и 2.16), угол сдвига фаз зависит от соотношения параметров цепи:

при I_L>I_C () угол φ>0, ток отстает по фазе от напряжения;

при I_L<I_C () угол φ<0, ток опережает по фазе напряжение;

при I_L=I_C () угол φ=0, ток совпадает по фазе с напряжением и цепь ведет себя как чисто активное сопротивление; такой режим работы цепи называется режимомрезонанса токов.

Расчет токов и напряжений при смешанном

соединении приемников

Расчет цепи переменного тока существенно облегчается, если синусоидально изменяющиеся токи, напряжения, ЭДС и т.д. изображать векторами и комплексными числами. Тогда для расчета цепей синусоидального тока можно применять все те методы, которые использовались для расчета цепей постоянного тока, только все токи, напряжения и сопротивления необходимо записывать в комплексной форме записи.

Рассмотрим решение прямой и обратной задачи для цепи с одним источником энергии рис. 2.17.

Прямая задача: при известных параметрах цепи R, R_к, L_к, C и токе третьей ветви I₂ определить все остальные токи и напряжения. Частота питающей сети f. Расчет синусоидальных токов и напряжений удобно выполнять в комплексной форме записи.

Примем начальную фазу тока второй ветви равной нулю

Комплексные сопротивления ветвей:

где — угловая частота.

Зная ток I₂в одной из параллельных ветвей, найдем напряжение на зажимах этих ветвей по закону Ома:

Ток третьей ветви найдем:

Ток I₁в неразветвленной части цепи найдем, составив уравнение по первому закону Кирхгофа для узла «2»:

Напряжение на зажимах первой ветви

Напряжение на зажимах цепи найдем, составив уравнение по второму закону Кирхгофа:

Построение векторной диаграммы удобно начинать с вектора тока второй ветви. Длины векторов токов и напряжений на векторной диаграмме откладываются в соответствующих масштабах по току m_iи напряжениюm_u.

Начальная фаза тока равна нулю В соответствующем масштабе токов изобразим вектор на комплексной плоскости, совпадающим с осью действительных чисел (рис. 2.18).

Напряжениеизображаем на векторной диаграмме совпадающим по фазе с током второй ветви, так как сопротивление этой ветви чисто активное. Ток третьей ветви İ_3,в которую включенидеальныйконденсатор, опережает напряжение параллельных ветвей на угол 90°.

Согласно первому закону Кирхгофа . По правилу параллелограмма складываем вектора токов İ₂, İ₃и получаем вектор тока İ₁.

Напряжение опережает ток этого участка на угол φ₁. Вектор входного напряжения получаем путем суммирования векторов согласно второму закону Кирхгофa

Начальные фазы, построенных токов и напряжений, должны совпадать с расчетными. Длины векторов в масштабе тока или напряжения должны соответствовать действующим значениям рассчитанных величин.

Обратная задача. Рассчитать токи и напряжения на всех участках электрической цепи, схема которой показана на рис. 2.7, питающейся от источника синусоидального напряжения с частотойf.

Известны параметры цепи R,R_к,L_к,Cи величина напряжения на источнике

Комплексные сопротивления ветвей определяем аналогично предыдущей задаче:

Для того, чтобы по закону Ома определить ток на входе цепи, необходимо рассчитать комплексное сопротивление цепи относительно входных зажимов.

Сопротивления второй и третьей ветвей соединены параллельно, поэтому эквивалентное сопротивление относительно зажимов «23» можно рассчитать:

Относительно входных зажимов сопротивление катушки и сопротивление участка «23» соединены последовательно, поэтому входное сопротивление всей цепи можно определить как сумму комплексных сопротивлений

Определим входной ток по закону Ома

Напряжения на участках цепи:

Токи параллельных ветвей определим по закону Ома:

Построим векторную диаграмму токов и напряжений участков цепи (рис. 2.18). Для этого на комплексной плоскости в соответствующих масштабах тока m_iи напряженияm_uпостроим вектора рассчитанных напряжений и токов со своими начальными фазами. На векторной диаграмме покажем выполнение законов Кирхгофа:

Соединение элементов в цепи переменного напряжения и тока

Всем доброго времени суток! В прошлой статье я рассказал о воздействии переменного напряжения на элементы цепи (сопротивление, индуктивность и ёмкость) и воздействие этих элементов на напряжение, ток и мощность. В данной статье я расскажу о последовательном и параллельном соединении элементов цепи и воздействии на такие цепи переменного напряжения и тока.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

Последовательное соединение элементов цепи при переменном напряжении

Начнём с последовательного соединения сопротивления R, индуктивности L и ёмкости C и рассмотрим воздействие на неё переменного напряжения с частотой ω.

Последовательное соединение элементов цепи.

В данной цепи входное переменное напряжение U в соответствии со вторым законом Кирхгофа будет равно алгебраической сумме переменных напряжений на отдельных элементах

где U_R, U_L, U_C – напряжение на элементах цепи, сопротивлении R, индуктивности L и ёмкости С, соответственно,

I_m – амплитудное значение переменного тока.

Графическое изображение напряжений и токов на последовательно соединённых элементах цепи представлено ниже

Напряжения и токи при последовательном соединении.

Итоговое выражение является тригонометрической формой записи второго закона Кирхгофа для мгновенных напряжений и его можно переписать в виде

где R – активное сопротивление,

Х – реактивное сопротивление.

Значение активного сопротивления R всегда только положительно, а реактивное сопротивление Х может принимать, как положительное значение Х > 0, тогда оно имеет индуктивный характер, так и отрицательное значение X < 0, в этом случае реактивное сопротивление имеет ёмкостный характер.

В случае же нулевого значения реактивного сопротивления, имеет место резонанс напряжений

В этом случае сопротивление цепи представлено только активной нагрузкой R, а следовательно сдвиг фаз между напряжением и током будет нулевым.

При расчётах нас интересует не столько ток и напряжение на отдельных элементах, сколько ток и напряжение всей цепи. Для этого продолжим преобразовывать напряжение

где Z – полное сопротивление цепи,

ψ – разность фаз между напряжением и током.

Таким образом, амплитудное значение напряжения U_m и амплитудное значение тока I_m связаны между собой следующим соотношением

где U_m – амплитудное значение переменного напряжения,

I_m – амплитудное значение переменного тока,

Z – полное сопротивление цепи.

Параллельное соединение элементов цепи при переменном напряжении

Теперь рассмотрим параллельное соединение элементов цепи (сопротивления, индуктивности и ёмкости) и прохождение по ним переменного тока.

Параллельно соединение элементов цепи.

Подадим на вход такой цепи переменное напряжение U, тогда электрический ток в цепи I, в соответствии с первым законом Кирхгофа, будет равняться алгебраической суммы токов проходящей через элементы цепи

I_R, I_L, I_C – токи в элементах цепи, сопротивлении R, индуктивности L и ёмкости С, соответственно,

U_m – амплитудное значение переменного тока.

Графическое изображение напряжений и токов в параллельно соединённых элементах цепи представлено ниже

Напряжение и токи при параллельном соединении.

Аналогично второму закону Кирхгофа, для первого закона также существует тригонометрическая форма записи, которая соответствует получившемуся выражению. Выполним ещё одно преобразование данного выражения

где g – активная проводимость, b – реактивная проводимость.

Как видно из формулы, реактивная проводимость может быть положительной b > 0, тогда она имеет индуктивный характер, а может быть отрицательной b < 0, тогда реактивная проводимость имеет ёмкостный характер. А активная проводимость может быть только положительной.

Отдельный случай представляет собой реактивная проводимость равная нулю, то есть в этом случае проводимость индуктивности и ёмкости одинаковы

Такой случай называется резонансом токов, в этом случае общая проводимость будет определяться только активной проводимостью, а сдвиг фаз между напряжением и током в цепи будет нулевым.

Определим зависимость между напряжением и силой тока в параллельной цепи

где y – полная проводимость,

ψ – разность фаз между напряжением и током в цепи.

Тогда зависимость между напряжением и током в цепи с параллельно соединёнными элементами будет иметь вид

где U_m – амплитудное значение переменного напряжения,

I_m – амплитудное значение переменного тока,

y – полная проводимость цепи.

Чему равна мощность в цепи при синусоидальном напряжении?

Мощность является основной энергетической характеристикой, поэтому рассмотрим мощность в цепи переменного напряжения. Мгновенная мощность в цепи будет равна

Как видно из получившегося выражения, мгновенная мощность состоит из постоянной составляющей UIcos(φ) и переменной составляющей UIcos(2ωt – φ), изменяющейся с удвоенной частотой по сравнению с частотой напряжения (тока).

Теперь определим среднее значение мощности за период или активную мощность, которая будет равна

где U – действующее значение переменного напряжения,

I – действующее значение переменного тока,

cos(φ) – коэффициент мощности.

Таким образом, активная мощность в цепи переменного напряжения (тока), равна произведению действующих значений напряжения и тока на коэффициент мощности.

При разработке и проектировании цепей переменного напряжения стараются сделать коэффициент мощности как можно больше, в идеале должен быть равен единице cos(φ) = 1. При небольших значениях данного коэффициента для создания в цепи необходимой мощности Р необходимо повышать величину напряжения U (тока I).

Теория это хорошо, но необходимо отрабатывать это всё практически ПОПРОБЫВАТЬ МОЖНО ЗДЕСЬ

Параллельное соединение элементов — Энциклопедия по экономике

Параллельное соединение элементов — Энциклопедия по экономике
Приведем пример эффективности резервирования. Пусть сложный элемент состоит из п одинаковых, параллельно соединенных элементов, каждый из которых имеет вероятность безотказной работы P (t) — см. рис. 18. [c.120]

Рис.

П.1. Параллельное соединение элементов в системе

В качестве методов обеспечения надежности СТС в работах, посвященных проблеме надежности, рассматривается только метод структурного резервирования, то есть введения избыточных элементов в систему. В проблеме резервирования СТС разработаны и обоснованы преимущества параллельного соединения элементов по сравнению с последовательным, мажоритарного резервирования. При этом считается, что … чем выше число параллельно работающих элементов, тем выше уровень безотказности системы, чем больше число элементов, результаты которых должны совпадать, тем выше достоверность [2]. Но увеличение числа элементов, а также связей между ними — не может не отразиться на надежности системы в целом. [c.26]

Перегорание предохранителя прекращает протекание по батарее вынужденного тока, а также свободных его составляющих, предотвращая переток энергии из параллельно соединенных элементов секции. [c.96]

На первом этапе алгоритма из группы отобранных объектов, например, нескольких ЛЭП, представляющих собой межсистемные связи крупного объединения либо связь крупной подстанции с системой, программным путем формируется абстрактный элемент с параметрами, эквивалентными параметрам отобранных объектов.

При этом энергетические параметры интегрируются, а показатели надежности преобразуются по известным формулам для параллельного соединения элементов с выделением показателей от сценарного подхода. Такое формирование производится с учетом интервалов прогнозирования в полностью автоматическом режиме, то есть прозрачно для пользователя. [c.193]

Теперь осуществим параллельную работу элементов А и Б в данной системе. При параллельном соединении, т. е. когда элемент Б вводится в схему с целью резервирования элемента А, вероятность исправной работы хотя бы одного из этих элементов является суммой вероятности трех благоприятных исходов [c.50]

Этот результат отвечает другому положению теории вероятности, по которому при параллельном соединении общая надежность системы выше надежности самого надежного элемента. [c.50]

Если система (скажем, поточная линия) состоит из п параллельно соединенных между собой элементов (машин), то вероятность ее безотказной работы в общем виде может быть выражена так [c. 153]

Параллельное и последовательное соединение элементарных моделей образует большую модель (рис. 3.2.7). Она отвечает шеннонов-скому разбиению событий на классы, каждому классу соответствует свой уровень модели. Основное свойство большой модели — однородность структуры, основной элемент которой — элементарная модель, что обеспечивает возможность неограниченно увеличивать сложность (разнообразие) большой модели путем простого увеличения числа элементарных моделей. Это свойство позволяет большой модели прогрессировать в смысле ответственности за выдаваемые рекомендации и решения. Возможность последовательно переходить от более низкого уровня к более высокому может быть использована для решения сложных задач. [c.127]

ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ [parallel linkage] — такое соединение их в единую систему, когда все элементы (элементарные звенья) имеют общий вход и общий выход (рис. П. 1). Следовательно, общий выход, системы равен сумме выходов элементарных звеньев.

[c.257]

Если применяются двухцепные линии или более сложные системы, как показано на рис. 2, могут происходить повреждения параллельно или последовательно включенных элементов. Общая стоимость остается равной сумме стоимостей отдельных элементов, но удельная повреждаемость определяется с учетом последовательно-параллельного соединения элементов. При параллельных цепях удельные повреждаемости перемножаются [c.133]

Если число параллельно соединенных элементов таково, что результирующая запасенная энергия будет больше энергии поврежденного конденсатора, и если, кроме того, желательно использовать сравнительно дешевые экспан-сионные предохранители, то нужно либо уменьшать число параллельно включенных конденсаторов в секции, либо идти на применение более дорогих предохранителей, способных быстро ограничить величину и прекратить протекание тока к поврежденному конденсатору. [c.97]

Для связей характерна разветвленная сеть с параллельным, последовательным и смешанным соединением элементов (действий). Взаимозависимые (последовательная цепь) и взаимовлияющие (параллельная и смешанная цепи) связи, их форма, плотность распределения, активность существенно неодинаковы на разных стадиях процесса бурения скважин и динамического преобразования ЧМС. Производственные операции, приемы и виды реализуемой деятельности, состав и структура вовлеченных в нее функций и свойств человека характеризуются, как видно, большим разнообразием показателей значимости и сложности. Следствием этого является неравномерность распределения производственных несчастных случаев во времени и пространстве, среди профессионалов [c.242]

Смотреть страницы где упоминается термин

Параллельное соединение элементов : [c.480] Экономико-математический словарь Изд.5 (2003) — [ c.0 ]

Cила тока при параллельном соединении

Содержание

1 Параллельное соединение элементов в электрической цепи
2 Сила тока в параллельном проводнике
3 Особенности цепи, в которой используется параллельное соединение
4 Область применения
5 Подведем итог

Параллельное соединение элементов в электрической цепи

Прежде чем приступать к формированию электропроводки в любом типе помещения, разработке электрической цепи для других топов объектов, важно изучить основные способы соединений элементов, используемые на практике.

Наибольшее распространение получили следующие варианты:

параллельное;
последовательное;
смешанное соединение.

Если выбран вариант последовательного соединения, это означает, что все, используемые в цепи элементы, связываются друг с другом электрическими проводами последовательно. В результате, участок цепи, на котором устанавливается такой способ монтажа, не будет иметь в своей конструкции узлов.

Если соединение выполнено параллельно, то здесь объединение элементов в цепи будет выполнено при помощи двух узлов, при этом связь со всеми другими узлами будет отсутствовать. Важно разобраться, какая сила тока при параллельном соединении элементов будет в цепи.

Смешанный тип соединения может использоваться в сложных цепях, состоящих из множества различных элементов, многофункционального узла, выполняющего, как правило, широкий набор операций.

Сила тока в параллельном проводнике

Если в цепи использовано последовательное соединение отдельных ее элементов, то сила тока здесь на всех участках, во всех проводниках будет оставаться одинаковой. Рассчитать напряжение можно, используя простое правило – необходимо сложить все напряжения, получаемые на концах каждого из проводников и получим искомый результат.

Совсем по-другому проявляется сила тока в параллельном проводнике.

При любой нагрузке в электроцепи будет возникать определенное сопротивление. Оно, естественно, будет препятствовать прохождению электрического тока без каких-либо потерь. В целом, ток так и движется – постепенно, от источника по проложенным заранее проводникам к нагруженным элементам. Чтобы обеспечить легкое прохождение тока по проводникам, важно, чтобы этот проводник мог легко и просто отдавать электроны, т.е. – обладать хорошей проводимостью.

Большая часть современных цепей использует медные проводники, а обязательным элементом также являются приемники энергии. Каждый такой приемник создает определенную нагрузку и имеет то или иное электрическое сопротивление. От приведенных выше параметров, в конечном итоге, зависит сила тока при параллельном соединении проводников.

Особенности цепи, в которой используется параллельное соединение

Как уже отмечалось, в данном варианте монтажа электроцепи, все ее элементы, проводники, соединяются друг с другом параллельным методом. Соответственно, все начала проводников соединяются при помощи медных (преимущественно) проводников в один пучок. Аналогичным способом в одну точку также собираются и концы проводников. Как же рассчитывается сила тока в цепи при параллельном соединении? Лучше всего разобраться в данном вопросе поможет достаточно простой и понятный пример.

Нарисуем на листе бумаги такой вид соединения, который у специалистов называется «разветвленным» и обеспечим нахождение в каждой отдельной ветви по одному резистору (сопротивлению). Далее проследим, каким образом будет вести себя электрический ток, протекающий по цепи. Достигнув места разветвления, ток разделится на каждый резистор, установленный далее по определенной ветке линии. Следовательно, реальный ток в цепи будет равен величина, состоящей из суммы токов на всех сопротивлениях (с учетом количества разветвлений). Как считается сила тока разобрались, а вот напряжение при параллельном сопротивлении на всех элементах в сети будет оставаться одинаковым.

Примечательно, что все установленные на различных ветвях цепи резисторы можно заменить одним таким резистором, эквивалентным по сопротивлении сумме замещаемых элементов. Рассчитать, какова сила тока при параллельном соединении резисторов поможет важнейший закон Ома!

Область применения

А можно ли на практике использовать данные сведения? Есть ли от них реальная польза?

Люстра Arte Lamp Kenny A9514PL-5-1WG

Прежде всего, рассмотрим организацию соединения проводников и сопротивлений в домашних условиях. Как правило, такие схемы собираются доля обеспечения работы многорожковых люстр, светильников с некоторым количеством ламп освещения. Если использовать здесь последовательную схему, то все лампочки будут включаться одновременно. При использовании параллельного метода можно выводить необходимое количество светильников на один выключатель и включать одну, две и более лампочек в зависимости от ранее принятого решения, с учетом вопросов экономичности, целесообразности и, конечно же, дизайна.

Подведем итог

Наконец, все, используемые в квартире, загородном доме бытовые приборы и устройства подключены к сети напряжением 220В параллельно. Это подключение происходит с помощью распределительного щитка. Зная, чему равна сила тока при параллельном соединении, можно уверенно отметить, данный способ позволит эффективно управлять используемой электротехникой, приборами и предметами освещения в квартире.

Система с параллельным соединением элементов

Заглавная страница
Избранные статьи
Случайная статья
Познавательные статьи
Новые добавления
Обратная связь

КАТЕГОРИИ:

Археология
Биология
Генетика
География
Информатика
История
Логика
Маркетинг
Математика
Менеджмент
Механика
Педагогика
Религия
Социология
Технологии
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология

ТОП 10 на сайте

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Техника нижней прямой подачи мяча.

Франко-прусская война (причины и последствия)

Организация работы процедурного кабинета

Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний

Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Обработка изделий медицинского назначения многократного применения

Образцы текста публицистического стиля

Четыре типа изменения баланса

Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву

Мы поможем в написании ваших работ!

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Влияние общества на человека

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Практические работы по географии для 6 класса

Организация работы процедурного кабинета

Изменения в неживой природе осенью

Уборка процедурного кабинета

Сольфеджио. Все правила по сольфеджио

Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 12Следующая ⇒

На рис. 2 представлено параллельное соединение элементов 1, 2, 3. Это означает, что устройство, состоящее из этих элементов, переходит в состояние отказа после отказа всех элементов при условии, что все элементы системы находятся под нагрузкой, а отказы элементов статистически независимы.

Рис. 2. Блок-схема системы с параллельным соединением элементов

Условие работоспособности устройства можно сформулировать следующим образом: устройство работоспособно, если работоспособен элемент 1 или элемент 2, или элемент 3, или элементы 1 и 2, 1; и 3, 2; и 3, 1; и 2; и 3.

Вероятность безотказного состояния устройства, состоящего из n параллельно соединенных элементов определяется по теореме сложения вероятностей совместных случайных событий как

Р=(р₁+р₂+…р_n)+(р₁р₂+р₁р₃+. ..)+(р₁р₂р₃+р₁р₂р_n+…)+… + (р₁р₂р₃…р_n). (4)

Для приведенной блок-схемы (рис. 2), состоящей из трех элементов, выражение (4) можно записать:

Р=р₁+р₂+р₃+(р₁р₂+р₁р₃+р₂р₃)+р₁р₂р₃.

Применительно к проблемам надежности, по правилу умножения вероятностей независимых (в совокупности) событий, надежность устройства из n элементов вычисляется по формуле

(5)

т.е. при параллельном соединении независимых (в смысле надежности) элементов их ненадежности (1-p_i=q_i) перемножаются.

В частном случае, когда надежности всех элементов одинаковы, формула (5) принимает вид

Р = 1 — (1-р)ⁿ. (6)

Пример 2. Предохранительное устройство, обеспечивающее безопасность работы системы под давлением, состоит из трех дублирующих друг друга клапанов. Надежность каждого из них р=0,9. Клапаны независимы в смысле надежности. Найти надежность устройства.

Решение. По формуле (6) Р=1-(1-0,9)³=0,999.

Последовательность расчета систем

Последовательность расчета системы представлена на рис. 3. Рассмотрим основные ее этапы.

Рис. 3. Алгоритм расчета надежности

Прежде всего четко следует сформулировать задание на расчет надежности. В нем должны быть указаны: 1) назначение системы ее состав и основные сведения о функционировании; 2) показатели надежности и признаки отказов, целевое назначение расчетов; 3) условия, в которых работает (или будет работать) система; 4) требования к точности и достоверности расчетов, к полноте учета действующих факторов

На основании изучения задания делается вывод о характере предстоящих расчетов. В случае расчета функциональной надежности осуществляется переход к этапам 4-5-7, в случае расчета элементов (аппаратурной надежности) — к этапам 3-6-7.

Под структурной схемой надежности понимается наглядное представление (графическое или в виде логических выражений) условий, при которых работает или не работает исследуемый объект (система, устройство, технический комплекс и т.д.). Типовые структурные схемы представлены на рис. 4.

Рис. 4. Типовые структуры расчета надежности

Простейшей формой структурной схемы надежности является параллельно-последовательная структура. На ней параллельно соединяются элементы, совместный отказ которых приводит к отказу

В последовательную цепочку соединяются такие элементы, отказ любого из которых приводит к отказу объекта.

На рис. 4,а представлен вариант параллельно-последовательной структуры. По этой структуре можно сделать следующее заключение. Объект состоит из пяти частей. Отказ объекта наступает тогда, когда откажет или элемент 5, или узел, состоящий из элементов 1-4. Узел может отказать тогда, когда одновременно откажет цепочка, состоящая из элементов 3,4 и узел, состоящий из элементов 1,2. Цепь 3-4 отказывает, если откажет хотя бы один из составляющих ее элементов, а узел 1,2 — если откажут оба элемента, т.е. элементы 1,2. Расчет надежности при наличии таких структур отличается наибольшей простотой и наглядностью. Однако не всегда удается условие работоспособности представить в виде простой параллельно-последовательной структуры. В таких случаях используют или логические функции, или графы и ветвящиеся структуры, по которым оставляются системы уравнений работоспособности.

На основе структурной схемы надежности составляется набор расчетных формул. Для типовых случаев расчета используются формулы, приведенные в справочниках по расчетам надежности, стандартах и методических указаниях.

Способы преобразования сложных структур

Относительная простота расчетов надежности, основанных на использовании параллельно-последовательных структур, делают их самыми распространенными в инженерной практике. Однако не всегда условие работоспособности можно непосредственно представить параллельно-последовательной структурой. В этом случае можно сложную структуру заменить ее эквивалентной параллельно-последовательной структурой. К таким преобразованиям относится:

– преобразование с эквивалентной заменой треугольника на звезду и обратно;

– разложение сложной структуры по базовому элементу.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Читайте также:

Алгоритмические операторы Matlab

Конструирование и порядок расчёта дорожной одежды

Исследования учёных: почему помогают молитвы?

Почему терпят неудачу многие предприниматели?

Последнее изменение этой страницы: 2016-06-26; просмотров: 444; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia. su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь — 161.97.168.212 (0.006 с.)

Что такое четыре элемента в последовательных и параллельных цепях?

Введение

Последовательные цепи и Параллельные цепи являются соединениями главных цепей, также третий тип цепей предполагает двойное использование последовательных и параллельных соединений в цепи. Соединение цепи — это своего рода принцип компоновочной схемы, который показывает взаимосвязь между компонентами, нарисованными стандартными физическими и электрическими символами для исследований и инженерного планирования. Как мы все знаем, есть два типа цепей, которые мы можем сделать, называемые последовательными и параллельными. Они предоставляют решения для анализа производительности, установки электронных и электрических продуктов.

Catalog

3,6 Allegro PCB

ⅳ Series Obsterally Arailly Arailly As ParalliT

Introduction

Ⅰ Series Circuits and Parallel Circuits

Ⅱ Series Circuits and Parallel Circuits Calculation

2.1 Resistors

2.2 Capacitors

2.3 Inductor

2.4 Коммутатор

2.5 Источник питания

2.6 Правила последовательного и параллельного подключения

Ⅲ Введение в программное обеспечение Six Circuit Design Tools

3.1 Protel PCB Design Platform

3.2 Altium Designer

3,3 Кварта II

3.4 Электроника Workbench (EWB)

3,5 NI Multisim

3,6 Allegro PCB

Ⅰ Последовательные и параллельные схемы

В чем разница между последовательными и параллельными схемами? Просто посмотрите следующее видео и словесное описание последовательных и параллельных цепей, чтобы понять их основы и различия.

Последовательное и параллельное соединение

Последовательное соединение является одним из основных способов соединения элементов схемы. Цепь образована последовательным соединением различных электрических частей. В последовательной цепи ток через каждую часть одинаков.

Параллельное соединение — еще один способ соединения электрических компонентов. Компоненты, соединенные параллельно, соединяются несколькими путями, так что ток может разделяться, и к каждому компоненту прикладывается одинаковое напряжение.

Ⅱ Расчет последовательных и параллельных цепей

👉 Резисторы в последовательных и параллельных цепях

2.1 Резисторы

Резисторы в последовательном соединении 9010

Как показано на рисунке, n резисторов соединены последовательно. Теперь подключите источник питания к обоим концам этой последовательной цепи. Согласно закону тока Кирхгофа, ток от источника питания равен току через каждый резистор, поэтому .
Согласно закону Ома, напряжение на k-м резисторе равно протекающему через него току, умноженному на его сопротивление .
Согласно закону напряжения Кирхгофа, напряжение на источнике питания равно алгебраической сумме напряжений на всех резисторах.

Следовательно, эквивалентное сопротивление Req последовательно соединенных n резисторов равно .
Согласно закону Ома, напряжение на источнике питания равно заданному току, умноженному на эквивалентное сопротивление .
Обратите внимание, что напряжение, разделяемое резисторами последовательной цепи, пропорционально.

Проводимость G обратно пропорциональна сопротивлению R, поэтому эквивалентная проводимость n последовательно соединенных резисторов равна
. Среди них Gn — проводимость n-го резистора.
Для простого случая двух последовательно соединенных резисторов эквивалентная проводимость равна .

Параллельные резисторы

Когда линейные резисторы соединены параллельно, проводимость (обратная величина сопротивления) равна сумме проводимостей параллельных резисторов, которая называется эквивалентной проводимостью, а обратная величина называется эквивалентным сопротивлением. Например, сопротивления R1, R2 и R3, их проводимости G1, G2 и G3 соответственно. Общее сопротивление R и общая проводимость G параллельной цепи рассчитываются по формуле .

Примечание. Рассчитайте общее последовательное и параллельное сопротивление цепи с помощью Калькулятора параллельных и последовательных резисторов Apogeeweb .

👉 Конденсаторы в последовательном и параллельном соединении

2.2 Конденсаторы

Конденсаторы в последовательном соединении

Как показано на рисунке, n конденсаторов соединены последовательно. Из определения конденсатора можно получить, что ток, протекающий через k-й конденсатор, равен произведению его емкости на скорость изменения напряжения на нем:

Согласно закону тока Кирхгофа ток i от источника питания (переменного или постоянного тока) равен току, проходящему через каждый конденсатор, поэтому

равна алгебраической сумме напряжений на всех конденсаторах:

Скорость изменения напряжения на стороне источника питания равна .
Таким образом, эквивалентная емкость Ceq n последовательно соединенных конденсаторов составляет

Каждый конденсатор имеет «номинальное напряжение», установленное производителем. Если предположить, что рабочее напряжение превышает номинальное напряжение конденсатора, это может привести к отказу конденсатора. Во избежание этого можно последовательно соединить несколько одинаковых конденсаторов, чтобы алгебраическая сумма номинального напряжения была больше рабочего напряжения. Однако это также уменьшит эквивалентную емкость цепи.

Параллельные конденсаторы

Как показано на рисунке, n конденсаторов соединены параллельно. Из определения конденсатора можно получить, что ток ik через k-й конденсатор равен его емкости Ck, умноженной на скорость изменения напряжения на нем:

Согласно закону напряжения Кирхгофа напряжение на источнике питания равно напряжению на каждом конденсаторе:

алгебраическая сумма тока через каждый конденсатор:
Следовательно, эквивалентная емкость Ceq n конденсаторов, включенных параллельно, равна .

Примечание. Рассчитайте общую последовательную и параллельную емкости цепи с помощью Apogeeweb Калькулятор последовательной и параллельной емкости .

👉 Катушки индуктивности в последовательном и параллельном соединении

2.3 Катушка индуктивности

Катушка индуктивности в серии

Как показано на рисунке, n катушек индуктивности соединены последовательно. Согласно методу, описанному выше, эквивалентная индуктивность может быть рассчитана как .
Среди них Ln — индуктивность n-го индуктора.

Магнитное поле, создаваемое индуктором, будет связано с обмоткой соседнего индуктора. Поэтому трудно избежать взаимного влияния соседних катушек индуктивности. Взаимная индуктивность М физических величин может дать меру этого влияния.
Последовательная цепь, состоящая из двух катушек индуктивности L1 и L2 и взаимной индуктивности Ms.
1) Если предположить, что магнитные поля или потоки, создаваемые двумя катушками индуктивности, имеют одинаковое направление, эквивалентная взаимная индуктивность Leq выражается уравнением:

2) Предполагая, что магнитные поля или потоки, создаваемые двумя индукторами, направлены в противоположные стороны, Leq выражается уравнением:

Для параллельной цепи с тремя и более индукторами необходимо учитывать каждой катушки индуктивности и взаимную индуктивность между катушками индуктивности, что усложняет расчет. Эквивалентная индуктивность представляет собой алгебраическую сумму всех самоиндуктивностей и взаимных индуктивностей.
Например, последовательная цепь, состоящая из трех катушек индуктивности, будет включать три самоиндукции и шесть взаимных индуктивностей. Собственная индуктивность трех катушек индуктивности равна M11, M22 и M33, а взаимная индуктивность равна M12, M13, M21, M23, M31 и M32.
Эквивалентная индуктивность .

Поскольку взаимная индуктивность между любыми двумя катушками индуктивности одинакова, последние два набора взаимных индуктивностей можно комбинировать:

Параллельные катушки индуктивности

N идеальных катушек индуктивности без взаимной индуктивности соединены параллельно. Аналогично методу, описанному выше, эквивалентная индуктивность Leq может быть рассчитана как .
Среди них Li — индуктивность i-го индуктора.

Приведенное выше уравнение описывает идеальный случай, когда n катушек индуктивности соединены параллельно без взаимной индуктивности.
Параллельная цепь, состоящая из двух индукторов с индуктивностями L1 и L2 и взаимной индуктивностью M:
1) Если предположить, что магнитные поля или потоки, создаваемые двумя индукторами, имеют одинаковое направление, эквивалентная взаимная индуктивность Leq выражается уравнением:

Для параллельной цепи с тремя и более индукторами необходимо учитывать собственную индуктивность каждой катушки индуктивности и взаимная индуктивность между катушками индуктивности, что усложняет расчет.

👉 Переключатель в последовательных и параллельных цепях

2.4 Переключатель

Переключатель серии

Два или более переключателя соединены последовательно, образуя схему затвора. Предполагая, что источник питания подключен к обоим концам цепи, ток будет течь только тогда, когда все переключатели замкнуты.

Параллельный переключатель

Два или более переключателя соединены параллельно, образуя цепь ворот. Предполагая, что источник питания подключен к обоим концам этой цепи, даже если какой-либо из переключателей замкнут, ток будет течь.

👉 Блок питания в последовательной и параллельной цепях

2.5 Блок питания

Блок питания в серии

Например, если предположить, что несколько элементов в аккумуляторной батарее соединены последовательно, образуя источник питания, напряжение на источнике питания представляет собой алгебраическую сумму напряжений на всех элементах.

Параллельное питание

Например, если предположить, что в блоке батарей используется несколько одиночных батарей с одинаковым напряжением, соединенных параллельно в качестве источника питания, напряжение на источнике питания равно напряжению на одной батарее.

Примечание. Дополнительные сведения см. в разделе Схема цепи импульсного источника питания с пояснениями .

2.6 Правила последовательного и параллельного соединения

Как определить, соединены электрические цепи последовательно или параллельно? Последовательное и параллельное — две самые основные формы соединения цепей, и между ними есть определенные различия. Поэтому хорошо узнайте их основные характеристики в соответствии со следующими конкретными методами.
(1) Визуальная проверка
Посмотрите на форму соединения электрических частей в цепи. Один за другим в последовательности серий; параллельный между двумя точками цепи является параллельным.
(2) Протекание тока
Когда ток, протекающий от положительного полюса источника питания к каждому элементу по очереди, показывает, что цепь является последовательной; когда ток течет к двум ветвям и, наконец, собирается вместе в определенном месте, это указывает на то, что цепь параллельна.
(3) Удаление компонентов
Снимите одну электрическую часть по желанию, чтобы проверить, нормально ли работают другие электрические компоненты. Если схема может продолжать работать, то соединение этой цепи параллельное, в противном случае — последовательное.

3.1 Платформа проектирования печатных плат Protel

Protel PCB — это программа САПР для производства схем, выпущенная компанией Protel Systems Pty Ltd в 1985 году и переименованная в Altium Designer. Он имеет много преимуществ по сравнению со многими программами EDA для разработчиков схем. Его используют практически все схемотехнические компании. Ранняя печатная плата Protel в основном использовалась в качестве инструмента для автоматического подключения печатных плат. Он работал в DOS и требовал меньше оборудования. Он может работать под 1M памяти 286-й машины без жесткого диска. Тем не менее, он менее функционален, только чертеж электрической схемы и дизайн печатной платы, а скорость компоновки печатной платы для автоматической проводки также низкая.

Это профессиональный инструмент для рисования печатных плат. Он включает в себя чертеж электрических схем, моделирование смешанных сигналов аналоговых и цифровых схем, проектирование многослойных печатных плат, проектирование программируемых логических устройств, создание диаграмм, создание таблиц схем, а также поддерживает макрооперации и т. д. И имеет клиент-серверную архитектуру. PROTEL также совместим с некоторыми другими форматами файлов программного обеспечения для проектирования, такими как ORCAD, PSPICE, EXCEL и т. д. Использование автоматической трассировки многослойных материалов позволяет достичь 100-процентной скорости компоновки печатных плат высокой плотности.

3.2 Altium Designer

Altium Designer — один из самых популярных пакетов программного обеспечения для проектирования печатных плат высокого класса, представленных на рынке сегодня. Он представляет собой единое унифицированное приложение, объединяющее все технологии и возможности, необходимые для полноценных электронных продуктов, которые в основном работают в операционной системе Windows. Это программное обеспечение предоставляет разработчикам совершенно новые проектные решения благодаря идеальной интеграции проектирования схем, моделирования цепей, редактирования чертежей печатных плат, автоматической маршрутизации логики топологии, анализа целостности сигналов и результатов проектирования и т. д. При использовании этого программного обеспечения качество и эффективность схемы дизайн можно значительно улучшить.

Полностью унаследовав функции и преимущества предыдущей серии версий Protel 99SE и Protel DXP, Altium Designer имеет множество улучшений и множество высокотехнологичных функций. Платформа расширяет традиционный интерфейс проектирования на уровне платы и полностью интегрирует функции проектирования FPGA и функции реализации проектирования SOPC, позволяя инженерам интегрировать FPGA в проектирование систем с проектированием печатных плат и проектированием встроенных систем. Благодаря этим преимуществам Altium Designer требует более высокой производительности компьютерной системы, чем предыдущая версия.

3.3 Quartus II

Программное обеспечение для проектирования Altera Quartus II представляет собой многоплатформенную среду проектирования, которая легко адаптируется к вашим конкретным потребностям на всех этапах проектирования FPGA и CPLD. Другими словами, программное обеспечение Quartus II обеспечивает высочайшую производительность и производительность для Altera FPGA, CPLD и ASIC HardCopy. Это комплексное программное обеспечение для разработки CPLD/FPGA, которое поддерживает схемы, VHDL, VerilogHDL и AHDL (аппаратное обеспечение Altera поддерживает язык описания) и другие формы ввода проекта. Quartus II, встроенный в собственный синтезатор и симулятор, может завершить процесс ввода данных проектирования в аппаратную конфигурацию. Он может работать в Windows, Linux и Unix. Используйте сценарии Tcl для завершения процесса проектирования, а также предоставляет полный метод проектирования пользовательского графического интерфейса. Quartus II отличается высокой скоростью работы, унифицированным интерфейсом, централизованными функциями, простотой в освоении и использовании.

Quartus II обеспечивает полностью интегрированную разработку, независимую от структуры схемы, со всеми функциями проектирования цифровой логики, включая:
1. Вы можете использовать принципиальную схему, структурную блок-схему, VerilogHDL, AHDL и VHDL для завершения схемы описание и сохраните его как файл объекта проекта.
2. Редактирование разводки компоновки микросхемы (схемы)
3. С помощью области LogicLock пользователи могут создавать и оптимизировать систему, а также добавлять последующие модули, которые практически не влияют на производительность исходной системы.
4. Мощный инструмент логического синтеза
5. Полное моделирование функций схемы и последовательное логическое моделирование
6. Временной анализ и анализ задержки критического пути
7. Логический анализатор Signaltap II может использоваться для встроенного логического анализа.
8. Поддержка добавления и создания исходных файлов программного обеспечения и связывание их для создания программных файлов.
9. Используйте комбинированный метод компиляции, чтобы завершить весь процесс проектирования за один раз.
10. Автоматически находить ошибки компиляции.
11. Программирование и проверка эффективного периода
12. Считывание в стандартные файлы списка соединений EDIF, VHDL и Verilog.
13. Он может генерировать файлы списка соединений VHDL и Verilog, используемые сторонним программным обеспечением EDA.

3.4 Electronics Workbench (EWB)

EWB — это многорежимный инструмент для проектирования и моделирования электроники на основе SPICE, запущенный компанией Interactive Image Technology Co., Ltd. в начале 1990-х годов. Он используется для смешанного моделирования аналоговых и цифровых схем. С помощью этого мощного программного обеспечения вы можете напрямую видеть вывод различных схем на экране.

По сравнению с другим программным обеспечением EDA, EWB является меньшим по размеру программным обеспечением, и его функция относительно однозначна. Однако. его функция моделирования очень мощная, почти 100% результаты моделирования реальных цепей. Он предоставляет такие детали, как мультиметры, осциллографы, генераторы сигналов, частотные преобразователи, логические анализаторы, генераторы цифровых сигналов, логические преобразователи и т. д., а его библиотека устройств содержит множество транзисторных компонентов, интегральных схем и микросхем цифровых схем затворов от крупных компаний.

Кроме того, компоненты, которых нет в библиотеке устройства, также можно импортировать извне. Среди многих программ для моделирования цепей наиболее простым в использовании является EWB. Его рабочий интерфейс очень интуитивно понятен. Принципиальная схема и различные инструменты находятся в одном окне. Люди, которые никогда не прикасались к нему, могут умело использовать программное обеспечение после короткого обучения. Для разработчиков электроники это отличный инструмент EDA. Для многих схем можно узнать его результаты без использования паяльника. Если вы хотите изменить компоненты или изменить параметры, вам нужно только щелкнуть мышью. Его также можно использовать в качестве вспомогательного обучающего программного обеспечения для изучения электротехники.

3.5 NI Multisim

Multisim — это инструмент для моделирования на базе Windows, выпущенный компанией National Instruments (NI) Co. , Ltd.. Это отраслевой стандарт SPICE для моделирования и проектирования схем для аналоговой, цифровой и силовой электроники в образовании и исследования. Он включает в себя графический ввод схемных схем, ввод языка описания оборудования схемы и имеет широкие возможности анализа моделирования. Инженеры могут использовать его для интерактивного построения схем и моделирования цепей.

С помощью SPICE-моделирования разработчики могут быстро фиксировать, моделировать и анализировать новые проекты, не зная SPICE глубоко, что также делает его более подходящим для обучения электронике. С помощью технологии Multisim и виртуальных инструментов проектировщики печатных плат и преподаватели электроники могут выполнить полный интегрированный процесс проектирования от теории до построения схемы и моделирования, а также проектирования и тестирования прототипа.

Программное обеспечение NI Multisim представляет собой инструментальное программное обеспечение EDA, специально используемое для моделирования и проектирования электронных схем. NI Multisim, персональный настольный инструмент для проектирования электроники, работающий в Windows, представляет собой полную интегрированную среду проектирования. Его компьютерное моделирование и технология виртуальных инструментов могут решить проблему разрыва между теоретическим обучением и реальным экспериментом. Студенты могут легко воспроизвести теоретические знания, полученные ими с помощью компьютерного моделирования, и могут использовать технологию виртуальных инструментов для создания своих собственных инструментов. Он имеет интуитивно понятный графический интерфейс, множество компонентов, мощные возможности моделирования, множество инструментов для тестирования и полные методы анализа. Программное обеспечение NI Multisim — неплохой обучающий инструмент.

3.6 Allegro PCB

Allegro PCB — это передовой инструмент для проектирования печатных плат, представленный Cadence. Он обеспечивает хороший и интерактивный рабочий интерфейс, а также мощные и полные функции. Обеспечьте наиболее совершенное решение для текущего высокоскоростного, высокоплотного, многослойного сложного проектирования печатных плат и проводки с помощью комбинации своих передовых продуктов Cadence, OrCAD и Capture. Allegro имеет полную настройку ограничения. Пользователям нужно только установить правила подключения по мере необходимости. Требования к конструкции проводки могут быть выполнены без нарушения DRC, что экономит время на утомительный ручной осмотр и повышает эффективность работы. Он также может определять такие параметры, как минимальная ширина или длина линии, чтобы соответствовать различным требованиям современной высокоскоростной разводки печатных плат. Allegro PCB позволяет выполнять высокоскоростное проектирование, радиочастотную антенну, гибкие схемы и технологию проектирования для производства (DFM).

Для функций рисования и модификации медной фольги, которым промышленность придает большое значение, Allegro предоставляет простую и удобную функцию разделения внутреннего слоя, а также возможность просмотра внутреннего слоя позитивной и негативной пленки. Что касается медного покрытия, его также можно разделить на динамическую медь или статическую медь, которые можно использовать для различных целей. Динамические параметры меди можно разделить на различные уровни настроек для всей меди, отдельной меди или отдельного объекта, чтобы удовлетворить требования различных эффектов соединения или значений интервалов, чтобы соответствовать специальным настройкам из-за требований к дизайну.

Ⅳ Часто задаваемые вопросы о последовательных и параллельных цепях

1. В чем разница между параллельными и последовательными цепями?

В параллельной цепи напряжение на всех компонентах одинаково, а общий ток равен сумме токов, протекающих через каждый компонент. … В последовательной цепи каждое устройство должно работать, чтобы цепь была полной. Если в последовательной цепи перегорает одна лампочка, вся цепь разрывается.

2. Каковы правила для последовательных и параллельных цепей?

Правила, касающиеся последовательных и параллельных цепей
Падение напряжения суммируется с равным общим напряжением.
Все компоненты имеют одинаковый (равный) ток.
Сопротивления добавляются к общему сопротивлению.

3. В чем сходство и различие между последовательными и параллельными цепями?

Последовательные цепи спроектированы таким образом, чтобы ток через каждый компонент был одинаковым, тогда как параллельные цепи спроектированы так, чтобы напряжение через каждый компонент было одинаковым.

4. Почему последовательное и параллельное сопротивление различаются?

В последовательной цепи выходной ток первого резистора течет на вход второго резистора; следовательно, ток в каждом резисторе одинаков. В параллельной цепи все выводы резистора на одной стороне резисторов соединены вместе, а все выводы на другой стороне соединены вместе.

5. Какое программное обеспечение лучше всего подходит для проектирования схем?

Основываясь на предпочтениях клиентов Proto-Electronics, мы составили 10 лучших программ САПР для электроники.
Eagle
Altium
Proteus
KiCad
Cadence OrCAD PCB Designer
DesignSpark
Protel
Cadstar

Лучшие продажи диода

Фото

Часть

Компания

Описание

Цена (долл. США)

Альтернативные модели

Часть	Сравнить	Производители	Категория	Описание

Заказ и качество

Изображение

Произв.

Деталь №

Компания

Описание

Пакет

ПДФ

Кол-во

Цена (долл. США)

Параллельное и последовательное соединение — 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 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 все компоненты одинаков, а напряжение в цепи равно сумме 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

Current

In a series circuit, the current is the same for 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

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. Diffen LLC, н.д. Веб. 1 октября 2022 г. < >

9 Полная сводка кратких фактов — Lambda Geeks

Любая схема может быть спроектирована с параллельным или последовательным сочетанием различных элементов схемы. Любой элемент схемы, имеющий две клеммы, может образовывать параллельную топологию.

В этой статье описана функция параллельной схемы и ее основные характеристики, когда различные элементы схемы соединены в параллельные комбинации.

Определение параллельной цепи
Комбинация параллельных цепей является одной из основных (или фундаментальных) комбинаций электрических цепей.
Комбинация параллельных цепей — это когда одна клемма более чем одного элемента схемы подключена к одному узлу цепи, а другая клемма элемента схемы подключена к другому узлу, что приводит к более чем одному пути прохождения тока.
Изображение предоставлено Omegatron — собственная работа, CC BY-SA 3. 0,
Функция параллельной цепи:
Некоторые характеристики базовой (или элементарной) параллельной цепи:
Напряжение (или падение потенциала) на каждый путь в параллельной комбинации идентичен
Ток через каждую часть при параллельном соединении зависит от общего импеданса или сопротивления на пути или ответвлении цепи.
Общий ток во всей цепи равен сумме токов на каждом дискретном пути в параллельной комбинации.
Когда более одного резистора, катушки индуктивности, конденсатора и источника тока соединены в параллельные комбинации, их можно заменить одним эквивалентным номиналом резистора, катушки индуктивности, конденсатора и источника тока соответственно.
Схема также является схемой делителя тока, поскольку общий ток в цепи делится на все пути в параллельных комбинациях.
Полная (или общая) мощность, рассеиваемая в параллельной комбинации, равна сумме отдельной мощности, рассеиваемой каждым элементом цепи в параллельной цепи.
Напряжение в параллельной цепи
Суммарное напряжение в параллельной цепи имеет ту же величину, что и постоянное напряжение на каждой ветви или части цепи.
Таким образом, если имеется n ветвей пути в параллельном контуре и V1, V2, V3, ….. Vn, это индивидуальный рейс по каждому компоненту параллельной комбинации. затем :
V1 = V2 = V3 …… = Vn
Ток в параллельной цепи
В комбинации с параллельной цепью общий ток цепи разделяется на разные ветви или пути параллельной цепи. Наибольший ток будет протекать через ветвь, которая имеет наименьшее общее полное сопротивление или полное сопротивление.
Предположим, что в параллельной цепи имеется «n» ветвей или путей и I1, I2, I3 ….. In — это отдельный ток в каждой ветви в параллельной комбинации, а «I» — это общая цепь. ток тогда :
I = I1 + I2 + I3 ….. + In
Как известно, общий ток в цепи должен оставаться постоянным, поскольку в цепи не создается и не теряется заряд, поэтому общий ток, проходящий в параллельных ветвях всегда будет таким же, как ток перед соединением.
Работа параллельной цепи
Когда падение потенциала измеряется между двумя точками или узлом цепи, напряжение на каждом пути одинаково, когда путь соединен между двумя узлами в параллельной комбинации.
В параллельной цепи ток может проходить по разным путям с разной величиной. Вот почему ток во всей параллельной цепи не может быть постоянным, поскольку падение напряжения на каждом пути или ветви постоянно.
Ток цепи распределяется по каждой ветви или пути таким образом, что ток обратно пропорционален общему сопротивлению или импедансу пути или ответвления, в результате чего ток будет наиболее значительным в той части, где сопротивление или импеданс наименьшие.
С помощью закона Кирхгофа, закона Ома или других методов анализа цепи можно рассчитать падение напряжения в параллельной цепи и ток через любую ветвь в комбинации параллельной цепи.
Конфигурация параллельной схемы
Любая параллельная схема может быть комбинацией основных элементов схемы, таких как резистор, конденсатор, катушка индуктивности, диод и т. д.
Возьмем схему параллельной конфигурации, как показано ниже:
Рис. Комбинация параллельных цепей различных элементов цепи.
В приведенной выше комбинации параллельных цепей все элементы цепи, резистор, конденсатор, диод, катушка индуктивности, соединены параллельно друг с другом, поскольку каждый вывод всех этих элементов цепи соединен между двумя узлами цепи.
Формула для параллельной цепи
Для параллельного сопротивления
Чтобы рассчитать общее или суммарное сопротивление в параллельной цепи, состоящей из ‘n’ резисторов, используйте формулу:
[латекс]1\frac{1}{ R_e}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\frac{1}{R_3}…..+\frac{1}{R_n}[/latex]
Где [латекс ] R_e [/latex] -> эквивалентное сопротивление или полное сопротивление комбинации параллельных цепей.
[латекс] R_1, R_2, R_3….R_n [/латекс] -> сопротивление отдельных резисторов в параллельной цепи, состоящей из n резисторов.
Рис. Параллельное соединение резистора.
Для параллельных конденсаторов
Чтобы рассчитать общую или общую емкость комбинации параллельных цепей из «n» конденсаторов, используйте формулу:
[латекс]C_t = C_1 + C_2 +C_3 ……. +C_n[/latex]
, где [latex]C_t[/latex] -> эквивалентная емкость для общей емкости комбинации параллельных конденсаторов.
[латекс]C_1, C_2, C_3 …. C_n[/latex] — емкость отдельного конденсатора в параллельной комбинации n конденсаторов
Рис. Параллельное подключение конденсатора.
Для параллельных катушек индуктивности
Для расчета общей или суммарной индуктивности в параллельной цепи, состоящей из ‘n’ числа катушек индуктивности, используйте формулу:
[латекс]\frac{1}{L_e}=\frac{1} {L_1}+\frac{1}{L_2}+\frac{1}{L_3}……..+\frac{1}{L_n}[/latex]
Где [латекс] L_e [/латекс] — > эквивалентная индуктивность или полная индуктивность параллельной комбинации.
[латекс] L_1, L_2, L_3, … L_n [/латекс] — это индуктивность отдельной катушки индуктивности в параллельной комбинации n катушек индуктивности.
Рис. Параллельное соединение индуктора.
Преимущества параллельной схемы
Давайте посмотрим, почему используется параллельная схема? и каковы преимущества использования любой параллельной схемы:
При параллельной схеме приборы рассчитаны на одинаковое (или идентичное) напряжение, но могут быть связаны разные мощности.
Приборы и устройства могут быть подключены или отключены от цепи, не затрагивая другие части схемы.
Каждый элемент цепи, подключенный к каждой ветви при параллельном комбинированном напряжении, идентичен.
Если какая-либо неисправность или разрыв произойдет в какой-либо ветви комбинации параллельных цепей, это не повлияет на другие ветви схемы.
Источник тока может быть подключен в параллельной комбинации, где значение источника тока, подключенного в параллельной комбинации, может быть одинаковым или отличным друг от друга.
Недостатки параллельной схемы
Как мы уже говорили о преимуществах параллельной схемы, теперь мы увидим недостаток любой параллельной схемы:
Напряжение в параллельной схеме нельзя увеличить без уменьшения импеданса или сопротивления общей параллельной комбинации.
В параллельной цепи ток расходится на несколько ветвей. Более одного пути тока генерируется из многочисленных источников, протекающих к одному выходу, или от одного источника, протекающего более чем к одному выходу, так что параллельная цепь может привести к сложной конструкции схемы.
При параллельном соединении требуется провод большей длины.
Параллельное соединение Комбинации не могут использоваться там, где требуется постоянный ток на всем протяжении .
Источники напряжения неодинаковой величины не могут быть соединены в параллельную цепь, если они подключены, и тогда это может вызвать короткое замыкание, вибрацию, каскадное отключение и т. д.0002 Почему цепи соединены параллельно? Комбинация параллельных цепей имеет различные применения, которые используются по-разному.
В комбинациях параллельных цепей могут быть подключены устройства с одинаковым номинальным напряжением. Подключение и отключение любых устройств от цепи не повлияет на работу других устройств; любая неисправность или обрыв любой ветви не повлияет на другие компоненты цепи.
Что происходит с резистором в параллельной цепи? В параллельной комбинации резисторов несколько разных резисторов могут быть соединены параллельно, и на каждом резисторе будет одинаковое напряжение.
Когда резисторы составляют Link ED параллельно, чем с больше Количество резисторов в параллельной CUMITY Сопротивление Altogether Сопротивление цепи.
Почему в параллельной цепи одинаковое напряжение? В комбинации с параллельными цепями напряжение на каждой ветви или пути цепи идентично.
В идеальной комбинации параллельных цепей все элементы схемы, соединенные в параллельной комбинации, соединяются между двумя узлами цепи. Вот почему напряжение одинаково в параллельной цепи.
Параллельный ток одинаков? Комбинированный ток параллельной цепи имеет несколько путей, по которым он может протекать.
Ток через каждую часть зависит от общего сопротивления или импеданса пути. При разных значениях сопротивления или импеданса на разных путях параллельной цепи токи комбинации могут варьироваться от одного пути к другому проходу комбинации параллельных цепей.
Каковы основные недостатки параллельных цепей? У любой комбинации цепей есть несколько преимуществ и недостатков.
Напряжение в комбинации параллельных цепей не может быть увеличено без уменьшения общего импеданса или сопротивления комбинации. Требования к проводке в параллельной цепи больше, чем в последовательной; в целом постоянный ток во всей цепи не может быть получен из параллельной цепи.
Цепи постоянного тока (DC)
Цепи постоянного тока (DC)

ВСЕ ТАБЛИЦЫ НА ОДНОЙ СТРАНИЦЕ ДЛЯ ЛЕГКОЙ ПЕЧАТИ
КОНКРЕТНЫЕ ЦЕЛИ
В этом эксперименте вы изучите два способа соединения элементов схемы. Один метод, называемый соединением серии , характеризуется тот же ток , проходящий через каждый элемент. Другой метод, называемый параллельным соединением , характеризуется одинаковое напряжение на каждом элементе. (Возможно, что набор элементов схемы не находится ни в последовательная, ни параллельная конфигурация.)
Представьте себе подключение одной лампочки к одной батарее. Это будет наш эталон для сравнения. Если несколько лампочек подключены к серии, то каждая отдельная лампочка будет светиться тусклее, чем стандартная и если одну из ламп в серии удалить, все остальные лампочки тоже погаснут.
Если параллельно подключить несколько лампочек, то каждая отдельная лампочка будет светиться с той же яркостью, что и стандартная, и если один из параллельные лампочки удаляются, остальные лампочки продолжают гореть той же яркости, что и до удаления.
Другие элементы цепи, такие как батареи, также могут быть подключены в последовательно или параллельно.
ОБОРУДОВАНИЕ
Печатная плата, D-ячейки (2), провода, резисторы, лампочки, мультиметр, и провода зонда.
ОБОЗНАЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЦЕПИ
В этой лаборатории вы будете использовать множество электрических компонентов, все это будет отображено на схематических диаграммах. Вам нужно будет распознавать эти компоненты, чтобы эффективно выполнять лабораторную работу.
СХЕМА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ
ПРОЦЕДУРА
Подчеркнутые отрывки ниже требуют ответа или наброска в вашем ноутбук.
Часть 1 — Лампочки
Если вы не принимаете данные, отключите аккумулятор. Этот увеличит срок службы батареи и лампочек.
Используйте два куска провода, чтобы соединить одну лампочку с одной батареей в таким образом, чтобы лампочка светилась. В случае неудачи попробуйте в закажите другую схему проводки, другую лампочку и другой аккумулятор. Эскиз с использованием символов электрических компоненты, показанные выше, схематическая диаграмма (не изображение) схема, которую вы успешно использовали, чтобы зажечь лампочку. Нарисуйте провода работает вертикально или горизонтально относительно страницы. Это будет сделайте схему понятнее. Вам не нужно включать пружины в принципиальные схемы; они действуют как часть провода.
Поменяйте местами два провода на светофоре. (т. е. взять провод на каждом пружина, подключенная к свету, и подключите ее к другой пружине.) Влияет ли это на яркость света? лампочка?
Поменяйте местами два провода на аккумуляторе. Есть ли здесь какие-либо влияет на яркость лампочки?
Соедините цепь таким образом, чтобы зажигались две лампочки в равная яркость. Запишите уровень яркости этих огней относительно одной лампочки, которую вы зажгли на шаге 2. (Точные цифры указаны не обязательно, просто запишите, горят ли лампочки этой схемы ярче, тусклее или той же яркости, что и лампа на шаге 2.) Затем эскиз, в схематическом методе, описанном выше, схема, которую вы использовали зажечь обе лампочки. Помните, что если вы не тестируете цепи, отсоедините аккумулятор.
Выкрутите одну из лампочек из патрона. (Нет, это не так необходимо вынуть лампочку из патрона, достаточно выкрутить ее до лампочка гаснет и остается выключенной.) Запишите этот эффект действие оказывает на другую лампочку в цепи. (т. е. делает ли это оставаться включенным, гаснуть, становиться ярче или тусклее и т. д. Здесь опять нет точного номера.) Верните лампочку в патрон и повторите для другой лампочки.
Лампочка снята Эффект удаления
Первая лампа
Вторая лампа
Лампы включены последовательно или параллельно?
Используя те же две лампочки и одну батарейку, подключите другую цепь таким образом, чтобы зажечь две лампы лампы с одинаковой яркостью, но другим уровнем яркости, чем ранее. Запишите уровень яркости этих огней относительно одной лампочки, которую вы зажгли на шаге 2. (Точные цифры не необходимо, просто запишите, ярче ли лампочки этой схемы, диммер или ту же яркость, что и лампочка на шаге 2.) Затем сделайте набросок в схематический метод, описанный выше, схема, которую вы использовали для освещения обе лампочки. Помните, что если вы не проверяете схему, отсоедините аккумулятор.
Выкрутите одну из лампочек из патрона. Запишите эффект, который это действие оказывает на другую лампочку в цепи. (т.е. остается включенным, гаснет, становится ярче или тусклее и т. д. Здесь снова точные цифры не нужны.) Верните лампу в патрон и повторите для другой лампочки.
Лампочка снята Эффект удаления
Первая лампа
Вторая лампа
Лампы включены последовательно или параллельно?
Соберите цепь из трех последовательно соединенных лампочек. Запись уровень яркости этих огней по отношению к единственной лампочке, которую вы горит на шаге 2. Изобразите схему.
Соберите цепь, состоящую из трех параллельных лампочек. Запись уровень яркости этих огней по отношению к единственной лампочке, которую вы горит на шаге 2. Изобразите схему.
Соберите схему, которая зажигает две лампочки с одинаковой интенсивностью и один с разной интенсивностью. Начертить принципиальную схему успешная схема, обозначающая индикаторы A, B и C, как на доске.
Снимите каждую из трех лампочек по очереди. Опишите эффект удаления на двух других луковицах.
Лампочка снята Эффект удаления
А
Б
С
Подсоедините одну лампочку к батареям тремя способами показано на рисунках ниже. Запись яркости лампочки для каждой конфигурации батареи.
Конфигурация батареи Яркость
1
2
3
Изучите, как были подключены батареи на каждом из рисунков. выше. (т.е. были ли они последовательно, параллельно или…) Запись для каждой конфигурации, использованной выше, какой это был тип соединения.
Конфигурация батареи Тип соединения
1
2
3
Соберите схему, показанную на рисунке ниже. Поверните ручку на переменный резистор или потенциометр (только потенциометр новый компонент в этой схеме.) Если вам трудно вращать пальцами, используйте монетку или аналогичный предмет. Лампочка последовательно или параллельно потенциометру?
Потенциометр настроен на высокое сопротивление, когда ручка полностью против часовой стрелки и устанавливается на низкое сопротивление, когда ручка полностью по часовой стрелке. Когда лампочка ярче всего — когда потенциометр установлено низкое или высокое сопротивление?
Теперь у вас должно быть представление о работе последовательного и параллельного схемы. Запишите любые обобщения, которые вы можете сделать о подключении последовательно, а также параллельно.
Запишите любые общие сведения о батареях, соединенных последовательно и параллельно.
Часть 2 — Резисторы
Код резистора
Пример считывания закодированного сопротивления
Предположим, что первая полоса (начиная слева) желтая, вторая полоса оранжевая, третья полоса красная, а четвертая золотая. Желтый = 4, оранжевый = 3 и красный = 2 нуля, поэтому значение равно 4300 Ом. допуск или погрешность изготовления резистора, согласно золотая полоса, составляет 5%.
Попробуйте учебник, найденный в Интернете Лори Уокер.
Теперь приступим к измерительной части лаборатории. Вы будете использовать свой мультиметр экстенсивно в течение следующих нескольких сеансов. Не оставляйте мультиметр включен в течение длительного периода времени, когда он не используется.
Ознакомьтесь с мерами предосторожности при использовании мультиметр как омметр.
Выберите три резистора с одинаковым закодированным сопротивлением. Группы должно быть одинаковым; цвет и форма корпуса резистора могут отличаться.
Запишите цвета полос, закодированное сопротивление и допуск в таблице ниже.
Соедините три резистора последовательно, как показано ниже. используя пружины в нижней части доски, чтобы удерживать резисторы. Оставьте батарею вне цепи для сопротивления измерения.
Не подключайте аккумулятор при измерении сопротивления! Измерьте фактическое сопротивление каждого резистора с помощью мультиметром и запишите те значения с ошибками в таблицу ниже. Чтобы определить правильную настройку глюкометра, выключите глюкометр при самую большую настройку, затем перейдите к меньшим настройкам и остановитесь на настройка, которая может обрабатывать как размер данных для измерения и имеет наибольшее количество значащих цифр в чтении.
В столбце «Согласие?» определите, соответствует ли ваше значение и цена производителя согласна. То есть перекрываются ли их ошибки? См. Taylor стр. 5, если вы запутались.
Резистор
Цвет 1
Цвет 2
Цвет 3
Цвет4
Код сопротивления
Допуск
Измеренное сопротивление
ошибка чтения
Соглашение?
1
2
3
Скопируйте ИЗМЕРЕННЫЕ значения сопротивления для резисторов 1, 2 и 3 в таблицу, подобную приведенной ниже. Не забудьте указать единицы измерения и ошибки чтения.
Измерьте R12, R23 и R123 с помощью мультиметра и запишите значения в таблице.
Добавьте батарею к трем резисторам последовательно, как показано ниже.
Ознакомьтесь с мерами предосторожности при использовании мультиметр как вольтметр.
Теперь измерим напряжения в цепи. Будьте уверены, что ваш измеритель находится в режиме прямого измерения напряжения, а НЕ чередующаяся установка. (Чередование — это тот, у которого есть ~ символ рядом с ним.)
Чтобы определить правильную настройку глюкометра, выключите глюкометр при самую большую настройку, затем перейдите к меньшим настройкам и остановитесь на настройка, которая может обрабатывать как размер данных для измерения и имеет наибольшее количество значащих цифр в чтении. Запишите свои результаты в таблицу ниже.
Комбинация резисторов
Сопротивление
Напряжение
Р12
Р23
Р123
Р1
(копия сверху)
Р2
(копия сверху)
Р3
(копия сверху)
Теперь выберите три разных резистора. друг от друга по величине сопротивления. Выполните те же действия для этих резисторы, как вы сделали для трех одинаковых выше, и запишите ваши результаты в таблице ниже. ПРИМЕЧАНИЕ: как только вы выберете этот резистор комбинацию, вы будете использовать ее для остальной части лабораторной работы, поэтому обязательно следите за своими резисторами.
Резистор
Цвет 1
Цвет 2
Цвет 3
Цвет4
Код сопротивления
Допуск
Измеренное сопротивление
ошибка чтения
Соглашение?
1а
2а
3а
Измерить сопротивления и напряжения неидентичных резисторов. запишите свои результаты в таблицу ниже.
Комбинация резисторов
Сопротивление
Напряжение
R1a2a
R2a3a
R1a2a3a
Р1а
(копия сверху)
Р2а
(копия сверху)
Р3а
(копия сверху)
14. Теперь снимите последовательную цепь (сохраните отследить какой резистор какой) и построить параллельную цепь показано ниже с использованием трех одинаковых резисторов. Опять запись Сопротивление и напряжение как в схеме выше . Важно : При измерении сопротивления через R12 и R23 надо убрать не измеряемый резистор из цепи. (Снятие одного из его выводов с пружины достаточен — просто так он больше не является частью схемы.) Если вы это сделаете не делайте этого, вы не получите правильных результатов. пунктир строки ниже иллюстрируют, как должно быть разорвано соединение для R12 измерение. ЭТО ТОЛЬКО ДЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ, А НЕ ДЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ. В течение измерения напряжения, оставьте все резисторы в цепи. Подсоедините аккумулятор к двум свободным проводам и снимите показания напряжения.
Комбинация резисторов
Сопротивление
Напряжение
Р12
Р23
Р123
Р1
(копия сверху)
Р2
(копия сверху)
Р3
(копия сверху)
15. Далее замените три одинаковых резисторы с тремя неидентичными, стараясь отслеживать из них R1a и т. д. Проведите измерения, выполненные на предыдущая схема снова, с той же осторожностью при удалении R3 резистор из измерения R1R2 и резистор R1 из измерения R2R3 измерение.
Комбинация резисторов
Сопротивление
Напряжение
R1a2a
R2a3a
R1a2a3a
Р1а
(копия сверху)
Р2а
(копия сверху)
Р3а
(копия сверху)
Вопросов:
1. Находятся ли резисторы в пределах допуска производителя?
2. Что общего правило, которое вы соблюдали для объединения сопротивлений в последовательной цепи? Следовали ли за этим как идентичные, так и неидентичные схемы резисторов? правило?
3. Что общего правило, которое вы соблюдали для объединения сопротивлений в параллельной цепи? Следовали ли за этим как идентичные, так и неидентичные схемы резисторов? правило?
4. Как работает напряжение ведет себя в последовательной цепи? Какие отличия, если они есть, вы наблюдать между одинаковыми резисторами и неидентичными?
5. Как работает напряжение ведет себя в параллельной цепи? Какие отличия, если они есть, вы наблюдать между одинаковыми резисторами и неидентичными?
Не забывайте о двух случайных и двух систематических источниках ошибок.
Назад к Руководству по электричеству и магнетизму
Что такое ветви, узлы и циклы с сериями и…
Опубликовано 7 июля 2020 г.

Каждый шаг в процессе обучения необходим для создания основы для следующего шага. В некоторых случаях это более верно, чем в других случаях. В данном случае это вдвойне верно, так как многие вещи, которые мы обсуждаем сегодня, не будут напрямую применимы к решению схем, но будут абсолютно фундаментальными для понимания структуры схем, что, возможно, является первым шагом в решении схемы. Так что, возможно, я противоречу себе. Но со временем это станет настолько естественным, что даже не будет осознанным шагом.
Первая часть схемы, которую мы собираемся обсудить, — это ответвления. Ответвление — это общий термин, обозначающий один элемент в цепи. Это может быть источник напряжения, резистор, конденсатор, катушка индуктивности или что-то еще. Он охватывает любой двухполюсник. Более сложные устройства, такие как операционные усилители или микроконтроллеры, не подходят под термин «ветвь», но ничего страшного, мы пока не будем иметь дело с чем-то настолько сложным.
Второй частью схемы является узел. Это точка соединения между двумя или более ветвями. Хорошим способом думать об этом может быть соединение, где токи втекают и вытекают в зависимости от разных ветвей. Узлы являются важной частью анализа и проектирования схем, поэтому давайте рассмотрим пару примеров того, что такое узлы:
Наконец, последняя часть цепи, которая важна для нас в данный момент, — это петля. Петля — это замкнутый путь в цепи. Замкнутый путь означает, что он начинается в узле, проходит через другие узлы и заканчивается в том же узле, не проходя через какой-либо другой узел дважды. Обратите внимание, что определение является гибким в том смысле, что вы можете включать больше узлов или исключать узлы, если вы не проходите через один и тот же узел дважды, кроме начального/конечного узла. Давайте посмотрим на пример одной и той же цепи и двух разных петель, которые перекрываются.
Это важно, потому что при анализе цепей у вас есть преимущество в том, что вы можете выбирать циклы, которые наилучшим образом соответствуют ситуации, но есть недостаток, заключающийся в том, что они немного сложнее, поскольку вам нужно убедиться, что ваши циклы имеют математический смысл. и в сочетании друг с другом. С большой гибкостью приходит большая ответственность.
Теперь, когда мы рассмотрели эти термины и, в частности, узнали, что такое узлы, мы можем поговорить о последовательных и параллельных ответвлениях.
Последовательное и параллельное соединение
Ответвление или элемент с двумя клеммами соединены последовательно с одним или несколькими другими ответвлениями, когда они используют только один узел и пропускают одинаковую величину тока. Обычно они выглядят так, как будто они соединены последовательно, один за другим, как цепочка. Лучший способ описать это, вероятно, с помощью нескольких изображений.
Как вы можете видеть на первом изображении, есть две ветви, обе резисторы, и между ними есть узел, который является исключительным для этих двух ветвей. Таким образом, любой ток, протекающий через один резистор, будет протекать через другой.
На втором изображении есть три ответвления, два резистора сверху и один резистор снизу. Это более сложный пример, поскольку есть один узел, к которому подключены все три ветви. Если посмотреть на это с одной стороны, сгруппировав два верхних резистора, то два верхних резистора включены последовательно с нижним резистором. Любой ток, протекающий через эти верхние резисторы, будет протекать через нижний резистор, поэтому оба этих верхних резистора включены последовательно с нижним резистором. Важно отметить, что только один из этих резисторов наверху имеет номинал 9.0005 не последовательно с нижним резистором, а оба из этих резисторов наверху последовательно с одним резистором внизу.
Ответвления параллельны, когда два или более двухполюсных элемента подключены к одним и тем же двум узлам. В этом случае не имеет значения, подключены ли другие вещи к любому из этих узлов — пока оба элемента двухполюсника подключены к одним и тем же узлам, они параллельны. В то время как последовательные устройства имеют одинаковый ток через них, параллельные устройства имеют одинаковое напряжение на них. Еще раз, некоторые изображения, надеюсь, помогут.
Как вы можете легко видеть на первом и втором изображении, эти ответвления, снова представленные резисторами, имеют обе стороны своих узлов. На втором изображении, несмотря на то, что ветвей больше, все они имеют одни и те же два узла, поэтому все они параллельны. Однако третье изображение немного усложняет ситуацию. Есть два последовательно соединенных резистора, и эти два последовательно соединенных резистора параллельны одному резистору. Иногда сложные массивы резисторов или любые другие ответвления можно легко упростить, если вы можете распознавать такие вещи.
Прежде чем мы будем слишком взволнованы, мы должны помнить, что не все последовательно или параллельно, но это происходит достаточно часто, так что вы не только должны, но и почти наверняка станете естественным в идентификации и получении информации из последовательностей и параллельных схемы.
Помимо знания того, что последовательные ветви имеют общий ток, а параллельные ветви имеют одинаковое напряжение на них, одна из важных причин важности параллельных и последовательных компонентов заключается в том, что их обычно можно упростить. Давайте рассмотрим, как это сделать, и я хотел бы отметить, что это применимо только к резисторам, хотя позже принципы будут довольно хорошо перенесены на другие компоненты.
Чтобы упростить последовательные резисторы, просто сложите их вместе. Это очень просто и безболезненно. Это также имеет смысл — если электричество должно сначала пройти через один резистор, а затем через другой, оно должно пробиться через сопротивление обоих из них. Давайте посмотрим на несколько очень быстрых примеров.
Упрощение параллельных резисторов немного сложнее, но все же просто, и есть даже случаи, когда шаги можно упростить еще больше. В общем случае, чтобы рассчитать эквивалентное сопротивление параллельных резисторов, вы просто используете это уравнение:
Это очень просто, если у вас есть калькулятор, а у нас есть инструмент, который делает это еще проще, но самая распространенная ошибка, которую мы наблюдаем, это забывание инвертировать сумму, в основном забывая левую часть уравнения. Убедитесь, что вы не пропустите этот шаг! Тем не менее, самое главное — получить интуитивное представление об этом. Одна вещь, которую вы должны понимать, заключается в том, что резисторы, соединенные параллельно, будут создавать эквивалентное сопротивление, меньшее, чем сопротивление наименьшего резистора. И чем больше резисторов вы соедините параллельно, тем меньше будет общее сопротивление.
Есть два случая, когда вы можете упростить это уравнение. Дело в том, что у вас всего два резистора. Тогда уравнение упрощается до:
В последнем случае, если два резистора имеют одинаковое сопротивление, то эквивалентное сопротивление составляет половину двух резисторов. Вы можете подставить любое число в любое уравнение и доказать это себе, если вы недоверчивый тип.
Резюме
Теперь мы на шаг ближе к тому, чтобы анализировать существующие схемы и разрабатывать собственные! Мы узнали несколько важных терминов об электронных схемах и теперь можем идентифицировать ветви, узлы и петли. Мы использовали наши знания о ветвях и узлах, чтобы узнать о последовательных и параллельных цепях, о том, как их идентифицировать и как их упростить. Мы скоро воспользуемся нашими знаниями о петлях, когда узнаем о законах тока и напряжения Кирхгофа (KCL и KVL соответственно), двух больших частях анализа цепей, которые откроют огромный сундук с инструментами для вашего электронного арсенала. Однако, прежде чем мы узнаем о KCL и KVL, осталось узнать о различных источниках питания в нашем следующем руководстве.
Автор:
Джош Бишоп
Интересуясь встраиваемыми системами, туризмом, кулинарией и чтением, Джош получил степень бакалавра электротехники в Университете штата Бойсе. Проработав несколько лет офицером CEC (Seabee) в ВМС США, Джош уволился и в конце концов начал работать над CircuitBread с кучей замечательных людей. В настоящее время Джош живет на юге Айдахо с женой и четырьмя детьми.
Получите новейшие инструменты и учебные пособия, только что из тостера.
Параллельная схема в конструкции печатной платы (PCB)
Что такое параллельная схема?

A Параллельная цепь состоит из ветвей, так что ток делится и только часть его протекает через любую ветвь. Напряжение или разность потенциалов на каждой ветви параллельной цепи одинаково, но токи могут различаться.
Параллельная схема в конструкции печатной платы

Если два или более компонентов соединены параллельно, они имеют одинаковую разность потенциалов (напряжений) на своих концах. Разность потенциалов между компонентами одинакова по величине, и они также имеют одинаковую полярность. На все элементы цепи, соединенные параллельно, подается одинаковое напряжение. Полный ток представляет собой сумму токов через отдельные компоненты в соответствии с текущим законом Кирхгофа.
Знакомы ли вам схемы с параллельными конденсаторами, резисторами и катушками индуктивности, когда речь заходит о построении схем при проектировании печатных плат? Узнайте больше об этих простых параллельных схемах .

См. также термин Цепь серии

Напряжение

В = В ₁ = В ₂ = … = В _n

Ток

Ток в каждом отдельном резисторе находится по закону Ома. Вычитание напряжения дает
I _всего = I ₁ + I ₂ + … + I _n = V (1/R ₁ + 1/R _{2 … 9059 R _n )}

Единицы сопротивления

Чтобы найти общее сопротивление всех компонентов, сложите обратные величины сопротивлений R _i каждого компонента и взять обратную сумму. Суммарное сопротивление всегда будет меньше значения наименьшего сопротивления:
1/R _всего = 1/R ₁ + 1/R ₂ + … + 1/R _n
9
Только для двух сопротивлений безвозвратное выражение достаточно просто:
R _всего = R ₁ R ₂ /(R ₁ + R ₂ )

Это иногда обозначается мнемоническим произведением на сумму.
Для N равные сопротивления. Параллельно, обратная сумма выражение упрощает:
1/R _Итого = N*1/R
и, следовательно, до:
R
99 и, следовательно, до:
R
9. R/N

Чтобы найти ток в компоненте с сопротивлением R _i , снова используйте закон Ома:
I _i = V/R _i

Компоненты делят ток согласно их обратным сопротивлениям, поэтому в случае двух резисторов
I ₁ /I1 2 /R ₁

Компоненты делят ток согласно их обратным сопротивлениям, поэтому в случае двух резисторов
параллельной цепи резисторов:
G _всего = G ₁ + G ₂ + … + G _n

Соотношения для последовательностей полных проводимости и сопротивлений выражаются в дополнительном соотношении такое же, как при параллельном соединении проводников, и наоборот.

Катушки индуктивности

Катушки индуктивности подчиняются тому же закону, в котором общая индуктивность не связанных параллельно катушек индуктивности равна обратной сумме обратных величин их индивидуальных индуктивностей:
1/L _всего = 1/L ₁ + 1/L ₂ + … + 1/L _n

недействителен из-за взаимной индуктивности. Если взаимная индуктивность между двумя параллельными катушками равна M, эквивалентная катушка индуктивности:
1/L _всего = (L ₁ + L ₂ – 2M)/(L ₁ L ₂ – М ₂ )

Если L1 = L2
L _всего = (L+M)/2

Знак M зависит от того, как магнитные поля влияют друг на друга. Для двух одинаковых сильно связанных катушек общая индуктивность близка к индуктивности каждой отдельной катушки. Если полярность одной катушки изменена так, что M отрицательно, то параллельная индуктивность почти равна нулю или комбинация почти неиндуктивна. Предполагается, что в случае «сильной связи» M почти равно L. Однако, если индуктивности не равны и катушки сильно связаны, могут возникнуть условия, близкие к короткому замыканию, и большие циркулирующие токи как для положительных, так и для отрицательных значений м, что может вызвать проблемы.
Более трех катушек индуктивности становятся более сложными, и необходимо учитывать взаимную индуктивность каждой катушки индуктивности относительно друг друга и их влияние друг на друга. На три катушки приходится три взаимных индуктивности М ₁₂ , М ₁₃ и М ₂₃ . Лучше всего с этим справляются матричные методы и суммирование членов обратной матрицы L (в данном случае 3 на 3).
Соответствующие уравнения имеют вид:
Уравнение
Конденсаторы
Общая емкость конденсаторов в параллеле равна сумме их индивидуальных емкостей:
C _Итого = C ₁
2 + C _{_{2_{2 _{_{2 _{2 _{2 _{+ C _{2 _{+ C _{2 _{+ C _{+ C _{+ C _{+ C _{+ C _{+ C _{+ _{+ C _{+ _{+ _{+ _{+ _{+ _{+ _{+ _{+ _{C_{+ _{. + C _n}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}

Рабочее напряжение параллельной комбинации конденсаторов всегда ограничивается наименьшим рабочим напряжением отдельного конденсатора.

Переключатели

Два или более переключателя, включенных параллельно, образуют логическое ИЛИ; цепь проводит ток, если хотя бы один переключатель замкнут. См. ИЛИ ворота .

Элементы и батареи

Если элементы батареи соединены параллельно, напряжение батареи будет таким же, как и напряжение ячейки, но ток, подаваемый каждой ячейкой, будет частью общего Текущий. Например, если батарея состоит из четырех одинаковых элементов, соединенных параллельно, и выдает ток в 1 ампер, ток, выдаваемый каждым элементом, будет равен 0,25 ампера. Если элементы не идентичны, элементы с более высоким напряжением будут пытаться заряжать элементы с более низким напряжением, потенциально повреждая их.