Напряжение при параллельном и последовательном соединении резисторов

Во всех электрических схемах используются резисторы, представляющие собой элементы, с точно установленным значением сопротивления. Благодаря специфическим качествам этих устройств, становится возможной регулировка напряжения и силы тока на любых участках схемы. Данные свойства лежат в основе работы практически всех электронных приборов и оборудования. Так, напряжение при параллельном и последовательном соединении резисторов будет отличаться. Поэтому каждый вид соединения может применяться только в определенных условиях, чтобы та или иная электрическая схема могла в полном объеме выполнять свои функции.

Напряжение при последовательном соединении

При последовательном соединении два резистора и более соединяются в общую цепь таким образом, что каждый из них имеет контакт с другим устройством только в одной точке. Иначе говоря, конец первого резистора соединяется с началом второго, а конец второго – с началом третьего и т. д.

Особенностью данной схемы является прохождение через все подключенные резисторы одного и того же значения электрического тока. С возрастанием количества элементов на рассматриваемом участке цепи, течение электрического тока становится все более затрудненным. Это происходит из-за увеличения общего сопротивления резисторов при их последовательном соединении. Данное свойство отражается формулой: R_общ = R₁ + R₂.

Распределение напряжения, в соответствии с законом Ома, осуществляется на каждый резистор по формуле: V_Rn = I_Rn x R_n. Таким образом, при увеличении сопротивления резистора, возрастает и падающее на него напряжение.

Напряжение при параллельном соединении

При параллельном соединении, включение резисторов в электрическую цепь выполняется таким образом, что все элементы сопротивлений подключаются друг к другу сразу обоими контактами. Одна точка, представляющая собой электрический узел, может соединять одновременно несколько резисторов.

Такое соединение предполагает течение отдельного тока в каждом резисторе. Сила этого тока находится в обратно пропорциональной зависимости с сопротивлением резистора. В результате, происходит увеличение общей проводимости данного участка цепи, при общем уменьшении сопротивления. В случае параллельного соединения резисторов с различным сопротивлением, значение общего сопротивления на этом участке всегда будет ниже самого маленького сопротивления отдельно взятого резистора.

На представленной схеме, напряжение между точками А и В представляет собой не только общее напряжение для всего участка, но и напряжение, поступающее к каждому отдельно взятому резистору. Таким образом, в случае параллельного соединения, напряжение, подаваемое ко всем резисторам, будет одинаковым.

Последовательное и параллельное соединение проводников в электрических цепях, отличия

Что такое проводник

В каждой электрической цепи в качестве проводников рассматривается материал или вещество, наделенные свойством проведения электрического тока и обладающие определенным уровнем сопротивления. Этот коэффициент вычисляется по формуле:

• p — обозначен уровень удельного сопротивления, Oм*м,
• R — указывает на эффективное сопротивление проводника, Ом,
• S — это площадь поперечного сечения, м2,
• I — значение длины проводника, м.

Из вышесказанного следует, что любой проводник может рассматриваться, как резистор, имеющий собственное сопротивление.

В случае, если проводники соединены с использованием последовательной схемы, коэффициент силы тока для каждого из них является одинаковым. А величина общего напряжения в созданной электроцепи представляет собой совокупность напряжений на концах каждого отдельно взятого проводника.

Если используется параллельная схема подсоединения, напряжение между двумя узлами, которыми объединены элементы в электроцепи, падает в них до одинакового значения. В то же время, для определения величины, обратной коэффициенту общего сопротивления, используется метод суммирования величин, которые обратны сопротивлениям проводящих элементов, подключенных параллельно.

Особенности последовательного соединения

Специфика использования данного способа предполагает подсоединение проводников, используя последовательную схему подключения. Это означает, что концы одного проводящего элемента соединяются с концами двух других входящих в схему проводников. Главная особенность такого типа соединения – отсутствие каких-либо разветвлений в цепи, проводники имеют принадлежность к одному и тому же кабелю. Другими словами, через каждый новоприсоединенный проводник может протекать электрический ток с одинаковым значением. В сумме же напряжение в токопроводящих элементах равно значениям, имеющимся на концах каждого из них.

К примеру, если последовательно соединить несколько резисторов в одну цепь, не оставив ни одного разветвления, величина заряда из одного какого-либо проводника будет равной величинам заряда в других. Во всех проводящих элементах цепи сила тока будет иметь одно и то же значение.

В то же время, при этом типе соединения допускается замена всех используемых резисторов на один эквивалентный. Величина тока на нем, как правило, совпадает с общим током, движущимся по остальным резисторам. А значение общего напряжения складывается из напряжений в каждом отдельно взятом резисторе. Это позволяет объяснить разность потенциалов на примере единого эквивалентного резистора.

С учетом этих правил и закона Ома, которые применимы для всех резисторов, очень легко доказывается равность между значением сопротивления на эквивалентном резисторе и суммой всех сопротивлений.

Где применяется этот способ соединения

Этот способ соединения применяется в устройствах с целенаправленным включением и выключением. К примеру, звон электрического звонка раздастся лишь при условии, если он последовательно был соединен с источником питания и кнопкой нажатия. Исходя из вышеперечисленных правил, если электрический ток будет отсутствовать на одном из проводников, его не будет и на остальных проводниках. А если электричество будет хотя бы на одном из проводящих элементов, он будет выявлен и на остальных.

По этому же принципу функционируют обычные карманные фонарики. В их конструкции предусмотрены три важных элемента. Цепь формируется из маленькой лампочки, батареи и кнопки. Чтобы одно такое устройство засветило, необходимо последовательно подключить обозначенные элементы при помощи простого нажатия кнопки.

В то же время, в доме или городской квартире, где установлено большое количество устройств и приборов освещения разного типа, их не обязательно соединять по последовательной схеме. Ведь зачастую включать и выключать свет в каждом помещении не нужно. Подключение лампочек и люстр в данном случае выполняется с использованием параллельной схемы.

Особенности параллельного соединения

Эта схема предполагает подсоединение заданного количества проводящих устройств параллельно по отношению к друг другу. Так, в одну точку сперва объединяются все начала проводников, в другую точку – их концы. На примере нескольких резисторов рассмотрим схему параллельного подсоединения.

Это разветвленное соединение, где в каждой указанной в схеме ветви есть по одному резистору. После того, как ток достигает точки разветвления, происходит условное разделение электричества к каждому существующему резистору. В результате составляется суммарное значение электрических токов, действительных для всех сопротивлений, которые подключены в данный момент к электроцепи. В то же время, элементы с параллельными соединениями имеют одинаковые значения для всех напряжений. В данном способе также допускается замена всех включенных резисторов на один эквивалентный.

При составлении схем параллельных соединений учитываются следующие закономерности:

• Общее значение сопротивления в электроцепи находится путем складывания обратных величин сопротивлений в цепи проводников.
• Значение тока в электроцепи равно сумме токов в каждом из используемых для формирования цепи проводников.
• На выходах из электроцепи напряжение является равным значению, присутствующему на любом из проводников этой цепи.

Где может применяться параллельная схема соединений

Для бытовых условий подойдет пример с устройствами освещения. В такой схеме приборы освещения соединяются, как правило, параллельно. Если использовать последовательный способ, получится, что при включении одной люстры или лампы загорятся остальные в доме. Параллельное соединение же позволяет добавлять в каждую из используемых ветвей соответствующего выключателя и включать осветительные устройства, где и когда это нужно.

Важно отметить, что для соединения всех электроприборов в быту используется параллельная схема и сеть 220B. Таким же образом все элементы сети подключаются к распределительному щиту, независимо друг от друга.

Для проведения электроизмерительных работ обращайтесь в электролабораторию компании ТМ Электро.

Параллельная цепь | Основы, уравнения, напряжение, ток Electronics Hub

Понимание основ электрических цепей очень важно для студентов, инженеров и электриков. Двумя основными типами электрических цепей являются последовательные цепи и параллельные цепи. Мы можем упростить любую сложную электрическую цепь, используя последовательную, параллельную или их комбинацию. Итак, в этом руководстве давайте подробнее рассмотрим параллельную цепь, ее характеристики, ток и напряжение в параллельной цепи, а также некоторые важные уравнения.

Краткое описание

Что такое параллельная цепь?

Прежде чем узнать о параллельной схеме, давайте быстро рассмотрим основы электрической цепи. Проще говоря, электрическая цепь представляет собой набор компонентов и устройств, таких как резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, транзисторы, диоды, источники напряжения и/или тока и многие другие, которые соединены с помощью металлических проводников.

В электрической цепи электроны текут от отрицательной клеммы источника питания (обычно источника напряжения) через металлические провода, различные компоненты и, наконец, обратно к положительной клемме источника питания.

Если цепь спроектирована/спланирована таким образом, что электроны могут течь только по одному пути, эта цепь называется последовательной цепью. Напротив, если в цепи есть несколько путей для движения электронов, то цепь называется параллельной цепью.

На следующем рисунке показана простая иллюстрация последовательных и параллельных цепей с использованием источника напряжения и нескольких лампочек.

Изображение

Правила, связанные с параллельными цепями

В последовательных цепях напряжение пропорционально делится на все компоненты цепи. Но в параллельной цепи на всех параллельных ветвях присутствует одинаковое напряжение, и это напряжение равно напряжению источника.

Например, в следующей параллельной резистивной цепи, если V _S является напряжением источника и V ₁ , V ₂ и V ₃ являются соответствующими напряжениями ветвей, то

V _S = В ₁ = V ₂ = V ₃

Вступая в ток, в последовательной цепи в цепи течет один ток, а в параллельной — другой. Ток источника в параллельной цепи делится между параллельными ветвями в зависимости от сопротивления этой ветви.

Если «I _S » — это ток источника, а I ₁ , I ₂ и I ₃ — соответствующие токи ветвей в приведенной выше схеме, то

I _S = I ₁ + I ₂ + I ₃

Мы можем применить закон Ома на уровне отдельных ветвей для определения тока.

Различные компоненты в параллельной конфигурации

Теперь, когда мы ознакомились с основами параллельной схемы, а также с некоторыми ее важными уравнениями, давайте приступим к определению эквивалентных значений различных компонентов параллельной схемы.

Параллельные резисторы

В последовательной резистивной цепи эквивалентное сопротивление всех последовательно соединенных резисторов равно сумме номиналов отдельных резисторов. Но когда мы соединяем кучу резисторов параллельно, эквивалентное сопротивление равно:

1/R _{Уравнение} = 1/R ₁ + 1/R ₂ + 1/R ₃

Конденсации в параллельном

Приходят в контентаторы на параллеле, если C ₁ , C _{777777777777777 года. 2} и C ₃ подключены параллельными, а C _{Уравнение} — эквивалентная емкость, затем

C _{Уравнение} = C ₁ + C ₂ + C ₃

7 Indoor Наконец, у нас есть катушки индуктивности параллельно. Подобно резисторам, соединенным параллельно, когда группа катушек индуктивности соединена параллельно, обратная величина эквивалентной индуктивности равна сумме обратных величин отдельных индуктивностей. Вы можете лучше понять это с помощью следующей формулы.

1/L _EQ = 1/L ₁ + 1/L ₂ + 1/L ₃

Заключение

Параллельные цепи являются неотъемлемой частью всех электрических цепей. Мы используем их в нашей повседневной жизни в виде жилой проводки. Итак, понимание основ параллельных цепей, как определить напряжение, ток и сопротивление в параллельной цепи, очень важно.

Напряжение в параллельных цепях (источники, формула и способ добавления)

В этой статье подробно описывается напряжение в параллельных цепях. В параллельной схеме или параллельном соединении электрические устройства соединены параллельно.

В параллельной цепи напряжение одинаково на всех параллельных компонентах. Это связано с тем, что электрические компоненты соединены в двух наборах электрически общих точек параллельной цепи. Потенциал в общих точках соединения одинаков, и, другими словами, мы можем сказать, что потенциал на каждом компоненте одинаков при параллельном соединении.

Из приведенной выше схемы видно, что узлы 1, 2, 3 и 4 являются одними и теми же электрическими узлами. аналогично узлы 5, 6, 7 и 8 являются одним и тем же электрическим узлом. Следовательно, напряжения на всех сопротивлениях R1, R2, R3, R4 и R5 равны, что равно напряжению на аккумуляторе (6 В).

На приведенной ниже схеме показана замкнутая цепь с источником напряжения и одним резистором. Ток, протекающий через резистор, равен полному току цепи, а напряжение на резисторе равно напряжению источника.

Ток в цепи составляет;

Схема ниже представляет собой замкнутую цепь с тремя резисторами (R ₁ , R ₂ и R ₃ ), соединенными параллельно с источником напряжения (V _s ).

В приведенной выше схеме один конец каждого резистора подключен к одному концу клеммы батареи, а другой конец каждого резистора подключен к другому концу батареи. Таким образом, можно сказать, что напряжение на каждом сопротивлении равно напряжению источника. Математически мы можем выразить напряжение на резисторах как;

Ток через резистор R ₁

Ток через резистор R ₂

Ток через резистор R ₃

Полный ток в вышеуказанной параллельной цепи составляет;

Из приведенного выше выражения видно, что общий ток в цепи увеличивается, когда мы добавляем дополнительные ответвления в конкретную параллельную цепь.

Эквивалентное или эффективное сопротивление (R) вышеуказанной параллельной цепи можно рассчитать с помощью следующих математических выражений.

Чтобы понять преимущества параллельных цепей, рассмотрим пример. Пусть три лампы с номинальным напряжением (В) соединены последовательно и, наконец, подключены к источнику напряжения (В). Принципиальная схема устройства показана на рисунке ниже.

При последовательном подключении трех ламп к одному источнику напряжения возникают следующие проблемы.

• Включение и выключение отдельных лампочек невозможно.
• Все лампы не светятся с полной интенсивностью.
• Цепь становится разомкнутой, если возникает проблема с любой из лампочек.

Ниже приведена схема подключения трех параллельно соединенных лампочек.

Все три лампы, соединенные параллельно, получают полное напряжение питания, и результаты следующие.

• Все лампы светятся с номинальной интенсивностью.
• Лампы получают номинальное напряжение.
• Можно управлять лампами по отдельности.
• В случае неисправности любой из ламп остальные здоровые лампы продолжают работать. Неисправные лампочки можно заменить.

Все наши бытовые электроприборы соединены параллельно друг с другом. Таким образом, мы можем управлять отдельными приборами отдельно, не затрагивая другие. Например. мы можем включить стиральную машину, не включая и не выключая смеситель или любые другие электроприборы.

Электрическая цепь имеет фазный, нейтральный и заземляющий проводники. В нормальном электрическом состоянии ток протекает между фазой и нейтралью, когда мы включаем любой электрический прибор. Заземляющий проводник защищает электрическую систему в неисправном состоянии. Когда фаза под напряжением касается земли, через фазный провод протекает большой электрический ток, и предохранитель в цепи фазы под напряжением перегорает при замыкании на землю.

Когда мы втыкаем электрический разъем в розетку, прибор получает питание. Таким образом, при включении приборов он получает полное напряжение для своей работы.

Применение параллельного напряжения включает следующее:

• Бытовые электроприборы
• Цепи освещения
• Силовое кольцо
• Конденсаторы для повышения коэффициента мощности.