Strāva elektriskajā ķēdē iet caur vadītājiem no sprieguma avota uz slodzi, tas ir, uz lampām, ierīcēm. Vairumā gadījumu vara vadi tiek izmantoti kā vadītāji. Ķēdē var būt vairāki elementi ar dažādu pretestību. Instrumentu ķēdē vadus var savienot paralēli vai virknē, un var būt arī jaukta tipa.
Elements shēma ar pretestību, ko sauc par rezistoru, dotā elementa spriegums ir potenciālā starpība starp rezistora galiem. Vadītāju paralēlo un virknes elektrisko savienojumu raksturo viens darbības princips, saskaņā ar kuru strāva plūst no plusa uz mīnusu, attiecīgi potenciāls samazinās. Elektroinstalācijas shēmās vadu pretestība tiek uzskatīta par 0, jo tā ir niecīga.
Paralēlais savienojums pieņem, ka ķēdes elementi ir paralēli savienoti ar avotu un vienlaikus tiek ieslēgti. Seriālais savienojums nozīmē, ka pretestības vadi tiek savienoti stingrā secībā viens pēc otra.
Aprēķinot tiek izmantota idealizācijas metode, kas ievērojami vienkāršo izpratni. Faktiski elektriskajās ķēdēs potenciāls pakāpeniski samazinās, pārvietojoties pa vadiem un elementiem, kas ir iekļauti paralēlā vai virknes savienojumā.
Saturs
Vadu seriālais savienojums
Seriālā savienojuma shēma nozīmē, ka tie tiek ieslēgti noteiktā secībā, viens pēc otra. Turklāt strāvas stiprums visos no tiem ir vienāds. Šie elementi rada kopējo spriegumu vietnē. Elektriskās ķēdes mezglos lādiņi neuzkrājas, jo pretējā gadījumā tiktu novērota sprieguma un strāvas maiņa. Ar pastāvīgu spriegumu strāvu nosaka ķēdes pretestības vērtība, tāpēc virknes ķēdē pretestība mainās, mainoties vienai slodzei.
Šādas shēmas trūkums ir fakts, ka viena elementa atteices gadījumā arī pārējie zaudē spēju darboties, jo ķēde ir bojāta. Piemērs ir vītne, kas nedarbojas, ja izdeg viena spuldze. Tā ir galvenā atšķirība no paralēlā savienojuma, kur elementi var darboties atsevišķi.
Sērijas ķēde pieņem, ka vadītāju viena līmeņa savienojuma dēļ to pretestība ir vienāda jebkurā tīkla punktā. Kopējā pretestība ir vienāda ar atsevišķu tīkla elementu sprieguma samazinājuma summu.
Izmantojot šāda veida savienojumu, viena vadītāja sākums ir savienots ar otra galu. Savienojuma galvenā iezīme ir tāda, ka visi vadītāji atrodas uz viena vada bez atzarojumiem, un caur katru no tiem plūst viena elektriskā strāva. Tomēr kopējais spriegums ir vienāds ar katra spriegumu summu. Varat arī apsvērt savienojumu no cita viedokļa - visi vadītāji tiek aizstāti ar vienu līdzvērtīgu rezistoru, un strāva uz tā ir tāda pati kā kopējā strāva, kas iet caur visiem rezistoriem. Ekvivalentais kopējais spriegums ir katra rezistora sprieguma vērtību summa. Šī ir potenciālā atšķirība starp rezistoru.
Seriālā savienojuma izmantošana ir noderīga, ja vēlaties īpaši ieslēgt un izslēgt noteiktu ierīci. Piemēram, elektriskais zvans var zvanīt tikai tad, ja ir savienojums ar sprieguma avotu un pogu. Pirmais noteikums saka, ka, ja vismaz vienā no ķēdes elementiem nav strāvas, tad tā nebūs arī pārējiem. Attiecīgi, ja vienā vadītājā ir strāva, tā ir arī citos. Vēl viens piemērs varētu būt ar akumulatoru darbināms lukturītis, kas spīd tikai tad, ja ir akumulators, darbojas spuldze un nospiesta poga.
Dažos gadījumos sērijveida shēma nav praktiska. Dzīvoklī, kurā apgaismojuma sistēma sastāv no daudzām lampām, svečiem, lustrām, nevajadzētu organizēt šāda veida shēmu, jo nav nepieciešams vienlaikus ieslēgt un izslēgt apgaismojumu visās telpās. Šim nolūkam labāk izmantot paralēlo savienojumu, lai atsevišķās telpās varētu ieslēgt gaismu.
Vadītāju paralēlais savienojums
Paralēlā ķēdē vadītāji ir komplekts rezistori, kura daži gali ir salikti vienā mezglā, bet otrs - otrajā mezglā. Tiek pieņemts, ka paralēlā savienojuma veida spriegums ir vienāds visās ķēdes daļās. Elektriskās ķēdes paralēlās sadaļas sauc par zariem un iet starp diviem savienojošiem mezgliem, tiem ir vienāds spriegums. Šis spriegums ir vienāds ar vērtību katram vadītājam. Rādītāju summa, zaru pretestības apgrieztā vērtība, ir arī apgriezta attiecībā pret paralēlās ķēdes ķēdes atsevišķas sekcijas pretestību.
Ar paralēliem un sērijveida savienojumiem atsevišķu vadītāju pretestību aprēķināšanas sistēma ir atšķirīga. Paralēlas ķēdes gadījumā strāva plūst pa zariem, kas palielina ķēdes vadītspēju un samazina kopējo pretestību. Ja paralēli ir savienoti vairāki rezistori ar līdzīgām vērtībām, šādas elektriskās ķēdes kopējā pretestība būs mazāka par vienu rezistoru vairākas reizes, kas vienāda ar rezistoru skaitu ķēdē.
Katrai atzarai ir viens rezistors, un elektriskā strāva, kad tā sasniedz atzarojuma punktu, tiek sadalīta un novirzās uz katru rezistoru, tās galīgā vērtība ir vienāda ar visu pretestību strāvu summu. Visi rezistori tiek aizstāti ar vienu līdzvērtīgu rezistoru. Piemērojot Oma likumu, kļūst skaidra pretestības vērtība - paralēlā ķēdē tiek summētas rezistoru pretestību apgrieztās vērtības.
Izmantojot šo ķēdi, strāvas vērtība ir apgriezti proporcionāla pretestības vērtībai. Strāvas rezistoros nav savstarpēji savienotas, tāpēc, ja viens no tiem ir izslēgts, tas nekādā veidā neietekmēs pārējos. Šī iemesla dēļ šāda shēma tiek izmantota daudzās ierīcēs.
Ņemot vērā paralēlās ķēdes izmantošanas iespējas ikdienā, vēlams ņemt vērā dzīvokļa apgaismojuma sistēmu. Visām lampām un lustām jābūt savienotām paralēli, tādā gadījumā vienas no tām ieslēgšana un izslēgšana neietekmē pārējo lampu darbību. Tādējādi pievienojot slēdzis katra spuldze ķēdes atzarā, jūs varat ieslēgt un izslēgt atbilstošo lampu pēc vajadzības. Visas pārējās lampas darbojas neatkarīgi.
Visas elektroierīces ir pieslēgtas paralēli 220 V elektrotīklam, pēc tam tās tiek pievienotas sadales skapim. Tas ir, visas ierīces ir savienotas neatkarīgi no citu ierīču savienojuma.
Vadītāju virknes un paralēlā savienojuma likumi
Lai iegūtu detalizētu izpratni par abu veidu savienojumiem praksē, mēs piedāvājam formulas, kas izskaidro šo savienojumu veidu likumus. Jaudas aprēķins paralēlajam un virknes savienojumam ir atšķirīgs.
Sērijas ķēdē visos vadītājos ir vienāds strāvas stiprums:
I = I1 = I2.
Saskaņā ar Oma likumu šāda veida vadītāju savienojumi dažādos gadījumos tiek izskaidroti atšķirīgi. Tātad virknes ķēdes gadījumā spriegumi ir vienādi viens ar otru:
U1 = IR1, U2 = IR2.
Turklāt kopējais spriegums ir vienāds ar atsevišķu vadītāju spriegumu summu:
U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR.
Elektriskās ķēdes kopējo pretestību aprēķina kā visu vadītāju aktīvo pretestību summu neatkarīgi no to skaita.
Paralēlas ķēdes gadījumā ķēdes kopējais spriegums ir līdzīgs atsevišķu elementu spriegumam:
U1 = U2 = U.
Un kopējo elektriskās strāvas stiprumu aprēķina kā strāvu summu, kas ir pieejama visos paralēli esošajos vadītājos:
I = I1 + I2.
Lai nodrošinātu maksimālu elektrisko tīklu efektivitāti, ir jāsaprot abu veidu pieslēgumu būtība un tos atbilstoši pielietot, izmantojot likumus un aprēķinot praktiskās realizācijas racionalitāti.
Jaukts vadītāju savienojums
Ja nepieciešams, sērijveida un paralēlos pretestības savienojumus var apvienot vienā elektriskā ķēdē. Piemēram, paralēlos rezistorus ir atļauts virknē savienot ar citu rezistoru vai to grupu, šis veids tiek uzskatīts par kombinētu vai jauktu.
Šādā gadījumā kopējo pretestību aprēķina, summējot sistēmas paralēlā savienojuma un virknes savienojuma vērtības. Vispirms jāaprēķina virknē esošo rezistoru ekvivalentā pretestība un pēc tam paralēles elementi. Seriālais savienojums tiek uzskatīts par prioritāti, un šāda kombinētā tipa ķēdes bieži tiek izmantotas sadzīves tehnikā un iekārtās.
Tātad, ņemot vērā vadītāju savienojumu veidus elektriskajās ķēdēs un pamatojoties uz to darbības likumiem, var pilnībā izprast vairuma sadzīves elektroierīču ķēžu organizācijas būtību. Ar paralēliem un sērijveida savienojumiem pretestības un strāvas stipruma rādītāju aprēķins ir atšķirīgs. Zinot aprēķinu principus un formulas, jūs varat kompetenti izmantot katru ķēdes organizācijas veidu, lai savienotu elementus vislabākajā veidā un ar maksimālu efektivitāti.
Līdzīgi raksti:
