Tok v električnem tokokrogu prehaja skozi vodnike od vira napetosti do obremenitve, to je do svetilk, naprav. V večini primerov se kot prevodniki uporabljajo bakrene žice. Vezje ima lahko več elementov z različnimi upori. V instrumentnem tokokrogu so vodniki lahko povezani vzporedno ali zaporedno, lahko pa so tudi mešani tipi.
Element shema z uporom, imenovanim upor, je napetost danega elementa potencialna razlika med konci upora. Za vzporedno in zaporedno električno povezavo prevodnikov je značilno enotno načelo delovanja, po katerem tok teče od plusa do minusa, potencial se zmanjša. Na diagramih ožičenja je upor ožičenja vzet kot 0, saj je zanemarljiv.
Vzporedna povezava predvideva, da so elementi vezja vzporedno povezani z virom in se hkrati vklopijo. Serijska povezava pomeni, da so uporni vodniki povezani v strogem zaporedju drug za drugim.
Pri izračunu se uporablja metoda idealizacije, ki močno poenostavi razumevanje. Dejansko se v električnih vezjih potencial postopoma zmanjšuje v procesu premikanja skozi ožičenje in elemente, ki so vključeni v vzporedno ali serijsko povezavo.
Vsebina
Serijska povezava vodnikov
Shema serijske povezave pomeni, da se vklopijo v določenem zaporedju, drug za drugim. Poleg tega je trenutna moč pri vseh enaka. Ti elementi ustvarjajo skupno napetost na mestu. Naboji se ne kopičijo v vozliščih električnega tokokroga, ker bi sicer opazili spremembo napetosti in toka. Pri konstantni napetosti je tok določen z vrednostjo upora vezja, zato se v zaporednem vezju upor spremeni, če se spremeni ena obremenitev.
Pomanjkljivost takšne sheme je dejstvo, da v primeru okvare enega elementa tudi ostali izgubijo sposobnost delovanja, saj je vezje prekinjeno. Primer je girlanda, ki ne deluje, če ena žarnica pregori. To je ključna razlika od vzporedne povezave, kjer lahko elementi delujejo posamezno.
Serijsko vezje predpostavlja, da je zaradi enonivojske povezave prevodnikov njihov upor enak na kateri koli točki v omrežju. Skupni upor je enak vsoti zmanjšanja napetosti posameznih elementov omrežja.
Pri tej vrsti povezave je začetek enega vodnika povezan s koncem drugega. Ključna značilnost povezave je, da so vsi vodniki na isti žici brez vej in skozi vsakega od njih teče en električni tok. Vendar je skupna napetost enaka vsoti napetosti na vsakem. Povezavo lahko razmislite tudi z drugega zornega kota - vsi vodniki so zamenjani z enim enakovrednim uporom, tok na njem pa je enak skupnemu toku, ki teče skozi vse upore. Ekvivalentna skupna napetost je vsota vrednosti napetosti na vsakem uporu. To je potencialna razlika med uporom.
Uporaba serijske povezave je uporabna, če želite posebej vklopiti in izklopiti določeno napravo. Na primer, električni zvonec lahko zazvoni le, če obstaja povezava z virom napetosti in gumbom. Prvo pravilo pravi, da če na vsaj enem od elementov vezja ni toka, ga na preostalih ne bo. V skladu s tem, če je tok v enem prevodniku, je v drugih. Drug primer bi bila baterijska svetilka, ki sveti le, če je baterija, delujoča žarnica in pritisnjen gumb.
V nekaterih primerih serijska shema ni praktična. V stanovanju, kjer je sistem razsvetljave sestavljen iz številnih svetilk, svetilk, lestencev, ne bi smeli organizirati takšne sheme, saj ni treba hkrati prižigati in ugašati luči v vseh prostorih. V ta namen je bolje uporabiti vzporedno povezavo, da bi lahko prižigali luč v posameznih prostorih.
Vzporedna povezava vodnikov
V vzporednem vezju so vodniki niz upori, katerih nekateri konci so sestavljeni v eno vozlišče, drugi pa v drugo vozlišče. Predpostavlja se, da je napetost v vzporednem tipu povezave enaka v vseh delih vezja. Vzporedni odseki električnega tokokroga se imenujejo veje in potekajo med dvema povezovalnima vozliščema, imajo enako napetost. Ta napetost je enaka vrednosti na vsakem prevodniku. Vsota kazalnikov, recipročna upornost vej, je prav tako inverzna glede na upor ločenega odseka vzporednega vezja.
Pri vzporednih in serijskih povezavah je sistem za izračun uporov posameznih vodnikov drugačen. V primeru vzporednega vezja tok teče skozi veje, kar poveča prevodnost vezja in zmanjša skupni upor. Ko je več uporov s podobnimi vrednostmi povezanih vzporedno, bo skupna upornost takšnega električnega tokokroga manjša od enega upora, ki je večkrat enaka številu uporov v vezju.
Vsaka veja ima en upor in električni tok, ko doseže točko razvejanja, se razdeli in odstopi do vsakega upora, njegova končna vrednost je enaka vsoti tokov na vseh uporih. Vsi upori se zamenjajo z enim enakovrednim uporom. Z uporabo Ohmovega zakona postane vrednost upora jasna - v vzporednem vezju se seštejejo vrednosti, ki so vzajemne od uporov na uporih.
Pri tem vezju je trenutna vrednost obratno sorazmerna vrednosti upora. Tokovi v uporih niso medsebojno povezani, tako da če je eden od njih izklopljen, to na noben način ne bo vplivalo na druge. Zaradi tega se takšna shema uporablja v številnih napravah.
Glede na možnosti uporabe vzporednega vezja v vsakdanjem življenju je priporočljivo upoštevati sistem osvetlitve stanovanja. Vse svetilke in lestenci morajo biti povezani vzporedno, v tem primeru vklop in izklop ene od njih ne vpliva na delovanje drugih svetilk. Tako dodajanje stikalo vsako žarnico v veji vezja, lahko po potrebi vklopite in izklopite ustrezno žarnico. Vse druge svetilke delujejo neodvisno.
Vsi električni aparati so vzporedno priključeni na električno omrežje 220 V, nato pa so priključeni na stikalno ploščo. To pomeni, da so vse naprave povezane ne glede na povezavo drugih naprav.
Zakoni zaporedne in vzporedne povezave prevodnikov
Za podrobnejše razumevanje v praksi obeh vrst spojin predstavljamo formule, ki pojasnjujejo zakonitosti teh vrst spojin. Izračun moči za vzporedno in zaporedno povezavo je drugačen.
V zaporednem vezju je v vseh vodnikih enaka jakost toka:
I = I1 = I2.
Po Ohmovem zakonu so te vrste povezav vodnikov v različnih primerih razložene različno. Torej, v primeru zaporednega vezja so napetosti med seboj enake:
U1 = IR1, U2 = IR2.
Poleg tega je skupna napetost enaka vsoti napetosti posameznih prevodnikov:
U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR.
Skupni upor električnega tokokroga se izračuna kot vsota aktivnih uporov vseh prevodnikov, ne glede na njihovo število.
V primeru vzporednega vezja je skupna napetost vezja podobna napetosti posameznih elementov:
U1 = U2 = U.
In skupna moč električnega toka se izračuna kot vsota tokov, ki so na voljo v vseh vzporednih prevodnikih:
I = I1 + I2.
Da bi zagotovili največjo učinkovitost električnih omrežij, je treba razumeti bistvo obeh vrst povezav in ju ustrezno uporabiti, z uporabo zakonov in izračunom racionalnosti praktične izvedbe.
Mešana povezava vodnikov
Po potrebi lahko zaporedne in vzporedne uporovne povezave združite v en električni tokokrog. Na primer, dovoljeno je serijsko povezati vzporedne upore z drugim uporom ali njihovo skupino, ta vrsta se šteje za kombinirano ali mešano.
V tem primeru se skupni upor izračuna tako, da se vzame vsota vrednosti za vzporedno povezavo v sistemu in za zaporedno povezavo. Najprej morate izračunati enakovreden upor serijskih uporov, nato pa vzporedne elemente. Serijska povezava velja za prednostno nalogo, vezja te kombinirane vrste pa se pogosto uporabljajo v gospodinjskih aparatih in aparatih.
Torej, če upoštevamo vrste povezav prevodnikov v električnih tokokrogih in na podlagi zakonov njihovega delovanja, lahko v celoti razumemo bistvo organizacije vezij večine gospodinjskih električnih aparatov. Pri vzporednih in serijskih povezavah je izračun indikatorjev upora in tokovne jakosti drugačen. Če poznate načela izračuna in formule, lahko kompetentno uporabite vsako vrsto organizacije vezij za povezavo elementov na najboljši način in z največjo učinkovitostjo.
Podobni članki:
