Kategorien: Ausgewählte Artikel » Elektrikeranfänger
Anzahl der Ansichten: 36393
Kommentare zum Artikel: 0

Methoden zum Anschluss elektrischer Energieempfänger

 

Methoden zum Anschluss elektrischer EnergieempfängerDurch die gleichzeitige Einbeziehung mehrerer Leistungsempfänger in dasselbe Netzwerk können diese Empfänger leicht einfach als Elemente einer einzelnen Schaltung betrachtet werden, von denen jeder seinen eigenen Widerstand hat.

In einigen Fällen erweist sich dieser Ansatz als durchaus akzeptabel: Glühlampen, elektrische Heizungen usw. - können als Widerstände wahrgenommen werden. Das heißt, die Geräte können durch ihren Widerstand ersetzt werden, und es ist einfach, die Parameter der Schaltung zu berechnen.

Die Methode zum Anschließen der Leistungsempfänger kann eine der folgenden sein: serielle, parallele oder gemischte Art der Verbindung.


Serielle Verbindung

Reihenschaltung von Glühlampen

Wenn mehrere Empfänger (Widerstände) in einer seriellen Schaltung verbunden sind, dh der zweite Ausgang des ersten ist mit dem ersten Ausgang des zweiten verbunden, ist der zweite Ausgang des zweiten mit dem ersten Ausgang des dritten, der zweite Ausgang des dritten mit dem ersten Ausgang des vierten usw. verbunden, wenn eine solche Schaltung angeschlossen wird Die Stromquelle wird durch alle Elemente des Stromkreises I in der gleichen Größe fließen. Diese Idee wird in der Abbildung erläutert.

Serienanschlussplan

Wenn wir die Geräte durch ihre Widerstände ersetzen, verwandeln wir die Figur in eine Schaltung. Dann nehmen die in Reihe geschalteten Widerstände R1 bis R4 jeweils bestimmte Spannungen an, die insgesamt den EMF-Wert an den Anschlüssen der Stromquelle ergeben. Der Einfachheit halber werden wir im Folgenden die Quelle in Form einer galvanischen Zelle darstellen.

Wenn wir den Spannungsabfall durch den Strom und durch den Widerstand ausdrücken, erhalten wir den Ausdruck für den äquivalenten Widerstand der Reihenschaltung der Empfänger: Der Gesamtwiderstand der Reihenschaltung der Widerstände ist immer gleich der algebraischen Summe aller Widerstände, aus denen diese Schaltung besteht. Und da die Spannungen in jedem Abschnitt der Schaltung aus dem Ohmschen Gesetz (U = I * R, U1 = I * R1, U2 = I * R2 usw.) und E = U ermittelt werden können, erhalten wir für unsere Schaltung:

Die Spannung an den Klemmen der Stromversorgung ist gleich der Summe der Spannungsabfälle an jedem der in Reihe geschalteten Empfänger, aus denen die Schaltung besteht.

Da der Strom durch den gesamten Stromkreis mit dem gleichen Wert fließt, kann man mit Recht sagen, dass die Spannungen an den in Reihe geschalteten Empfängern (Widerständen) proportional zu den Widerständen sind. Und je höher der Widerstand, desto höher die an den Empfänger angelegte Spannung.

Für eine Reihenschaltung von Widerständen in der Menge von n Teilen mit den gleichen Widerständen Rk ist der äquivalente Gesamtwiderstand der gesamten Schaltung n-mal größer als jeder dieser Widerstände: R = n * Rk. Dementsprechend sind die an jeden der Schaltungswiderstände angelegten Spannungen gleich und n-mal kleiner als die an die gesamte Schaltung angelegte Spannung: Uk = U / n.

Stromkreis

Die folgenden Eigenschaften sind für die Reihenschaltung von Leistungsempfängern charakteristisch: Wenn Sie den Widerstand eines der Schaltungsempfänger ändern, ändern sich die Spannungen an den anderen Schaltungsempfängern. Wenn einer der Empfänger ausfällt, stoppt der Strom im gesamten Stromkreis, in allen anderen Empfängern.

Aufgrund dieser Merkmale ist eine serielle Verbindung selten und wird nur verwendet, wenn die Netzspannung höher als die Nennspannung der Empfänger ist, sofern keine Alternativen vorhanden sind.

Mit einer Spannung von 220 Volt können Sie beispielsweise zwei in Reihe geschaltete Lampen mit gleicher Leistung versorgen, von denen jede für eine Spannung von 110 Volt ausgelegt ist. Wenn diese Lampen mit derselben Nennversorgungsspannung eine unterschiedliche Nennleistung haben, ist eine von ihnen überlastet und brennt höchstwahrscheinlich sofort aus.



Parallelschaltung

Parallelschaltung von Empfängern

Bei einer Parallelschaltung der Empfänger wird jeder von ihnen zwischen zwei Punkten des Stromkreises eingeschlossen, so dass sie parallele Zweige bilden, von denen jeder durch die Spannung der Quelle gespeist wird. Aus Gründen der Übersichtlichkeit werden wir die Empfänger erneut durch ihre elektrischen Widerstände ersetzen, um eine Schaltung zu erhalten, nach der die Parameter bequem berechnet werden können.

Empfänger-Parallelschaltung

Wie bereits erwähnt, erfährt bei einer Parallelschaltung jeder der Widerstände die gleiche Spannung. Und gemäß dem Ohmschen Gesetz haben wir: I1 = U / R1, I2 = U / R2, I3 = U / R3.

Hier bin ich der Quellstrom. Das erste Kirchhoff-Gesetz für diese Schaltung erlaubt es uns, den Ausdruck für den Strom in seinem unverzweigten Teil zu schreiben: I = I1 + I2 + I3.

Der Gesamtwiderstand für die Parallelschaltung von Schaltungselementen untereinander ergibt sich daher aus der Formel:

Der Kehrwert des Widerstands wird als Leitfähigkeit G bezeichnet, und die Formel für die Leitfähigkeit der Schaltung, die aus mehreren parallel geschalteten Elementen besteht, kann auch geschrieben werden: G = G1 + G2 + G3. Die Leitfähigkeit der Schaltung bei Parallelschaltung der sie bildenden Widerstände ist gleich der algebraischen Summe der Leitfähigkeiten dieser Widerstände. Wenn daher parallele Empfänger (Widerstände) zur Schaltung hinzugefügt werden, nimmt der Gesamtwiderstand der Schaltung ab und die Gesamtleitfähigkeit nimmt entsprechend zu.

Ströme in einer Schaltung, die aus parallel geschalteten Empfängern besteht, werden zwischen ihnen in direktem Verhältnis zu ihren Leitfähigkeiten verteilt, dh umgekehrt proportional zu ihren Widerständen. Hier können wir eine Analogie aus der Hydraulik geben, bei der der Wasserfluss entsprechend ihren Abschnitten durch die Rohre verteilt wird, dann ähnelt ein größerer Abschnitt einem niedrigeren Widerstand, dh einer größeren Leitfähigkeit.

Wenn die Schaltung aus mehreren (n) parallel geschalteten Widerständen besteht, ist der Gesamtwiderstand der Schaltung n-mal niedriger als der Widerstand eines der Widerstände, und der Strom durch jeden der Widerstände ist n-mal kleiner als der Gesamtstrom: R = R1 / n; I1 = I / n.

Eine Schaltung, die aus parallel geschalteten Empfängern besteht, die an eine Stromquelle angeschlossen sind, ist dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Empfänger von der Stromquelle mit Strom versorgt wird.

Für eine ideale Stromquelle gilt die Aussage: Beim parallelen Anschließen oder Trennen von Widerständen zur Quelle ändern sich die Ströme in den verbleibenden angeschlossenen Widerständen nicht, dh wenn ein oder mehrere Empfänger der Parallelschaltung ausfallen, arbeitet der Rest im gleichen Modus weiter.

Aufgrund dieser Merkmale hat eine Parallelschaltung einen erheblichen Vorteil gegenüber einer seriellen Verbindung. Aus diesem Grund handelt es sich um eine Parallelschaltung, die in elektrischen Netzen am häufigsten verwendet wird. Zum Beispiel sind alle Elektrogeräte in unseren Häusern so konzipiert, dass sie parallel an ein Haushaltsnetzwerk angeschlossen werden. Wenn Sie eines davon trennen, schadet dies dem Rest nicht.

Parallel angeschlossene elektrische Haushaltsgeräte

Vergleich von seriellen und parallelen Schaltungen

Reihenschaltung
Parallelschaltung
1. Der Strom ist in allen Elementen der Schaltung gleich.
1. Die Spannung an den Abzweigklemmen ist gleich.
2. Der Spannungsabfall an den Klemmen jedes Widerstands ist gleichIR
2. Strom in jedem Zweig ist gleich U / R.
3. Die an die Schaltung angelegte Spannung ist gleich der Summe der Spannungsabfälle.
3. Der Strom in der Gesamtschaltung ist gleich der Summe der Zweigströme.
4. Eine Unterbrechung an einer Stelle im Stromkreis bewirkt, dass der Strom im gesamten Stromkreis stoppt.
4. Eine Unterbrechung in einem Zweig verhindert nicht den Durchgang Strom im Rest Zweige.

Gemischte Verbindung

Unter einer gemischten Verbindung von Empfängern wird eine solche Verbindung verstanden, wenn ein Teil oder mehrere von ihnen in Reihe und ein anderer Teil oder mehrere parallel geschaltet sind. In diesem Fall kann die gesamte Kette aus verschiedenen Verbindungen solcher Teile miteinander gebildet werden. Betrachten Sie zum Beispiel das Schema:

Gemischte Verbindung

Drei in Reihe geschaltete Widerstände sind an eine Stromquelle angeschlossen, zwei weitere sind parallel zu einer von ihnen geschaltet und der dritte ist parallel zur gesamten Schaltung geschaltet.Um die Impedanz der Schaltung zu ermitteln, durchlaufen sie aufeinanderfolgende Transformationen: Eine komplexe Schaltung wird nacheinander zu einer einfachen Form geführt, wobei der Widerstand jeder Verbindung nacheinander berechnet wird und so der gesamte äquivalente Widerstand ermittelt wird.

Für unser Beispiel. Zuerst wird der Gesamtwiderstand der beiden in Reihe geschalteten Widerstände R4 und R5 ermittelt, dann der Widerstand ihrer Parallelschaltung mit R2, dann werden sie zum erhaltenen Wert von R1 und R3 addiert und dann der Widerstandswert der gesamten Schaltung einschließlich des Parallelzweigs R6 berechnet.

In der Praxis werden verschiedene Methoden zum Anschließen von Leistungsempfängern für verschiedene Zwecke verwendet, um bestimmte Aufgaben zu lösen. Beispielsweise kann eine gemischte Verbindung in Weichladungsschaltungen gefunden werden. Elektrolytkondensatoren Bei leistungsstarken Netzteilen, bei denen die Last (Kondensatoren nach der Diodenbrücke) zuerst über den Widerstand in Reihe geschaltet wird, wird der Widerstand dann von den Relaiskontakten überbrückt und die Last parallel mit der Diodenbrücke verbunden.

Siehe auch auf i.electricianexp.com:

  • Spannungsteiler für Widerstände, Kondensatoren und Induktivitäten
  • Batterieanschlussdiagramme
  • Parallel und Serie und Anschluss von Lampen im Alltag
  • Widerstandsleistung: Bezeichnung im Diagramm, wie man erhöht, was zu tun ist, wenn ...
  • Über Widerstände für Anfänger zur Elektronik

  •