Kaedah untuk menyambung penerima tenaga elektrik

Dengan kemasukan serentak beberapa penerima kuasa dalam rangkaian yang sama, penerima ini dengan mudah boleh dipertimbangkan hanya sebagai unsur litar tunggal, masing-masing mempunyai rintangan sendiri.

Dalam sesetengah kes, pendekatan ini ternyata agak boleh diterima: lampu pijar, pemanas elektrik, dan sebagainya - boleh dilihat sebagai perintang. Iaitu, peranti boleh diganti dengan rintangannya, dan mudah untuk mengira parameter litar.

Kaedah penyambungan penerima kuasa boleh menjadi salah satu daripada berikut: sambungan bersiri, selari atau bercampur.

Sambungan siri

Apabila beberapa penerima (resistor) disambungkan dalam litar bersiri, iaitu, output kedua yang pertama disambungkan kepada output pertama yang kedua, keluaran kedua yang kedua disambungkan kepada keluaran pertama yang ketiga, keluaran kedua yang ketiga dengan keluaran pertama yang keempat, dan lain-lain, apabila menyambung litar seperti kepada sumber kuasa, semasa I bagi magnitud yang sama akan mengalir melalui semua elemen litar. Idea ini dijelaskan dalam angka tersebut.

Menggantikan peranti dengan rintangannya, kita mengubah figur ke litar, maka rintangan R1 hingga R4, yang disambungkan secara bersiri, akan masing-masing mengambil tegangan tertentu, yang secara keseluruhannya akan memberi nilai EMF di terminal sumber kuasa. Untuk kesederhanaan, selepas ini kita akan menggambarkan sumber dalam bentuk sel galvanik.

Mengekspresikan kejatuhan voltan melalui arus dan melalui rintangan, kami memperoleh ungkapan untuk rintangan setaraf litar siri penerima: rintangan jumlah sambungan siri perintang selalu sama dengan jumlah algebra dari semua rintangan yang membentuk litar ini. Dan kerana voltan dalam setiap bahagian litar boleh didapati dari hukum Ohm (U = I * R, U1 = I * R1, U2 = I * R2, dan sebagainya) dan E = U, kemudian bagi litar kami,

Voltan pada terminal bekalan kuasa adalah sama dengan jumlah kejatuhan voltan pada setiap penerima rangkaian bersambung yang membentuk litar.

Oleh kerana arus mengalir melalui keseluruhan litar dengan nilai yang sama, ia akan adil untuk mengatakan bahawa tegasan pada penerima yang disambungkan siri (perintang) adalah berkaitan berkadaran dengan rintangan. Dan semakin tinggi rintangan, semakin tinggi voltan yang digunakan pada penerima.

Untuk sambungan siri perintang dalam jumlah n yang mempunyai rintangan yang sama Rk, rintangan jumlah setara litar secara keseluruhan akan n kali lebih besar daripada setiap rintangan ini: R = n * Rk. Oleh itu, tegangan yang dikenakan kepada setiap litar perintang akan sama dengan satu sama lain, dan akan n kali kurang daripada voltan yang dikenakan ke seluruh litar: Uk = U / n.

Ciri-ciri berikut adalah ciri untuk sambungan siri penerima kuasa: jika anda menukar rintangan salah satu penerima litar, maka tegangan pada penerima litar lain akan berubah; apabila salah satu penerima rosak, semasa akan berhenti di seluruh litar, di semua penerima lain.

Disebabkan ciri-ciri ini, sambungan siri jarang berlaku, dan hanya digunakan di mana voltan sesalurnya lebih tinggi daripada voltan pengadar penerima, tanpa adanya alternatif.

Sebagai contoh, dengan voltan 220 volt, anda boleh kuasa dua lampu bersambung dengan kuasa yang sama, masing-masing direka untuk voltan sebanyak 110 volt. Sekiranya lampu ini pada voltan bekalan diberi nilai yang sama mempunyai kuasa undian yang berbeza, salah satu daripadanya akan dibebankan dan kemungkinan akan terbakar dengan serta-merta.

Sambungan selari

Sambungan selari penerima adalah melibatkan kemasukan masing-masing antara sepasang mata litar elektrik sehingga mereka membentuk cawangan selari, masing-masing dikuasai oleh voltan sumber. Untuk kejelasan, kami akan menggantikan penerima semula dengan rintangan elektrik mereka untuk mendapatkan litar mengikut yang sesuai untuk mengira parameter.

Seperti yang telah disebutkan, dalam hal sambungan selari, setiap perintang mengalami voltan yang sama. Dan mengikut undang-undang Ohm, kita ada: I1 = U / R1, I2 = U / R2, I3 = U / R3.

Di sini saya adalah sumber semasa. Undang-undang Kirchhoff yang pertama untuk litar ini membolehkan kita menulis ungkapan untuk arus dalam bahagian tidak bercabang: I = I1 + I2 + I3.

Oleh itu, jumlah rintangan bagi sambungan selari elemen litar antara satu sama lain boleh didapati dari formula:

Kesukaran rintangan ini disebut kekonduksian G, dan formula untuk kekonduksian litar, yang terdiri daripada beberapa unsur yang bersambung selari, juga boleh ditulis: G = G1 + G2 + G3. Kekonduksian litar dalam kes sambungan selari bagi perintang yang membentuknya adalah sama dengan jumlah algebra dari konduktiviti perintang ini. Oleh itu, apabila penerima selari (perintang) ditambahkan ke litar, jumlah rintangan litar akan berkurang, dan jumlah kekonduksian akan meningkat dengan sewajarnya.

Arus-arus dalam litar yang terdiri daripada penerima yang bersambung selari diedarkan di antara mereka dalam perkadaran langsung ke arah kelakuan mereka, iaitu, berkadar songsang dengan rintangannya. Di sini kita dapat memberikan analogi dari hidraulik, di mana aliran air diagihkan melalui paip mengikut bahagian mereka, maka bahagian yang lebih besar adalah sama dengan rintangan yang lebih rendah, iaitu, kekonduksian yang lebih besar.

Jika litar terdiri daripada beberapa (n) perintang yang sama yang bersambung selari, maka rintangan jumlah litar akan n kali lebih rendah daripada rintangan salah satu perintang, dan arus melalui masing-masing perintang akan n kali kurang daripada arus total: R = R1 / n; I1 = Saya / n.

Litar yang terdiri daripada penerima yang bersambung selari yang disambungkan kepada sumber kuasa dicirikan oleh setiap penerima yang diberi tenaga oleh sumber kuasa.

Untuk sumber kuasa yang ideal, pernyataan berikut adalah benar: apabila menyambung atau melepaskan resistor secara selari dengan sumber, arus dalam resistor yang tersambung tidak akan berubah, iaitu, jika satu atau lebih penerima litar selari gagal, selebihnya akan terus berfungsi dalam mod sebelumnya.

Oleh kerana ciri-ciri ini, sambungan selari mempunyai kelebihan yang ketara berbanding satu siri, dan untuk sebab ini ia adalah sambungan sejajar yang paling biasa dalam rangkaian elektrik. Sebagai contoh, semua peralatan elektrik di rumah kami direka untuk dihubungkan ke rangkaian rumah secara selari, dan jika anda memutuskan satu, ia tidak akan membahayakan yang lain.

Perbandingan litar bersiri dan selari

Sebatian campuran

Sambungan campuran penerima difahami bermakna sambungan sedemikian apabila sebahagian atau beberapa daripada mereka disambung secara siri, dan satu lagi atau beberapa selari. Lebih-lebih lagi, rantai keseluruhan boleh dibentuk dari sebilangan sebatian lain di antara mereka. Sebagai contoh, pertimbangkan skema:

Tiga resistor disambung siri disambungkan kepada sumber kuasa, dua lagi disambung selari dengan salah satu daripadanya, dan yang ketiga disambung selari dengan seluruh litar.Untuk mencari impedans litar, mereka meneruskan transformasi berturut-turut: litar yang rumit secara berurutan membawa kepada bentuk yang mudah, mengira rintangan setiap pautan, secara berurutan, dan mencari rintangan yang sama.

Untuk contoh kami. Pertama, rintangan kedua-dua rintangan R4 dan R5 yang terhubung dalam siri didapati, maka rintangan hubungan selari mereka dengan R2, maka ia ditambah kepada nilai R1 dan R3 yang diperoleh, dan kemudian nilai rintangan keseluruhan litar, termasuk cawangan selari R6, dikira.

Pelbagai kaedah menyambung penerima kuasa digunakan dalam amalan untuk pelbagai tujuan untuk menyelesaikan tugas tertentu. Sebagai contoh, sebatian campuran boleh didapati dalam litar cas lembut. kapasitor elektrolitik dalam bekalan kuasa yang berkuasa, di mana beban (kapasitor selepas jambatan diode) mula menerima kuasa secara siri melalui perintang, maka perintangnya disambungan oleh hubungan geganti, dan beban disambungkan ke jambatan diode secara selari.