Методе за повезивање пријемника електричне енергије

Уз истовремено укључивање више пријемника снаге у исту мрежу, ови пријемници се лако могу сматрати једноставно елементима једног круга, од којих сваки има сопствени отпор.

У неким се случајевима овај приступ покаже као сасвим прихватљив: лампе са жарном нити, електрични грејачи итд. - могу се схватити као отпорници. То јест, уређаји се могу заменити њиховим отпором, и лако је израчунати параметре круга.

Начин повезивања пријемника електричне енергије може бити један од следећих: серијски, паралелни или мешовити тип везе.

Серијска веза

Када је неколико пријемника (отпорника) повезано у серијском кругу, то јест да је други терминал првог спојен на први терминал другог, други терминал другог је повезан с првим терминалом трећег, други терминал трећег с првим терминалом четвртог, итд., Када се такав круг повезује на извор напајања, кроз све елементе струјне струје ја ћу тећи исте величине. Ова идеја је објасњена на слици.

Замјењујући уређаје њиховим отпорима, претварамо лик у круг, а затим ће отпори Р1 до Р4, повезани серијски, попримити одређене напоне, што ће укупно дати ЕМФ вриједност на терминалима извора напајања. Ради једноставности, у наставку ћемо приказати извор у облику галванске ћелије.

Изражавајући пад напона кроз струју и кроз отпор, добијамо израз за еквивалентни отпор серијског круга пријемника: укупни отпор серијског споја отпорника увек је једнак алгебарској суми свих отпора који чине овај круг. А пошто се напони у сваком одсеку кола могу наћи из Охмовог закона (У = И * Р, У1 = И * Р1, У2 = И * Р2, итд.) И Е = У, тада за наш круг добијамо:

Напон на прикључцима напајања једнак је збиру пада напона на сваком од серијски повезаних пријемника који чине круг.

Будући да струја тече кроз читав круг исте вредности, биће поштено рећи да су напони на серијски повезаним пријемницима (отпорницима) сразмерни отпорима. И што је већи отпор, већи је напон примењен на пријемнику.

За серијско повезивање отпорника у количини од н комада са истим отпором Рк, еквивалентни укупни отпор круга у целини ће бити н пута већи од сваког од ових отпора: Р = н * Рк. Према томе, напони примењени на сваком отпорнику круга биће једнаки једни другима и биће н пута мањи од напона који се примењује у целом кругу: Ук = У / н.

Следећа својства су карактеристична за серијско повезивање пријемника напајања: ако промените отпор једног од пријемника кола, напони на осталим пријемницима кола ће се променити; када се један од пријемника поквари, струја ће се зауставити у целом кругу, у свим осталим пријемницима.

Због ових карактеристика, серијска конекција је ретка, а користи се само тамо где је мрежни напон већи од називног напона пријемника, у недостатку алтернатива.

На пример, напоном од 220 волти можете напајати две серијски повезане лампе једнаке снаге, од којих је свака дизајнирана за напон од 110 волти. Ако ове лампе истог називног напона имају различиту називну снагу, једна од њих биће преоптерећена и највероватније ће моментално изгорети.

Паралелна веза

Паралелна повезаност пријемника укључује укључивање сваког од њих између пара тачака електричног круга тако да формирају паралелне гране, од којих се свака напаја напоном извора. Ради јасноће, поново ћемо заменити пријемнике њиховим електричним отпорима како бисмо добили круг према коме је згодно израчунати параметре.

Као што је већ споменуто, у случају паралелног повезивања, сваки отпорник доживљава исти напон. И у складу са Охмовим законом имамо: И1 = У / Р1, И2 = У / Р2, И3 = У / Р3.

Овде сам извор струје. Први Кирцххоффов закон за ово коло омогућава нам да напишемо израз за струју у њеном неразгранатом делу: И = И1 + И2 + И3.

Отуда, укупни отпор паралелног повезивања елемената кола међусобно се може наћи из формуле:

Повратни отпор назива се проводљивост Г, а формула за проводљивост круга, која се састоји од више елемената који су паралелно повезани, такође се може написати: Г = Г1 + Г2 + Г3. Проводност кола у случају паралелног повезивања отпорника који га формирају једнака је алгебарској суми проводљивости ових отпорника. Због тога, када се паралелном пријемнику (отпорнику) додају у кола, укупни отпор круга ће се смањити, а укупна проводљивост ће се повећати у складу с тим.

Струје у кругу који се састоје од паралелно повезаних пријемника расподељују се међу њима у пропорцији са њиховим проводљивостима, то јест обрнуто пропорционално њиховим отпорима. Овде можемо дати аналогију из хидраулике, где се проток воде дистрибуира кроз цеви у складу са њиховим пресецима, тада је већи пресек сличан нижем отпору, односно већој проводљивости.

Ако се склоп састоји од више (н) идентичних отпорника који су паралелно повезани, тада ће укупни отпор круга бити н пута мањи од отпора једног од отпорника, а струја кроз сваки отпорник ће бити н пута мања од укупне струје: Р = Р1 / н; И1 = И / н.

Круг који се састоји од паралелно повезаних пријемника спојених на извор напајања карактеристичан је по томе што сваки од пријемника напаја извор напајања.

За идеалан извор електричне енергије вриједи тврдња: када спајате или искључујете отпорнике паралелно с извором, струје у преосталим повезаним отпорницима се неће мијењати, односно, ако један или више пријемника паралелног круга не успије, остатак ће наставити радити у истом режиму.

Због ових карактеристика, паралелна веза има значајну предност у односу на серијску и због тога је паралелна веза која је најчешћа у електричним мрежама. На примјер, сви електрични уређаји у нашим домовима дизајнирани су да буду паралелно повезани на кућанску мрежу, а ако искључите један, неће наштетити остатку.

Поређење серијског и паралелног кола

Мешано једињење

Под мешовитом везом пријемника подразумева се таква веза када су део или више њих повезани низом, а други део или више паралелно. У овом случају, цео ланац може бити формиран од различитих једињења таквих делова један са другим. На пример, размотрите шему:

Три серијски отпорника су повезана на извор напајања, још два су паралелно повезана на један, а трећи је паралелно повезан на цео круг.Да би пронашли импедансу кола, они пролазе кроз узастопне трансформације: сложени круг се води до једноставног облика, узастопно израчунавајући отпор сваке везе, и тако проналазе укупни еквивалентни отпор.

За наш пример. Прво се проналази укупни отпор два отпорника Р4 и Р5 који су спојени серијски, затим отпор њихове паралелне везе са Р2, затим се додају добијеној вредности Р1 и Р3, а затим се израчунава вредност отпора целог кола, укључујући паралелну грану Р6.

У пракси се користе различите методе повезивања пријемника електричне енергије у различите сврхе како би се решили конкретни задаци. На пример, мешовито једињење се може наћи у круговима са меким набојем. електролитички кондензатори у моћним изворима напајања, где оптерећење (кондензатори након диодног моста) прво прима серијску снагу кроз отпорник, затим отпорник премоштава релејне контакте, а оптерећење је паралелно повезано са диодним мостом.