При параллельном соединении проводников напряжение: 1.9. Последовательное и параллельное соединение проводников

Закон ома для последовательного соединения. Электрический ток. Закон Ома. Последовательное и параллельное соединение проводников

Урок № 36-169 Соединение проводников. Закон Ома для полной цепи. Электродвижущая сила. Д/з: 8.6; п.8.7; п.8.9

1. Соединение проводников.

1.1 Последовательное — соединение , при котором конец предыдущего проводника соединяется с началом последующего.

При последовательном соединении: I 1 = I 2 (если ток постоянен, то за время t через любое сечение проводника протекают одинаковые заряды)

U = U 1 + U 2 (работа электростатических сил при перемещении единичного заряда по участкам 1 и 2 равна сумме работ на этих участках).

Эквивалентный проводник (сопротивление) — проводник, заменяющий группу проводников (сопротивлений) без изменения токов и напряжений на рассматриваемом участке цепи.

По закону Ома: U = IR , т.е. U 1 =IR 1 ; U 2 =IR 2 ;

IR=IR 1 +IR 2 = I(R 1 +R 2 ) , т. еR= R 1 +R 2 илииначе R=

Частный случай: R = nR ,

При последовательном соединении эквивалентное сопротивление всей цепи равно сумме сопротивлений отдельных участков цепи. Поскольку I 1 =I 2 ; I 1 =; I 2 =; то U 1 =I 1 R 1 а U 2 =I 2 R 2 следовательно, =
При последовательном соединении проводников напряжение, действующее на проводниках, прямо пропорционально их сопротивлениям.

Недостаток: при размыкании цепи у одного из последовательно соединенных потребителей ток исчезает по всей цепи (неудобно па практике).

1.2 Параллельное — соединение, при котором начала проводников соединяют в один узел, а концы — в другой.

U=U 1 =U 2 ; I= I 1 =I 2 ПозаконуОма: I= I 1 =; I 2 =

, т.

е. = + = + или =

; q =q 1 + q 2

Проводимость всего разветвления (все вместе параллельно соединенные проводники) равна сумме проводимостей отдельных ветвей (каждый параллельно соединенный проводник).

Частный случай: R 1 = R 2 =…=R n , тогда R =, где n — число проводников с одинаковым сопротивлением.

Из соотношений U 1 =U 2 ; U 1 =; U 2 = следует, что =- при параллельном соединении проводников силы токов в ветвях обратно пропорциональны их сопротивлениям.

Преимущество: если напряжение между узлами остается постоянным, то токи в ветвях не зависят друг от друга

2.Закон Ома для полной цепи

Полная цепь содержит:

— внешний участок — потребитель тока, регулирующие, контролирующие и т. п. устройства с общим сопротивлением R

— внутренний участок — источник тока с эдс ε и с внутренним сопротивлением г (сопротивление, которым обладает источник электрической энергии, т.

к. является проводником, ток выделяет в нем тепло).

Рассмотрим замкнутую цепь, состоящую из внешней части, имеющей сопро­тивление R, и внутренней — источника тока, сопротивление которого г.

Согласно закону сохранения энергии, ЭДС источника тока равна сумме падений напряжений на

внешнем и внутреннем участках цепи, так как при перемещении по замкнутой цепи заряд возвращается в исходное положение — в точку с тем же потенциалом (т. е. φ А = φ В): ε = IR + Ir ,

где IR и Ir — падения напряжения на внешнем и внутреннем участках цепи. Отсюдазакон Ома для полной цепи:

3.ЭДС Действие сторонних сил характеризуется физической величиной, называемой электродвижущей силой (ЭДС)

Электродвижущая сила в замкнутом контуре представ­ляет собой отношение работы сторонних сил при пере­мещении заряда вдоль контура к заряду: ε=

Если на батарейке написано 1,5 В, то это означает, что сторонние силы (хи­ мические в данном случае) совершают работу 1,5 Дж при перемещении заряда в 1 Кл от одного полюса батарейки к другому. Постоянный ток не может существовать в замк­ нутой цепи, если в ней не действуют сторонние силы, т. е. нет ЭДС.

ЭДС, как и сила тока,- величина алгебраическая. Если ЭДС способствует дви­жению положительных зарядов в

выбранном направлении, то она считается по­ложительной (ε > 0). Если ЭДС препятствует движению положительных заря­дов в выбранном направлении, то она считается отрицательной (ε

Следует иметь в виду, что данной формулой можно пользоваться лишь тогда, когда ток идет внутри источника от отрицательного полюса к положительному, а во внешней цепи — от положительного к отрицательному.

3. Соединение источников электрической энергии в батарею.

3.1. Последовательное соединение. «+» полюс предыдущего источника соединяется с»-» полюса последующего. Закон Ома для всей цепи при последовательном соединении. I =

3.2. Параллельное соединение. «+» полюс присоединяют к одной клемме,

а «-» полюс — к другой. Закон Ома для всей цепи при параллельном

соединении: I =

3.3 Смешанное соединение. Закон Ома для всей цепи при смешанном соединении:

I =

Экзаменационные вопросы

А. 1,2 Ом Б. 5,2 Ом В. 5 Ом

А. 1,2 Ом Б. 5,2 Ом В. 5 Ом

если R 1 =2 Ом, R 2 =3 Ом, R 3 =4 Ом А. 1,2 Ом Б. 5,2 Ом В. 5 Ом

31. Какая физическая величина определяется отношением работы, совершаемой сторонними силами при перемещении заряда q по всей замкнутой электрической цепи, к значению этого заряда?

А. Сила тока. Б. Напряжение. В. Электрическое сопротивление. Г. Удельное электрическое сопротивление. Д. Электродвижущая сила.

32.Какая из приведенных ниже формул выражает закон Ома для полной цепи?

А. I = ; Б. I =

; В. IUΔt ; Г. P = UI ; Д. ρ = ρ 0 (1+α t ).

33. Источник тока с ЭДС 18 В имеет внутреннее сопротивление 30 Ом. Какое значение будет иметь сила тока при подключении к этому источнику резистора с электрическим сопротивлением 60 Ом? А. 0,6 А. Б. 0,3 А. В. 0,2 А. Г. 0,9 А.Д. 0,4 А.

Задачи

№

1. Гальванический элемент с ЭДС 5,0 В и внутренним сопротивлением равным 0,2 Ом замкнут на проводник сопротивлением 40,0 Ом. Чему равно напряжение U на этом проводнике?

№ 2 В сеть с напряжением 220 В включены последовательно две электрические лампы

сопротивлением 200 Ом каждая. Определить силу тока, проходящего через каждую лампу.

№ 3 Найти общее сопротивление участка цепи, изображенной на рисунке,

если R 1 =20 Ом, R 2 =R . 3 =R 4 =15 Ом, R 5 =3 Ом, R 6 =90 Ом.

№ 4. Даны четыре резистора по 60 Ом каждый. Начертить схемы соединений всех четырех резисторов, чтобы общее сопротивление оказалось равным соответственно: 15, 45, 60, 80, 150 и 240 Ом. Возле каждой схемы написать расчет общего сопротивления.

№ 5. ЭДС источника электрической энергии равна 100 В. При внешнем сопротивлении 49 Ом сила тока в цепи

2 А. Найти падение напряжения внутри источника и его внутреннее сопротивление.

№ 6. Разность потенциалов на клеммах разомкнутого источника тока 4 В. Определить внутреннее сопротивление источника тока, если при сопротивлении внешнего участка цепи 4 Ом сила тока равна 0,8 А.

№ 7. Источник тока с ЭДС 220 В и внутренним сопротивлением 2 Ом замкнут проводником сопротивлением 108 Ом. Определить падение напряжения внутри источника тока.

№ 8. Определить ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока, если при внешнем сопротивлении 3,9 Ом сила тока в цепи равна 0,5 А, а при внешнем сопротивлении 1.9 Ом сила тока равна 1 А.

№ 9. Определить силу тока при коротком замыкании батареи с ЭДС 12 В, если при замыкании ее на внешнее сопротивление 4 Ом сила тока в цепи равна 2 А. Почему при коротком замыкании падение напряжения на внешнем участке цепи близко к нулю, хотя в этом случае в цепи существует наибольший ток?

№ 10. ЭДС источника тока равна 220 В, внутреннее сопротивление 1,5 Ом. Какое надо взять сопротивление внешнего участка цепи, чтобы сила тока была равна 4 А?

Электрический ток.

Закон Ома. Последовательное и параллельное соединение проводников.

Если изолированный проводник поместить в электрическое поле то на свободные заряды q в проводнике будет действовать сила В результате в проводнике возникает кратковременное перемещение свободных зарядов. Этот процесс закончится тогда, когда собственное электрическое поле зарядов, возникших на поверхности проводника, скомпенсирует полностью внешнее поле. Результирующее электростатическое поле внутри проводника будет равно нулю.

Однако, в проводниках при определенных условиях может возникнуть непрерывное упорядоченное движение свободных носителей электрического заряда.

Непрерывное упорядоченное движение зарядов называется электрическим током.

За направление электрического тока принято направление движения положительных свободных зарядов. Для существования электрического тока в проводнике необходимо создать в нем электрическое поле.

Количественной мерой электрического тока служит сила тока I.

Скалярная физическая величина, равная отношению заряда Δq, переносимого через поперечное сечение проводника за интервал времени Δt, к этому интервалу времени называется силой электрического тока. (рис. 1.7.1)

DIV_ADBLOCK15″>

Природа сторонних сил может быть различной. В гальванических элементах или аккумуляторах они возникают в результате электрохимических процессов, в генераторах постоянного тока сторонние силы возникают при движении проводников в магнитном поле. Источник тока в электрической цепи играет ту же роль, что и насос, который необходим для перекачивания жидкости в замкнутой гидравлической системе. Под действием сторонних сил электрические заряды движутся внутри источника тока против сил электростатического поля, благодаря чему в замкнутой цепи может поддерживаться постоянный электрический ток.

При перемещении электрических зарядов по цепи постоянного тока сторонние силы, действующие внутри источников тока, совершают работу.

Физическая величина, равная отношению работы Aст сторонних сил при перемещении заряда q от отрицательного полюса источника тока к положительному к величине этого заряда, называется электродвижущей силой источника (ЭДС):

DIV_ADBLOCK17″>

Величину U12 принято называть напряжением на участке цепи 1–2. В случае однородного участка напряжение равно разности потенциалов: U12 = φ1 – φ2.

Немецкий физик Г. Ом в 1826 году экспериментально установил, что сила тока I, текущего по однородному металлическому проводнику (т. е. проводнику, в котором не

действуют сторонние силы), пропорциональна напряжению U на концах проводника:

где R = const.

Величину R принято называть электрическим сопротивлением. Проводник, обладающий электрическим сопротивлением, называется резистором. Данное соотношение выражает закон Ома для однородного участка цепи:

сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

В СИ единицей электрического сопротивления проводников служит ом (Ом). Сопротивлением в 1 Ом обладает такой участок цепи, в котором при напряжении 1 В возникает ток силой 1 А.

Проводники, подчиняющиеся закону Ома, называются линейными. Графическая зависимость силы тока I от напряжения U (такие графики называются вольт-амперными характеристиками, сокращенно ВАХ) изображается прямой линией, проходящей через начало координат.

Для участка цепи, содержащего ЭДС, закон Ома записывается в следующей форме:

IR = U12 = φ1 – φ2 + ɛ = Δφ12 + ɛ.

Это соотношение принято называть обобщенным законом Ома или законом Ома для неоднородного участка цепи.

На рис. 1.7.2 изображена замкнутая цепь постоянного тока. Участок цепи (cd) является однородным.

Рисунок 1.7.2.

Замкнутая цепь постоянного тока.

Закон Ома для полной цепи: сила тока в полной цепи равна электродвижущей силе источника, деленной на сумму сопротивлений однородного и неоднородного участков цепи.

DIV_ADBLOCK19″>

(R

Сила тока короткого замыкания – максимальная сила тока, которую можно получить от данного источника с электродвижущей силой и внутренним сопротивлением r. У источников с малым внутренним сопротивлением ток короткого замыкания может быть очень велик и вызывать разрушение электрической цепи или источника. Например, у свинцовых аккумуляторов, используемых в автомобилях, сила тока короткого замыкания может составлять несколько сотен ампер. Особенно опасны короткие замыкания в осветительных сетях, питаемых от подстанций (тысячи ампер). Чтобы избежать разрушительного действия таких больших токов, в цепь включаются предохранители или специальные автоматы защиты сетей.

В ряде случаев для предотвращения опасных значений силы тока короткого замыкания к источнику последовательно подсоединяется некоторое внешнее сопротивление. Тогда сопротивление r равно сумме внутреннего сопротивления источника и внешнего сопротивления, и при коротком замыкании сила тока не окажется чрезмерно большой.

Если внешняя цепь разомкнута, то Δφba = – Δφab = ɛ , т. е. разность потенциалов на полюсах разомкнутой батареи равна ее ЭДС.

Если внешнее нагрузочное сопротивление R включено и через батарею протекает ток I, разность потенциалов на ее полюсах становится равной Δφba = ɛ – Ir.

На рис. 1.7.3 дано схематическое изображение источника постоянного тока с ЭДС равной и внутренним сопротивлением r в трех режимах: «холостой ход», работа на нагрузку и режим короткого замыкания (к. з.).

Рисунок 1.8.3.

Схематическое изображение источника постоянного тока: 1 – батарея разомкнута; 2 – батарея замкнута на внешнее сопротивление R; 3 – режим короткого замыкания.

Для измерения напряжений и токов в электрических цепях постоянного тока используются специальные приборы – вольтметры и амперметры.

Вольтметр предназначен для измерения разности потенциалов, приложенной к его клеммам. Он подключается параллельно участку цепи, на котором производится измерение разности потенциалов. Любой вольтметр обладает некоторым внутренним сопротивлением RB. Для того, чтобы вольтметр не вносил заметного перераспределения токов при подключении к измеряемой цепи, его внутреннее сопротивление должно быть велико по сравнению с сопротивлением того участка цепи, к которому он подключен. Для цепи, изображенной на рис. 1.7 4, это условие записывается в виде: RB >> R1.

Это условие означает, что ток IB = Δφcd / RB, протекающий через вольтметр, много меньше тока I = Δφcd / R1, который протекает по тестируемому участку цепи.

Поскольку внутри вольтметра не действуют сторонние силы, разность потенциалов на его клеммах совпадает по определению с напряжением. Поэтому можно говорить, что вольтметр измеряет напряжение.

Амперметр предназначен для измерения силы тока в цепи. Амперметр включается последовательно в разрыв электрической цепи, чтобы через него проходил весь измеряемый ток. Амперметр также обладает некоторым внутренним сопротивлением RA. В отличие от вольтметра, внутреннее сопротивление амперметра должно быть достаточно малым по сравнению с полным сопротивлением всей цепи. Для цепи на рис. 1.7.4 сопротивление амперметра должно удовлетворять условию RA

чтобы при включении амперметра ток в цепи не изменялся.

Измерительные приборы – вольтметры и амперметры – бывают двух видов: стрелочные (аналоговые) и цифровые. Цифровые электроизмерительные приборы представляют собой сложные электронные устройства. Обычно цифровые приборы обеспечивают более высокую точность измерений.

Рисунок 1. 7.4.

Включение амперметра (А) и вольтметра (В) в электрическую цепь

Последовательное и параллельное соединение проводников.

Проводники в электрических цепях могут соединяться последовательно и параллельно.

При последовательном соединении проводников (рис. 1.8.1) сила тока во всех проводниках одинакова: I1 = I2 = I.

Рисунок 1.8.1.

Последовательное соединение проводников.

По закону Ома, напряжения U1 и U2 на проводниках равны U1 = IR1, U2 = IR2.

Общее напряжение U на обоих проводниках равно сумме напряжений U1 и U2:

U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR,

где R – электрическое сопротивление всей цепи. Отсюда следует:

При последовательном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников.

Этот результат справедлив для любого числа последовательно соединенных проводников.

При параллельном соединении (рис. 1.8.2) напряжения U1 и U2 на обоих проводниках одинаковы: U1 = U2 = U.

Рисунок 1. 8.2.

Параллельное соединение проводников.

Сумма токов I1 + I2, протекающих по обоим проводникам, равна току в неразветвленной цепи:

Этот результат следует из того, что в точках разветвления токов (узлы A и B) в цепи постоянного тока не могут накапливаться заряды. Например, к узлу A за время Δt подтекает заряд IΔt, а утекает от узла за то же время заряд I1Δt + I2Δt. Следовательно,

Записывая на основании закона Ома:

где R – электрическое сопротивление всей цепи, получим:

При параллельном соединении проводников величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников.

Этот результат справедлив для любого числа параллельно включенных проводников.

Формулы для последовательного и параллельного соединения проводников позволяют во многих случаях рассчитывать сопротивление сложной цепи, состоящей из многих резисторов. На рис. 1.8.3 приведен пример такой сложной цепи и указана последовательность вычислений.

Рисунок 1.8.3.

Расчет сопротивления сложной цепи. Сопротивления всех проводников указаны в омах (Ом)

Следует отметить, что далеко не все сложные цепи, состоящие из проводников с различными сопротивлениями, могут быть рассчитаны с помощью формул для последовательного и параллельного соединения. На рис. 1.8.4 приведен пример электрической цепи, которую нельзя рассчитать указанным выше методом.

Рисунок 1.8.4.

Пример электрической цепи, которая не сводится к комбинации последовательно и параллельно соединенных проводников

Закон Ома для участка цепи: сила тока I на участке электрической цепи прямо пропорциональна напряжению U на концах участка и обратно пропорциональна его сопротивлению R.

Формула закона: I =. Отсюда запишем формулыU = IR и R = .

Рис.1. Участок цепи Рис. 2. Полная цепь

Закон Ома для полной цепи: сила тока I полной электрической цепи равнаЭДС (электродвижущей силе) источника тока Е , деленной на полное сопротивление цепи (R + r). Полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений внешней цепи R и внутреннего r источника тока.Формула закона I =

. На рис. 1 и 2 приведены схемы электрических цепей.

3. Последовательное и параллельное соединение проводников

Проводники в электрических цепях могут соединяться последовательно и параллельно . Смешанное соединение сочетает оба эти соединения.

Сопротивление,при включении которого вместо всех других проводников, находящихся между двумя точками цепи, ток и напряжение остаются неизменными, называют эквивалентным сопротивлением этих проводников.

Последовательное соединение

Последовательным называется соединение, при котором каждый проводник соединяется только с одним предыдущим и одним последующим проводниками.

Как следует из первого правила Кирхгофа , при последовательном соединении проводников сила электрического тока, протекающего по всем проводникам, одинакова (на основании закона сохранения заряда).

1. При последовательном соединении проводников (рис. 1) сила тока во всех проводниках одинакова: I 1 = I 2 = I 3 = I

Рис. 1.Последовательное соединение двух проводников.

2. Согласно закону Ома, напряженияU 1 иU 2 на проводниках равны U 1 = IR 1 , U 2 = IR 2 , U 3 = IR 3 .

Напряжение при последовательном соединении проводников равно сумме напряжений на отдельных участках (проводниках) электрической цепи.

U = u1 + u2 + u3

Позакону Ома, напряжения U 1, U 2 на проводниках равныU 1 = IR 1 , U 2 = IR 2 , В соответствии вторым правилом Кирхгофа напряжение на всем участке:

U = U 1 + U 2 = IR 1 + IR 2 = I(R 1 + R 2 )= I·R. Получаем: R = R 1 + R 2

Общее напряжение U на проводниках равно сумме напряжений U 1 , U 2 , U 3 равно: U = U 1 + U 2 + U 3 = I · (R 1 + R 2 + R 3 ) = IR

где R ЭКВ – эквивалентное сопротивление всей цепи. Отсюда: R ЭКВ = R 1 + R 2 + R 3

При последовательном соединении эквивалентное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных участков цепи: R ЭКВ = R 1 + R 2 + R 3 +…

Этот результат справедлив для любого числа последовательно соединенных проводников.

Из закона Омаследует: при равенстве сил тока при последовательном соединении:

I = , I = . Отсюда = или =, т. е. напряжения на отдельных участках цепи прямо пропорциональны сопротивлениям участков.

При последовательном соединении n одинаковых проводников общее напряжение равно произведению напряжению одного U 1 на их количество n :

U ПОСЛЕД = n · U 1 . Аналогично для сопротивлений: R ПОСЛЕД = n · R 1

При размыкании цепи одного из последовательно соединенных потребителей ток исчезает во всей цепи, поэтому последовательное соединение на практике не всегда удобно.

Тест: Параллельное соединение проводников — Физика 8 класс

Тест: Параллельное соединение проводников — Физика 8 класс

Английский язык

Астрономия

Белорусский язык

Биология

География

ИЗО

Информатика

История

Итальянский язык

Краеведение

Литература

Математика

Музыка

Немецкий язык

ОБЖ

Обществознание

Окружающий мир

ОРКСЭ

Русский язык

Технология

Физика

Физкультура

Химия

Черчение

Для учителей

Дошкольникам

VIP — доступ

• Предметы
»
• Физика
»
• 8 класс
»
• Параллельное соединение проводников

Параллельное соединение проводников

в тесте проверяется знание учащимися законов параллельного соединения проводников

Физика 8 класс | Автор: Чижова В. А. | ID: 8421 | Дата: 2.6.2016

Помещать страницу в закладки могут только зарегистрированные пользователи
Зарегистрироваться

Вопрос № 1

Несколько потребителей соединены параллельно. Что произойдет с остальными , если один из потребителей отключить?

тоже отключатся
некоторые отключатся, некоторые будут продолжать работать
остальные будут продолжать работать
среди ответов нет правильного

Вопрос № 2

какое напряжение используется в бытовых сетях России?

110 В
150 В
220 В
330 В

Вопрос № 3

сила тока в неразветввленной части цепи равна…

сумме сил токов в отдельных параллельно соединенных проводниках
произведению сил токов в отдельных параллельно соединенных проводниках
разности сил токов в отдельных параллельно соединенных проводниках
не может быть определена

Вопрос № 4

общее сопротивление цепи при параллельном соединении проводников определяется по формуле

R=R1+R2
R=R1*R2
1/R=1/R1+1/R2
1/R=1/R1*1/R2

Вопрос № 5

что можно сказать о напряжении на концах параллельно соединенных проводников ?

напряжения разные, чем больше сопротивление, тем больше напряжение
напряжения разные , чем больше сопротивление, тем меньше напряжение
напряжения одинаковые
среди ответов нет верного

Вопрос № 6

что можно сказать о потребителях, включаемых параллельно в одну и ту же электрическую сеть?

они должны быть рассчитаны на одно и то же произвольное напряжение
они должны быть рассчитаны на одно и то же напряжение, равное напряжению в сети
они могут быть рассчитаны на разные напряжения
среди ответов нет верного

Вопрос № 7

при параллельном соединении проводников общее сопротивление цепи. ..

не изменяется
увеличивается
уменьшается
среди ответов нет верного

Вопрос № 8

Две лампочки соединены параллельно, их сопротивления соответственно равны 2(Ом) и 3(Ом). Определить общее сопротивление лампочек.

5(Ом)
1,2(Ом)
1(Ом)
6(Ом)

Вопрос № 9

Два резистора соединены параллельно. Если к ним параллельно подсоединить еще один резистор, то сила тока в неразветвленной части цепи…

уменьшится
увеличится
не изменится
нельзя дать точный ответ

Вопрос № 10

Две лампочки , рассчитанные на напряжение 220В, включены параллельно в сеть с напряжением 120В. Какое напряжение будет на каждой лампочке?

220В
120В
340В
100В

Показать ответы

Получение сертификата
о прохождении теста

Доступно только зарегистрированным пользователям

© TestEdu.ru 2013-2022

E-mail администратора: [email protected]

Различия между последовательными и параллельными цепями

В электротехнике и электронике очень важно знать различия между последовательными и параллельными цепями. Это две самые основные формы электрической цепи, а другую, представляющую собой последовательно-параллельную цепь, которая представляет собой комбинацию обоих, можно понять, применяя одни и те же правила.

Прежде чем перейти к их различиям, сначала мы собираемся обсудить, что такое электрическая цепь и каковы основные компоненты электрической цепи.

• Похожие сообщения: Последовательные, параллельные и последовательно-параллельные схемы, их сравнение и применение

Содержание

Электрическая цепь

Электрическая цепь или сеть представляет собой замкнутый контур, обеспечивающий замкнутый путь для протекания тока. Это путь, который соединяет вместе различные электрические компоненты (такие как источник питания, резистор, конденсаторы, катушка индуктивности и т. д.). Он начинается и заканчивается в одной и той же точке, образуя петлеобразную структуру. Цепь состоит из 3 основных компонентов; источник питания, электрические компоненты (нагрузка) и проводники (провода) для связи между ними.

Источник питания питает цепь и обеспечивает подачу тока в цепь. Источником питания может быть источник напряжения или источник тока. Типичным примером источника напряжения является батарея.

Электрические компоненты обычно резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и т. д. являются нагрузкой, подключенной к источнику питания. Использование различных типов электрических компонентов влияет на свойства цепи.

9Провода 0011 являются чистыми проводниками и соединяют вместе электрические компоненты и источник питания. Соединение компонентов в различных конфигурациях также изменяет свойства схемы, такие как Series , Parallel и Serial-Parallel Circuit.

Два основных типа цепей — последовательная и параллельная. Но прежде чем перейти к последовательной и параллельной схеме, давайте посмотрим, что такое последовательное и параллельное соединение.

• Связанный пост: Последовательное, параллельное и последовательно-параллельное соединение аккумуляторов

Последовательное соединение

Последовательное соединение между компонентами — это когда два или более компонента соединяются вместе в каскадной форме или хвост 1-го компонента соединяется с головкой 2-го компонента ^-го -го и т. д. . Компоненты, соединенные последовательно, образуют цепную структуру в одной линии.

Параллельное соединение

Соединение называется параллельным, если два или более компонента соединены вместе бок о бок или их головки соединены вместе, а их хвосты соединены вместе. Параллельно соединенные компоненты образуют несколько путей или петель.

Последовательная цепь

Цепь называется последовательной, если компоненты соединены последовательно или каскадно в одну линию. Последовательная цепь образует путь, который имеет только одну петлю, поэтому ток, протекающий через компоненты, одинаков, а напряжение делится в зависимости от сопротивления каждого компонента.

• Сообщение по теме: Как подключить лампы последовательно?

Ток в последовательной цепи

Ток через каждый компонент в последовательной цепи остается одинаковым и равен току, подаваемому источником питания. Поскольку существует только один путь для текущего потока, ток не делится.

I _T = I ₁ += I ₂ = I ₃ + … I _n

Напряжение в последовательной цепи

Сумма падений напряжения на каждом компоненте в последовательной цепи равна напряжению питания. Напряжение последовательной цепи делится между компонентами в зависимости от их сопротивления. Поэтому падение напряжения на каждом компоненте различно и зависит от значения сопротивления компонентов.

В _Т = В ₁ + В ₂ + В ₃ + … В _n

Сопротивление в последовательной цепи:

Когда резисторы соединены последовательно, их общее сопротивление складывается и представляет собой сумму индивидуальных сопротивлений каждого резистора.

R _eq = R ₁ + R ₂ + R ₃ + … R _n

Общее сопротивление в отдельной цепи всегда больше, чем сопротивление ее отдельной цепи.

• Запись по теме: Как подключить коммутаторы последовательно?

Конденсатор в последовательной цепи:

Когда конденсаторы соединены последовательно, их общая или эквивалентная емкость уменьшается, потому что разность напряжений на каждом конденсаторе уменьшается, а также уменьшается заряд, накопленный благодаря этому напряжению.

1/C _eq = 1/C ₁ + 1/C ₂ + 1/C ₃ + … 1/C _n

3 9 меньше индивидуальной емкости.

Катушка индуктивности представляет собой последовательную цепь:

Суммарная индуктивность двух или более катушек индуктивности в последовательной цепи представляет собой сумму индивидуальных индуктивностей.

L _eq = L ₁ + L ₂ + L ₃ + … L _n

Суммарная индуктивность в цепи увеличивается, и она всегда больше, чем в отдельной цепи.

Неисправность в последовательной цепи:

Если есть неисправность в каком-либо компоненте последовательной цепи, вся цепь не работает, потому что ток прерывается и нет другого пути для протекания тока. Таким образом, неисправность в одном компоненте приведет к отключению всей цепи. Чтобы устранить неполадки в последовательной цепи, вы должны проверить каждый компонент. Таким образом, устранение неполадок в последовательной цепи сложнее, чем в параллельной.

Типичным примером последовательной цепи могут быть рождественские гирлянды, они соединены последовательно. Если один из них перестает работать, вся гирлянда не загорается, и обнаружить неисправный свет очень сложно.

• Связанный пост: Какие возражения против последовательного соединения лампочек и ламп?

Источники питания в последовательной цепи:

Если два или более источника питания соединены последовательно, их общее или эквивалентное напряжение будет суммой отдельных напряжений, а общий подаваемый ток останется таким же, как и ток, подаваемый индивидуальная подача.

Для расчета мощности в последовательной цепи можно использовать следующие электрические формулы:

P = I ² R ₁  + I ² R ₂  + … I 909 R 0 90 90

or

P = V ₁ ² /R ₁  + V ₂ ² /R ₂  + … V _n ^2/ R _n

Итак, если вы хотите увеличить напряжение источника питания, подключите его последовательно. Например, две батареи по 6 В, соединенные последовательно, дадут 12 В от общего напряжения.

Параллельная цепь

Цепь называется параллельной, если электрические компоненты соединены в параллельной конфигурации или их концы соединены с общей точкой. Он образует несколько петель или путей для прохождения тока.

Ток в параллельной цепи

Ток в параллельной цепи разделяется и разветвляется по каждому пути. Там полный ток или ток питания равен сумме токов через отдельные компоненты и зависит от значения их сопротивления.

I _T = I ₁ + I ₂ + I ₃ +… I _N

В напряжении Париль в параллельной цепи

В стойке параллель

В стойке параллель

. по каждому пути или компоненту, потому что каждый компонент подключен к источнику в одних и тех же точках.

В _Т = В ₁ = В ₂ = В ₃ = … В _n

• 0011 Связанная запись: Как подключить свет параллельно?

Резисторы в параллельной цепи

Общее сопротивление нескольких резисторов в параллельной цепи уменьшается и становится меньше, чем сопротивление каждого из них.

1/R _{Уравнение} = 1/R ₁ + 1/R ₂ + 1/R ₃ +… 1/R _N

. общая емкость конденсаторов, включенных в параллельную цепь, увеличивается и является суммой емкостей отдельных конденсаторов.

C _eq = C ₁ + C ₂ + C ₃ + … C _n

Суммарная или эквивалентная емкость всегда больше отдельной емкости.

Индуктивность в параллельной цепи

Суммарная индуктивность катушек индуктивности, соединенных в параллельную цепь, уменьшается и всегда меньше, чем индуктивность любых отдельных катушек индуктивности.

1/л _экв = 1/л ₁ + 1/л ₂ + 1/L ₃ + … 1/L _n

Источники питания в параллельной цепи

При параллельном подключении источников питания их общее напряжение остается неизменным, а их общий ток подаваемый ток представляет собой сумму тока, подаваемого отдельным источником питания.

Для расчета мощности в параллельной цепи можно использовать следующие формулы:

P = V ² /R ₁  + V ² /R ₂  + … V ^2/ R _n

or

P = I ₁ ² R ₁  + I ₂ ² R ₂  + … I _n ² R _n

Неисправность в параллельной цепи

течь. Легче устранять неисправности компонентов в параллельной цепи, потому что легче определить ветвь, в которой возникла проблема.

Приборы в наших домах соединены в параллельную цепь. Поскольку напряжение не делится между приборами, и если какой-либо из них перестанет работать, это не повлияет на другие приборы. Легче определить, где проблема.

• Запись по теме: Как подключить коммутаторы параллельно?

Основные различия между последовательной и параллельной схемой

В следующей таблице показано сравнение последовательной и параллельной цепей .

Характеристики	Цепь серии	Параллельная цепь
Определение	Цепь с единственным путем для протекания тока.	Цепь с несколькими путями для протекания тока.
Расположение	Компоненты расположены в одну линию, их хвосты соединены с головками следующего компонента.	Компоненты расположены так, что их головка скорректирована вместе, а хвосты соединены вместе.
Текущие маршруты	Последовательная цепь образует единую петлю, поэтому существует только один путь.	Он образует несколько петель, поэтому существует несколько путей для тока.
Текущий	Ток остается одинаковым для всех компонентов.	Ток делится на разные величины в каждом пути и зависит от значения сопротивления, обеспечиваемого каждым путем.
Напряжение	Напряжение распределяется между компонентами и зависит от сопротивления каждого компонента.	Напряжение на каждом пути или компоненте остается неизменным.
Сопротивление	Общее сопротивление в последовательной цепи увеличивается.	Общее сопротивление в параллельной цепи уменьшается.
Емкость	Суммарная емкость в последовательной цепи уменьшается.	Общая емкость в параллельной цепи увеличивается.
Индуктивность	Общая индуктивность в последовательной цепи увеличивается.	Суммарная индуктивность в параллельной цепи уменьшается.
Блок питания	Для блоков питания, соединенных последовательно, общее напряжение увеличивается (суммируется), а общий ток остается неизменным.	Для источников питания, подключенных параллельно, общее напряжение остается неизменным, а общий ток увеличивается (суммируется).
Ошибка	Неисправность любого компонента приводит к разрыву всей цепи, и другие компоненты не работают.	Неисправность любого компонента не повлияет на другие компоненты, и они будут работать нормально.
Поиск и устранение неисправностей	Устранение неполадок затруднено, а идентификация компонентов требует времени.	проще найти неисправную ветвь.

 Похожие сообщения:

• Какая лампочка светится ярче при последовательном и параллельном подключении и почему?
• Параллельное соединение аккумуляторов с солнечной панелью
Серия
• Соединение аккумуляторов с солнечной панелью.
Серия
• Подключение солнечной панели к системе автоматического ИБП
• Как управлять каждой лампой с помощью отдельного переключателя в параллельной цепи освещения?
• Калькулятор параллельного резистора
• Калькулятор параллельного индуктора
Калькулятор конденсаторов серии

URL-адрес скопирован

Разница между последовательным и параллельным соединениями

Введение

В этом разделе более подробно рассматриваются последовательные, параллельные и последовательно-параллельные соединения. цель этого раздела — объяснить, почему используются определенные соединения, как настроить желаемое соединение, а также рассмотрение того, какое соединение является наиболее выгодным для использования на основе ваша ситуация.

Почему параллельно?

Строго параллельные соединения в основном используются в небольших, более простых системах и обычно с ШИМ-контроллеры, хотя и являются исключениями. Параллельное подключение панелей увеличит ампер и держите напряжение одинаковым. Это часто используется в 12-вольтовых системах с несколькими панелями. параллельное подключение панелей 12В позволяет сохранить возможности зарядки 12В.

Недостатком параллельных систем является то, что при большой силе тока трудно перемещаться на большие расстояния. без использования очень толстых проводов. Системы мощностью до 1000 Вт могут в конечном итоге выдавать более 50 ампер. что очень сложно передать, особенно в системах где ваших панелей больше 10 футов от вашего контроллера, и в этом случае вам придется перейти на 4 AWG или толще, что может быть дорого в долгосрочной перспективе. Кроме того, для параллельных систем требуется дополнительное оборудование, такое как ответвительные соединители. или комбайн.

Почему серия?

Строго последовательные соединения в основном используются в небольших системах с контроллером MPPT. Последовательное соединение панелей повысит уровень напряжения и сохранит силу тока на том же уровне. Причина, по которой последовательные соединения используются с контроллерами MPPT, заключается в том, что контроллеры MPPT на самом деле могут принимать более высокое входное напряжение и при этом заряжать аккумуляторы на 12 В или более. Контроллеры Renogy MPPT могут принимать входное напряжение 100 вольт. Преимущество серий в том, что их легко трансфер на большие расстояния. Например, у вас может быть 4 панели Renogy 100 Вт последовательно, запустите их. 100 футов и используйте только тонкий провод 14 калибра.

Недостатком серийных систем являются проблемы с затенением. Когда панели соединены последовательно, все они смысле зависят друг от друга. Если одна панель затенена, это повлияет на всю строку. Это не будет происходит в параллельном соединении.

 

Почему последовательно-параллельно?

Массивы солнечных панелей обычно ограничены одним фактором — контроллером заряда. Контроллеры заряда предназначен только для приема определенной силы тока и напряжения. Часто для более крупных систем в Чтобы оставаться в пределах этих параметров силы тока и напряжения, мы должны проявлять творческий подход и использовать последовательно-параллельное соединение. Для этого соединения создается цепочка из 2-х и более панелей в ряд. Затем необходимо создать и распараллелить равную строку. 4 панели последовательно должны быть параллельно с другими 4 панелями последовательно, иначе будет серьезная потеря мощности. Вы можете увидеть больше в пример ниже.

Последовательно-параллельное соединение практически не имеет недостатков. Они обычно используются при необходимости и других параметры недоступны.

Как настроить систему параллельно.

Параллельное соединение выполняется путем соединения плюсов двух панелей вместе, а также негативы каждой панели вместе. Это может быть достигнуто различными способами, но обычно для в меньших системах это будет использоваться через разветвитель. Ответвительный соединитель имеет Y-образную форму, и у одного есть два входа для положительного, который меняется на один, а также два входа для отрицательного, которые изменения на один. См. рисунок ниже.

Модель  2.4.1

 

 

Как видите, у вас есть слот для отрицательной клеммы панели №1 и отрицательной клеммы панели №1. панель №2. А также положительные эквиваленты. Тогда отрицательный выход и положительный выход будут используется для подключения к контроллеру заряда через солнечный фотоэлектрический кабель.

См. схему ниже.

Модель 2.4.2

Давайте рассмотрим численный пример. Допустим, у вас есть 2 солнечные панели по 100 Вт и батарея на 12 В. Поскольку каждая панель на 12 В, а блок батарей, который вы хотите зарядить, на 12 В, вам необходимо параллельно ваша система, чтобы поддерживать напряжение одинаковым. Рабочее напряжение 18,9V и рабочий ток составляет 5,29 ампер. Параллельное подключение системы позволит сохранить напряжение на том же уровне и увеличить силу тока на количество параллельных панелей. В этом случае у вас есть 5,29 Ампер x 2 = 10,58 Ампер. Напряжение остается на уровне 18,9. вольт. Чтобы проверить математику, вы можете сделать 10,58 ампер x 18,9 вольт = 199,96 Вт, или почти 200 Вт.

Как установить вашу систему последовательно

Последовательное соединение выполняется путем соединения плюса одной панели с минусом другой другая панель вместе. При этом вам не нужно никакого дополнительного оборудования, кроме проводов панели. предоставлена. См. схему ниже.

Модель 2.4.3

Let’s Lets’s At umertical пример. Допустим, у вас есть 2 солнечные панели по 100 Вт и батарея на 24 В. Поскольку каждая панель рассчитана на 12 В, а батарея, которую вы хотите зарядить, на 24 В, вам необходимо последовательно подключить система повышения напряжения. В целях безопасности используйте напряжение холостого хода для расчета серии соединений, в этом случае панель мощностью 100 Вт имеет разомкнутую цепь 22,5 В и 5,29 В.ампер Связь последовательно будет 22,5 вольта х 2 = 45 вольт. Ампер останется на уровне 5,29. Причина, по которой мы используем открытый напряжение цепи мы должны учитывать максимальное входное напряжение контроллера заряда.

*Если вы хотите проверить математику, это не будет работать с напряжением холостого хода. Вы можете использовать рабочее напряжение, поэтому 18,9 вольт x 2 = 37,8 вольт. 37,8 вольт x 5,29 ампер = 199,96 Вт или почти 200 Вт.

Как настроить последовательно-параллельную систему

Последовательно-параллельное соединение выполняется с использованием как последовательного, так и параллельного соединения. Каждый раз, когда вы группируете панели вместе, будь то 2, 4, 10, 100 и т. д., это называется нить. При последовательно-параллельном соединении вы, по сути, параллельно соединяете 2 или более одинаковых струны вместе.

См. схему ниже

Модель 2.4.4

Как вы можете видеть, что эта серия параллельная соединение имеет 2 струны из 4 панелей. Струны параллельны все вместе.

Давайте рассмотрим числовой пример для этой диаграммы. Это в основном используется на нашем Renogy 40 Amp MPPT. Контроллер, поскольку он может принимать до 800 Вт мощности, но может принимать только 100 Вольт, поэтому нельзя делать все подряд. Параллельное соединение 8 панелей также приведет к слишком высокому сила тока

В этом примере вы должны использовать напряжение холостого хода 22,5 В и рабочий ток 5,29 Ампер. Создав цепочку из 4 панелей, вы получите напряжение 22,5 Вольта x 4 = 90 Вольт, что находится под пределом 100 вольт. Затем, запараллелив другую нить, напряжение останется 90 вольт и ампер удвоится, поэтому 5,29 ампер x 2 = 10,58 ампер.

* Имейте в виду, что обычно существует еще один фактор, который необходимо учитывать при определении размера для контроллера MPPT называется форсированным током.