Zawartość
- Co to jest połączenie równoległe?
- Obliczanie szeregowych i równoległych równoważnych rezystancji
- Zalety połączenia równoległego
Po połączeniu szeregowym elementy są ułożone jeden za drugim, jak wagony kolejowe. Akumulator napędza prąd przez obwód szeregowy, który jest zamkniętą pętlą, więc prąd musi być taki sam przez każdy rezystor.
Pomyśl o baterii jak o pompowni, o prądzie jak o wodzie, a o opornikach jak o domach. Ten obwód jest jak dzielnica, w której woda jest kolejno pompowana przez wszystkie domy, aż w końcu powraca do przepompowni. W takim przypadku ta sama ilość wody musi przepłynąć przez każdy dom.
Prawo Ohma dotyczy napięcia, prądu i rezystancji i może być wyrażone jako:
V = I × R
Gdzie:
V = napięcie na rezystorze
I = prąd przez rezystor
R = opór
Jeśli prąd jest taki sam przez wszystkie rezystory szeregowo, prawo Ohma wskazuje, że napięcie na pojedynczym elemencie może się różnić, w zależności od jego rezystancji.
Co to jest połączenie równoległe?
Natomiast w obwodzie równoległym rezystory lub urządzenia są połączone jak szczeble drabiny. Obwód równoległy jest jak dzielnica, w której każdy dom znajduje się na własnej gałęzi linii wodnej i może czerpać inną ilość wody bez wpływu na inne.
Prawo Ohma, wyrażone w celu obliczenia prądu, to: I = V / R. Kiedy równoległe rezystory są podłączone do źródła zasilania, każdy element ma na sobie takie samo napięcie, ale może pobierać różny prąd, ponownie w zależności od indywidualnej rezystancji.
Obliczanie szeregowych i równoległych równoważnych rezystancji
Kolekcja szeregowa rezystorów R1, R2, R3,. . . odpowiada jednemu opornikowi, Rs, równemu sumie wszystkich rezystancji:
Rs = R1 + R2 + R3 + . . .
W rezultacie włożenie rezystora do obwodu szeregowego zawsze zwiększa rezystancję równoważną.
Rezystory R1, R2, R3,. . . równolegle działają również jako pojedynczy rezystor, ale obliczanie rezystancji równoważnej Rp jest bardziej skomplikowany, biorąc pod uwagę:
1 / Rp = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 + . . .
Zawsze dodając rezystor równolegle do obwodu zmniejsza się równoważny opór. Zależność ta ma interesujące implikacje w określaniu wad lub zalet obwodu równoległego.
Zalety połączenia równoległego
Wady lub zalety równoległej kombinacji elementów zależą od sytuacji. Na przykład domy są okablowane, więc urządzenia elektryczne mogą być używane równolegle. Kiedy lodówka jest podłączona do gniazdka kuchennego, zużywa energię elektryczną bez wpływu na napięcie lub prąd w pozostałej części domu - a zatem nie wpływa na działanie żadnego innego urządzenia. Jest to jedna z zalet połączenia równoległego.
Żarówki na sznurku nowoczesnych lampek choinkowych są również połączone równolegle. Jeśli jedna żarówka przepali się, staje się otwartym obwodem, który nie wpływa na inne żarówki. Reszta sznurka pozostaje podświetlona. Ponieważ pojedyncza ciemna żarówka jest natychmiast oczywista, można ją łatwo znaleźć i wymienić - ponownie zaletą obwodu równoległego.
Staromodne lampki choinkowe były połączone szeregowo, a wypalona żarówka zatrzymała przepływ prądu przez cały sznurek, wyłączając wszystkie lampki. Wyobraź sobie, jak trudno byłoby znaleźć jedną złą żarówkę!
Wada połączenia równoległego staje się widoczna w przypadku zwarcia, na przykład gdy ktoś zacina drut między dwoma stykami gniazda elektrycznego. Zwarcie ma bardzo niską rezystancję, co z kolei powoduje ogromny wzrost prądu w obwodzie i huk! Iskrzą latające, a przewody będą się nagrzewać, prawdopodobnie powodując pożar.
Na szczęście bezpiecznik przepala się i staje się obwodem otwartym. Ponieważ jest w szeregu z okablowaniem, bezpiecznik wykonuje swoją pracę i zatrzymuje przepływ prądu, zanim cokolwiek zostanie uszkodzone.