Rozdíl mezi sériovým a paralelním zapojením
Sériová a paralelní připojení jsou hlavními způsoby připojení elektrických prvků v elektrickém obvodu. Mají však významné rozdíly, které určují jejich vlastnosti a použití v různých situacích.
V sériovém zapojení jsou prvky obvodu zapojeny jeden po druhém, takže proud protékající každým prvkem je stejný. Odpor každého prvku se sčítá a tvoří celkový odpor obvodu. Zvyšuje se tak odpor sériově zapojených prvků. Pokud jsou například dva odpory 10 ohmů a 20 ohmů zapojeny do série v obvodu, celkový odpor obvodu bude 10 ohmů + 20 ohmů = 30 ohmů.
Na rozdíl od sériového zapojení jsou v paralelním zapojení prvky obvodu vzájemně propojeny paralelně, takže napětí na každém prvku je stejné. Celkový odpor obvodu v paralelním zapojení je určen vzorcem, který je převrácenou hodnotou součtu reverzních odporů každého prvku. Tím klesá odpor paralelně zapojených prvků. Pokud jsou například dva odpory 10 Ohm a 20 Ohm paralelně zapojeny do obvodu, celkový odpor obvodu bude 1 / (1 / 10 Ohm + 1 / 20 Ohm) = 1 / (0,1 Ohm + 0,05 Ohm ) = 1 / 0,15 Ohm = 6,67 Ohm.
Je důležité poznamenat, že sériové zapojení se vyznačuje tím, že když obvodem protéká proud, odpory každého prvku se sečtou, zatímco v paralelním zapojení se síla proudu rozdělí mezi prvky obvodu. Navíc sériové zapojení zvyšuje celkový odpor, zatímco paralelní zapojení jej snižuje.
Oba typy zapojení mají své výhody i omezení a výběr mezi nimi závisí na konkrétních podmínkách a požadavcích obvodu nebo zařízení. Sériové zapojení se často používá pro vytvoření vyššího celkového odporu, zatímco paralelní zapojení se často používá pro zvýšení proudu v obvodu. Jsou široce používány v mnoha oblastech včetně elektroniky, elektrotechniky a energetických systémů.
Co je sériové připojení
Sériové připojení má své vlastní vlastnosti a výhody. Za prvé vám umožňuje použít Kirchhoffův zákon k analýze elektrických obvodů a určení celkového odporu obvodu. Za druhé, toto spojení umožňuje úplnou kontrolu proudu a napětí v každé součásti obvodu.
Se sériovým připojením však existují určitá omezení. Pokud dojde k poruše jedné součástky, obvod může být přerušen a zbývajícími součástmi nebude protékat elektrický proud. Navíc se celkový odpor obvodu zvyšuje přidáním každé součásti, což může snížit celkový výkon obvodu.
Sériová komunikace je široce používána v různých oblastech, včetně elektroniky, elektrotechniky a datových sítí. Tento jednoduchý a účinný obvod umožňuje vytvářet složité elektrické systémy a zároveň zajistit spolehlivý a přesný přenos signálu.
Sériové připojení: Základní principy a aplikace
Jedním ze základních principů sériového zapojení je, že v takovém obvodu je proud každým prvkem stejný a rovný součtu proudů procházejících všemi prvky. To určuje důležitou vlastnost sériového zapojení – celkový součet odporů prvků v obvodu se rovná součtu odporů každého jednotlivého prvku.
Sériové připojení je nejrozšířenější v situacích, kdy je potřeba přenést signál z jednoho prvku na druhý bez přidání nebo změny informací. V elektronice to lze použít k přenosu signálů v elektrických obvodech, včetně přenosu dat, dodatečných elektrických impulsů a řídicích a spínacích signálů.
Specifické aplikace sériového zapojení zahrnují pasivní obvody, jako je sériové zapojení rezistorů, induktorů nebo kondenzátorů. Tato technika může být také použita v aktivních obvodech, kde prvky jsou aktivní součástky, jako jsou tranzistory nebo operační zesilovače.
Je však třeba poznamenat, že sériová komunikace má svá omezení. Je důležité vzít v úvahu odpor každého jednotlivého prvku, protože v případě velmi rozdílných hodnot odporu může být proud v obvodu výrazně omezen. Pokud se navíc jeden prvek rozbije, může se stát nefunkční celé následující spojení.
Vlastnosti sériového připojení
Hlavním rysem sériového zapojení je to, že součásti jsou zapojeny jedna po druhé v obvodu, to znamená, že výstup jedné součásti je vstupem pro další. Proud tedy prochází každou komponentou v sérii.
Při práci v sériovém připojení je třeba vzít v úvahu řadu funkcí:
- Konstantní proud: V sériovém zapojení je proud stejný pro všechny komponenty, protože proud procházející jednou komponentou pokračuje v cestě další.
- Součet napětí: Napětí na každé součástce se sčítá, to znamená, že napětí na celém obvodu je součtem napětí na každé jednotlivé součástce.
- Výhody a nevýhody: Sériové připojení má své výhody i nevýhody. Výhodou je jednoduchost provedení, spolehlivost a úspora materiálu. Nevýhodou však může být zvýšení odporu obvodu a snížení celkového výkonu systému.
- Citlivost na poruchy: Pokud v sériovém zapojení selže jedna součást, může dojít k přerušení celého obvodu. Proto je nutné zajistit spolehlivost každé součásti.
Sériová komunikace je široce používána v různých oblastech včetně elektroniky, elektrotechniky, telekomunikací a dalších.
Co je paralelní připojení
Charakteristickým rysem paralelního zapojení je, že ke každému prvku je připojeno stejné napětí. Také v tomto typu zapojení je celkový proud protékající součástmi roven algebraickému součtu proudů protékajících každou z nich.
Paralelní zapojení se používá v různých elektrických obvodech a systémech jako jsou elektrické sítě, osvětlovací obvody, napájecí zdroje a další. To vám umožní dosáhnout požadovaného výkonu nebo změnit konfiguraci obvodu na vyžádání.
| Výhody paralelního připojení: | Nevýhody paralelního připojení: |
|---|---|
| Poskytuje zvýšený výkon | Komplikuje návrh a instalaci obvodu |
| Umožňuje současné použití více komponent | Vyžaduje vyšší zatížení napájecího zdroje |
| Zvyšuje spolehlivost obvodu | Zvyšuje spotřebu energie |
Je důležité vzít v úvahu, že v paralelním zapojení má každá součástka svůj vlastní odpor a změna jednoho z nich může změnit celkový odpor a proud v obvodu.
Paralelní zapojení: základní principy a aplikace
Základním principem paralelního zapojení je, že pro úspěšnou funkci obvodu musí mít prvky stejné napětí. To znamená, že při paralelním zapojení bude napětí na každém prvku stejné a celkový proud se bude rovnat součtu proudů procházejících každým prvkem.
Uplatnění paralelního zapojení nachází v mnoha oborech, zejména v elektrotechnice. Paralelní připojení se například používá pro připojení napájecích zdrojů, jako jsou baterie nebo akumulátory pro zvýšení kapacity nebo výkonu systému. Paralelní připojení také umožňuje použití více napájecích zdrojů pro spolehlivost a redundanci. Paralelní zapojení se navíc používá v obvodech se stejným typem zátěže, kdy je požadováno zvýšení příkonu nebo výstupního proudu.
Níže uvedená tabulka ukazuje hlavní charakteristiky paralelního připojení:
| Charakterizace | Označení | Hodnota |
|---|---|---|
| Odpor | R | Součet odporů každého prvku |
| Stres | V | Totéž pro každý prvek |
| Ток | I | Součet proudů procházejících každým prvkem |
| Moc | P | Zvyšuje se paralelním připojením |
Vlastnosti paralelního připojení
| Rys | popis |
|---|---|
| Aktuální sdílení | V paralelním zapojení má každý prvek svůj vlastní samostatný proud. To znamená, že když je do sítě přidán nový prvek, celkový proud bude rozdělen mezi něj a zbývající prvky v souladu s jejich odporem. Když je prvek odstraněn, proud se také přerozdělí mezi zbývající prvky. |
| Zvýšení celkového výkonu | Paralelní zapojení umožňuje zvýšit celkový výkon obvodu. Toho je dosaženo součtem mocnin každého prvku. Pokud má tedy obvod dva prvky o výkonu 100 W, celkový výkon bude 200 W. |
| Snížený celkový odpor | V paralelním zapojení je celkový odpor sítě snížen ve srovnání s odporem každého prvku. To umožňuje zvýšit proud v obvodu při stejném použitém rozdílu potenciálu. |
| Zvýšené riziko přetížení | Pokud není paralelní připojení správně navrženo nebo provozováno, existuje riziko přetížení sítě. Pokud má jeden z prvků nízký odpor nebo není správně připojen, může přijmout většinu proudu, což způsobí přehřátí a poruchu. |
Při použití paralelního připojení musíte vzít tyto úvahy v úvahu a navrhnout obvod tak, aby splňoval požadavky na bezpečnost a účinnost.
Pokud potřebujeme, aby elektrický spotřebič fungoval, budeme ho muset připojit ke zdroji napájení. Proud musí procházet spotřebičem a poté se vrátit ke zdroji, jinými slovy, obvod musí být uzavřený.
Připojení každého zařízení k samostatnému zdroji je však proveditelné pouze v laboratorních podmínkách. V praxi se člověk musí vypořádat s omezeným počtem zdrojů a poměrně velkým počtem spotřebičů proudu.
To vysvětluje vytvoření systémů připojení, které umožňují zatížit jeden zdroj velkým počtem spotřebičů. Systémy mohou být různé složitosti a různých větví a budou založeny na 2 typech připojení: sériovém a paralelním.
Způsoby připojení přijímačů elektrické energie
Za předpokladu, že je několik elektrických přijímačů současně připojeno ke stejné síti, lze je snadno považovat za prvky jednoho obvodu s odporem, který je každému z nich vlastní.
V určitých případech je takový přístup docela přijatelný, kdy se například žárovky považují podobně jako rezistory. V tomto případě se zařízení snadno nahradí jejich odpory a poté se vypočítají požadované parametry obvodu.
Způsob zapojení elektrických přijímačů existuje v paralelní, smíšené nebo sériové formě. Sériové zapojení vodičů se považuje za zapojení několika zařízení sériovým způsobem do elektrického obvodu (tj. jednoho po druhém).
U tohoto typu zapojení nebude mít elektrický obvod žádné větve. Mohou to být například dvě lampy, stejný počet vinutí nebo elektromotory.
Proud v obvodu bude v každém bodě stejný, což je způsobeno akumulací elektrického náboje ve vodičích se stejnosměrným proudem a skutečností, že za určitý čas projde stejný náboj jakýmkoli průřezem vodiče. Proud v obou vodičích se tedy určí následovně:
“Paralelní elektrický obvod”
Autorská pomoc s tématem práce
Slevy na vaši první objednávku
Shromáždil více než 72 000 autorů akademických prací
Napětí celého obvodu, za daného sériového zapojení, bude určeno součtem napětí na každém prvku zahrnutém v obvodu:
Aplikací Ohmova zákona na celou sekci jako celek a na konkrétní sekce s odpory vodičů $R_1$ a $R_2$ je možné odvodit následující vzorec pro celkový odpor:
Toto pravidlo platí pro libovolný počet sériově zapojených vodičů. Obrovskou výhodou paralelního zapojení je skutečnost, že pokud je jeden z prvků vypnut, samotný obvod bude pokračovat v provozu se zachováním funkčnosti všech ostatních prvků. Existují však i určité nevýhody. Všechna zařízení proto musí být vypočítána na základě stejného napětí.
Paralelním způsobem se v obytných prostorách instalují síťové zásuvky 220 V. Takové připojení umožňuje zcela nezávislé zapojení různých zařízení do sítě, takže pokud jedno z nich selže, provoz ostatních není ovlivněn.
Smíšené zapojení je takové, ve kterém obvod obsahuje skupiny paralelních a sériově zapojených odporů.
Elektrické obvody s paralelním zapojením prvků
Paralelní zapojení je takové, ve kterém bude každý spotřebič elektrické energie zapojený do obvodu pod stejným napětím. V tomto případě jsou připojeny ke dvěma uzlům obvodu $a$ a $b$ a na základě prvního Kirchhoffova zákona lze zapsat následující vzorec, který demonstruje rovnost celkového proudu $I$ celého obvodu součtu proudů jednotlivých větví:
$I = I_1 + I_2 + I_3$
V případě paralelního zapojení dvou odporů $R_1$ a $R_2$ jsou tyto odpory nahrazeny jedním ekvivalentním odporem:
Pak bude ekvivalentní vodivost obvodu rovna součtu vodivostí jednotlivých větví:
$g_ = g_1 + g_2 + g_3$
S rostoucím počtem paralelně zapojených spotřebičů se zvyšuje i vodivost obvodu $g_$ a naopak se snižuje celkový odpor $R_$.
Napětí v elektrickém obvodu s paralelně zapojenými odpory:
Porovnání sériového a paralelního zapojení obvodů
Při sériovém zapojení elektrických přijímačů je třeba dodržovat následující:
- když se změní odpor jednoho z přijímačů v obvodu, změní se napětí na ostatních;
- Pokud se jeden z přijímačů porouchá, proud přestane téct v celém obvodu i ve všech ostatních přijímačích.
Vzhledem k těmto vlastnostem se se sériovým zapojením setkáváme poměrně zřídka a používá se pouze za podmínky, že napětí sítě je vyšší než jmenovité napětí přijímačů.
Proudy v obvodu paralelně zapojených přijímačů budou mezi nimi rozděleny přímo úměrně jejich vodivosti (nepřímo úměrně jejich odporům). Zde můžeme provést analogii z hydrauliky s prouděním vody rozdělovaným potrubím v souladu s jejich průřezy. V tomto případě bude větší průřez analogický menšímu odporu (větší vodivosti).
Datum poslední aktualizace článku: 19.08.2024
podíl
- Telegram
- VKontakte
- Spolužáci
