Последовательное и параллельное соединение

В электронике есть два вида соединений электрической цепи, последовательное и параллельное.

В электрике последовательное соединение — это тип подключения элементов электрической цепи, где все элементы соединены таким образом, что ток проходит через них последовательно, то есть через один элемент за другим.

Это означает, что если в цепи есть несколько элементов, то ток будет проходить через каждый из них по очереди.

Основной принцип последовательного соединения заключается в том, что сумма напряжений на всех элементах цепи равна общему напряжению источника питания. Также в последовательном соединении ток через все элементы одинаковый.

Для создания последовательного соединения в электрической цепи необходимо просто соединить положительный вывод одного элемента с отрицательным выводом следующего элемента и так далее до завершения цепи.

При последовательном соединении сила тока в такой цепи всегда одинакова: I = I₁ = I₂ =…=I_n (сила тока определяется количеством электронов, проходящим через сечение проводника).

Резисторы: R = R₁ + R₂ +…+ R_n (все суммируется).                                    

Катушка индуктивности: L = L₁ + L₂ +…+L_n              

Конденсатор

\frac 1{C}+\frac1{C_1}+\frac1{C_2}+...+\frac1{C_n}

Выключатель: цепь замкнута, когда замкнуты все выключатели. Цепь разомкнута, когда разомкнут хотя бы один выключатель (логическое И).

Преимущества последовательного

Соединения включают простоту монтажа, одинаковый ток через каждый элемент и возможность использования элементов с разными значениями напряжения.

Однако, недостатком последовательного соединения является то, что если один из элементов выйдет из строя, то вся цепь будет нарушена, и все элементы перестанут работать.

Таким образом, последовательное соединение в электрике — это важный и распространенный способ подключения элементов цепи, который имеет свои преимущества и недостатки.

Параллельное соединение

В электрике — это один из важнейших элементов электрических цепей, который позволяет объединять несколько потребителей напряжения или токов и обеспечивать им независимую работу.

При параллельном соединении элементы цепи подключаются к общему источнику напряжения таким образом, что они соединены параллельно друг другу.

Для проведения параллельного соединения необходимо использовать разветвители или резисторы, через которые происходит соединение элементов цепи.

В параллельной цепи каждый элемент имеет свое собственное напряжение и ток, независимо от других элементов.

Это означает, что если один элемент выходит из строя, это не повлияет на работу остальных элементов.

Сила тока в не разветвлённой части цепи равна сумме сил тока в отдельных параллельно соединённых проводниках: I = I₁ = I₂ =…=I_n

Резисторы: при параллельном соединении резисторов складываются величины, обратно пропорциональные сопротивлению.

Если цепь можно разбить на вложенные под блоки, последовательно или параллельно включённые между собой, то сначала считают сопротивление каждого под блока, потом заменяют каждый под блок его эквивалентным сопротивлением, таким образом находится общее (искомое) сопротивление. Для двух параллельно соединённых резисторов их общее сопротивление равно:

 R= \frac {R_1R_2}{R_1+R_2}

(смотри правила Кирхгофа) R₁ = R₂ = R₃ =…= R_n общее сопротивление равно:

R=\frac {R_1}{n}

При параллельном соединении резисторов их общее сопротивление будет меньше наименьшего из сопротивлений.

Катушка индуктивности  

\frac 1{L_t}+\frac1{L_1}+\frac1{L_2}+...+\frac1{L_n}

Конденсатор

C_t=C_1+C_2+...+C_n

Выключатель: цепь замкнута, когда замкнут хотя бы один из выключателей.                

Пример использования: батареи, в которых отдельные химические источники тока соединены последовательно (для увеличения напряжения) или параллельно (для увеличения тока).

Преимущества параллельного

Соединения включают возможность подключения различных устройств к одному источнику питания, обеспечивая им индивидуальную работу.

Кроме того, такое соединение позволяет увеличить общую мощность потребляемой энергии, поскольку каждый элемент может работать независимо от остальных.

Однако параллельное соединение также имеет свои недостатки.

Например, в случае несоответствия параметров элементов цепи (напряжения, мощности) может возникнуть перегрузка и повреждение устройств.

Кроме того, такое соединение требует дополнительных резисторов и элементов, что может увеличить стоимость и сложность цепи.

В целом, параллельное соединение в электрике является эффективным способом объединения нескольких элементов цепи для обеспечения их независимой работы, но требует тщательного планирования и соблюдения всех необходимых условий для безопасной и эффективной работы цепи.