Eine der Säulen, auf denen viele Konzepte in der Elektronik basieren, ist das Konzept der Reihen- und Parallelsch altung von Leitern. Es ist lediglich erforderlich, die Hauptunterschiede zwischen diesen Verbindungstypen zu kennen. Ohne dies kann man kein einzelnes Diagramm verstehen und lesen.
Richtlinien
Elektrischer Strom bewegt sich entlang des Leiters von der Quelle zum Verbraucher (Last). Am häufigsten wird ein Kupferkabel als Leiter ausgewählt. Das liegt an der Anforderung, die an den Leiter gestellt wird: Er muss Elektronen leicht abgeben.
Unabhängig von der Verbindungsmethode bewegt sich der elektrische Strom von Plus nach Minus. In dieser Richtung nimmt das Potential ab. Es sei daran erinnert, dass der Draht, durch den der Strom fließt, auch einen Widerstand hat. Aber sein Wert ist sehr gering. Deshalb werden sie vernachlässigt. Der Leiterwiderstand wird mit Null angenommen. Für den Fall, dass der Leiter einen Widerstand hat, ist es üblich, ihn als Widerstand zu bezeichnen.
Parallelverbindung
In diesem Fall sind die in der Kette enth altenen Elemente durch zwei Knoten miteinander verbunden. Sie haben keine Verbindungen zu anderen Knoten. Abschnitte der Kette mit einer solchen Verbindung werden Verzweigungen genannt. Das Schema der Parallelsch altung ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
In einer verständlicheren Sprache sind in diesem Fall alle Leiter an einem Ende in einem Knoten und am anderen - im zweiten verbunden. Dies führt dazu, dass der elektrische Strom in alle Elemente aufgeteilt wird. Dadurch erhöht sich die Leitfähigkeit des gesamten Stromkreises.
Wenn die Leiter auf diese Weise an den Stromkreis angeschlossen werden, ist die Spannung von jedem von ihnen gleich. Die Stromstärke des gesamten Stromkreises wird jedoch als Summe der Ströme bestimmt, die durch alle Elemente fließen. Unter Berücksichtigung des Ohmschen Gesetzes ergibt sich durch einfache mathematische Berechnungen ein interessantes Muster: Der Kehrwert des Gesamtwiderstands der gesamten Sch altung ist definiert als die Summe der Kehrwerte der Widerstände jedes einzelnen Elements. Es werden nur parallel gesch altete Elemente berücksichtigt.
Serielle Verbindung
In diesem Fall sind alle Elemente der Kette so verbunden, dass sie keinen einzigen Knoten bilden. Diese Verbindungsmethode hat einen wesentlichen Nachteil. Es liegt in der Tatsache, dass bei Ausfall eines der Leiter alle nachfolgenden Elemente nicht funktionieren können. Ein markantes Beispiel für eine solche Situation ist eine gewöhnliche Girlande. Wenn eine der darin enth altenen Glühbirnen durchbrennt, funktioniert die ganze Girlande nicht mehr.
Reihensch altung von Elementen unterscheidet sich dadurch, dass die Stromstärke in allen Leitern gleich ist. Die Sch altungsspannung ist gleichdie Summe der Spannungen der einzelnen Elemente.
In diesem Schema werden die Leiter einzeln in die Sch altung aufgenommen. Und das bedeutet, dass der Widerstand des gesamten Stromkreises die Summe der einzelnen Widerstände ist, die für jedes Element charakteristisch sind. Das heißt, der Gesamtwiderstand der Sch altung ist gleich der Summe der Widerstände aller Leiter. Die gleiche Abhängigkeit kann mathematisch unter Verwendung des Ohmschen Gesetzes abgeleitet werden.
Mischsysteme
Es gibt Situationen, in denen Sie auf derselben Sch altung sowohl serielle als auch parallele Verbindungen von Elementen sehen können. In diesem Fall spricht man von einer Mischverbindung. Die Berechnung solcher Schemata wird für jede Leitergruppe separat durchgeführt.
Also, um den Gesamtwiderstand zu bestimmen, ist es notwendig, den Widerstand von parallel gesch alteten Elementen und den Widerstand von in Reihe gesch alteten Elementen zu addieren. In diesem Fall ist die serielle Verbindung dominant. Das heißt, es wird an erster Stelle berechnet. Und erst danach wird der Widerstand von Elementen mit Parallelsch altung bestimmt.
LEDs anschließen
Wenn Sie die Grundlagen der beiden Arten von Verbindungselementen in einem Stromkreis kennen, können Sie das Prinzip der Erstellung von Stromkreisen für verschiedene Elektrogeräte verstehen. Betrachten Sie ein Beispiel. Das Anschlussbild der LEDs hängt stark von der Spannung der Stromquelle ab.
Bei kleiner Netzspannung (bis 5 V) werden die LEDs in Reihe gesch altet. In diesem Fall ein Durchgangskondensator und linearWiderstände. Durch den Einsatz von Systemmodulatoren wird die Leitfähigkeit der LEDs erhöht.
Wenn die Netzspannung 12 V beträgt, kann sowohl eine serielle als auch eine parallele Netzwerkverbindung verwendet werden. Bei serieller Verbindung werden Sch altnetzteile verwendet. Wird eine Sch altung aus drei LEDs aufgebaut, kann auf einen Verstärker verzichtet werden. Wenn die Sch altung jedoch mehr Elemente enth alten soll, wird ein Verstärker benötigt.
Im zweiten Fall, dh bei Parallelsch altung, müssen zwei offene Widerstände und ein Verstärker (mit einer Kapazität von mehr als 3 A) verwendet werden. Außerdem wird der erste Widerstand vor dem Verstärker installiert und der zweite - danach.
Bei hoher Netzspannung (220 V) greifen sie auf Reihensch altung zurück. Dabei kommen zusätzlich Operationsverstärker und Step-down-Netzteile zum Einsatz.
