Seriell och parallell anslutning

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 28 januari 2021; kontroller kräver 12 redigeringar .

Serie- och parallellkopplingar inom elektroteknik är de två huvudsakliga sätten att ansluta element i en elektrisk krets . När de är seriekopplade är alla element anslutna till varandra så att den del av kedjan som inkluderar dem inte har en enda nod . Med en parallellkoppling förenas alla element som ingår i kedjan av två noder och har inga förbindelser med andra noder, såvida detta inte motsäger villkoret.

När ledarna är seriekopplade är strömstyrkan i alla ledare densamma. I detta fall är den totala spänningen i kretsen lika med summan av spänningarna vid ändarna av var och en av ledarna.

Med en parallellkoppling är spänningsfallet mellan två noder som kombinerar elementen i kretsen detsamma för alla element. I det här fallet är den reciproka av kretsens totala resistans lika med summan av de reciproka resistanserna hos de parallellkopplade ledarna.

Seriell anslutning

När ledarna är seriekopplade är strömstyrkan i någon del av kretsen densamma: (eftersom strömstyrkan bestäms av antalet elektroner som passerar genom ledarens tvärsnitt, och om det inte finns några noder i krets, då kommer alla elektroner i den att flyta längs en ledare). ${\displaystyle I\mathrm {=} I_{1}=I_{2}=\cdots =I_{n))$

Den totala spänningen i kretsen när den är ansluten i serie, eller spänningen vid strömkällans poler, är lika med summan av spänningarna i de enskilda sektionerna av kretsen :. ${\displaystyle U\mathrm {=} U_{1}+U_{2}+\cdots +U_{n))$

Motstånd

R=R_{1}+R_{2}+\cdots +R_{n}

Induktor

L=L_{1}+L_{2}+\cdots +L_{n}

Elektrisk kondensator

{\frac {1}{C}}={\frac {1}{C_{1}}}+{\frac {1}{C_{2}}}+\cdots +{\frac {1}{C_ {n}}}

Memristors

M=M_{1}+M_{2}+\cdots +M_{n}

Switchar

Kretsen är sluten när alla brytare är slutna. Kretsen är öppen när minst en strömbrytare är öppen. (Se även Logisk OCH funktion ).

Parallell anslutning

Strömstyrkan i den oförgrenade delen av kretsen är lika med summan av strömstyrkorna i individuella parallellkopplade ledare: ${\displaystyle I\mathrm {=} I_{1}+I_{2}+\cdots +I_{n))$

Spänningen vid kretssektionerna AB och i ändarna av alla parallellkopplade ledare är densamma: $U\mathrm {=} U_{1}=U_{2}=\cdots =U_{n}$

Motstånd

När motstånd är parallellkopplade läggs värden till som är omvänt proportionella mot resistansen (det vill säga den totala konduktiviteten är summan av varje motstånds konduktivitet ) ${\frac {1}{R}}$ ${\frac {1}{R_{i))}$

Om kretsen kan delas upp i kapslade delblock kopplade i serie eller parallellt med varandra, beräknas först resistansen för varje delblock, sedan ersätts varje delblock med dess ekvivalenta resistans, så att den totala (önskade) resistansen hittas.

Bevis

Eftersom laddningen bevaras när strömmen är förgrenad (se Kirchhoffs lagar ), då: $I=I_{1}+I_{2}+I_{3}+\ldots$

Från Ohms lag är strömmen genom varje motstånd:, men potentialskillnaden mellan alla motstånd kommer att vara densamma, så vi skriver om ekvationen för summan av strömmar: $I_i$ $I_{i}={\frac {U_{i}}{R_{i}}}$ ${\frac {U}{R}}={\frac {U}{R_{1}}}+{\frac {U}{R_{2}}}+{\frac {U}{R_ {3}}}+\ldots$

Dela allt med och få den totala ledningsförmågan och det totala motståndet $U$ ${\frac {1}{R}}={\frac {1}{R_{1}}}+{\frac {1}{R_{2}}}+{\frac {1}{R_ {3}}}+\ldots$ $R={\frac {1}{{\frac {1}{R_{1))}+{\frac {1}{R_{2))}+{\frac {1}{R_{3 }}}+\ldots}}$

För två parallellkopplade motstånd är deras totala motstånd : $R={\frac {R_{1}R_{2}}{R_{1}+R_{2}}}$

Om , då är det totala motståndet: . ${\displaystyle R_{1}=R_{2}=R_{3}=...=R_{n))$ $R={\frac {R_{1}}{n}}$

När motstånd är parallellkopplade blir deras totala motstånd mindre än det minsta av motstånden.

Induktor

{\frac {1}{L_{{\mathrm {totalt}}}}}={\frac {1}{L_{1}}}+{\frac {1}{L_{2}}}+\cdots +{\frac {1}{L_{n}}}

Elektrisk kondensator

C_{{\mathrm {total}}}=C_{1}+C_{2}+\cdots +C_{n}

Memristors

M_{{total}}=M_{1}\|M_{2}\|\cdots \|M_{n}=\left(M_{1}^{{-1}}+M_{2}^{{ -1}}+\cdots +M_{n}^{{-1}}\höger)^{{-1}}

Switchar

Kretsen är sluten när minst en av omkopplarna är sluten. (Se även Logisk ELLER-operation ).

Användningsexempel

Batterier av galvaniska celler eller ackumulatorer , i vilka individuella kemiska strömkällor är anslutna i serie (för att öka spänningen) eller parallellt (för att öka strömmen).
Justera effekten av en elektrisk enhet, som består av flera identiska elförbrukare, genom att byta dem från parallell till seriell anslutning. På så sätt regleras effekten av brännaren hos en elektrisk spis, bestående av flera spiraler; kraft (hastighet) hos ett elektriskt lok med flera dragmotorer.
Spänningsdelare
Ballast
Shunt

Se även

Litteratur