Какое соединение называют параллельным: Какое соединение проводников называют параллельным? Изобразите его на схеме.

Какое соединение проводников называется параллельным

Создание электрического тока и его дальнейшая передача потребителям осуществляется с помощью электрической цепи. Данные цепи связаны между собой разными способами, поэтому часто возникает вопрос, какое соединение проводников называется параллельным, а какое – последовательным. Оба варианта имеют принципиальные отличия. Использование таких соединений на различных участках, позволяет выполнять необходимые регулировки таких значений, как сила тока и напряжение. Смешанные типы соединений успешно применяются в электрических и радиоэлектронных схемах.

Какое соединение называется последовательным

Свойства последовательного соединения лучше всего рассматривать в совокупности с резисторами, у которых может быть одинаковое или разное сопротивление. Последовательным называется такой вид соединения, когда все элементы поочередно соединяются между собой. То есть начало одного резистора подключено к концу второго, а начало второго соединяется к концом третьего и т. д. Правильные расчеты последовательного соединения влияют на количество и характеристики приборов, подключаемых к такой цепи.

В качестве примера будет рассматриваться электрическая цепь, состоящая из двух потребителей – ламп, обладающих сопротивлением, а также источника питания и ключа для включения и выключения питания.

На схеме № 1 вместо резисторов были включены две лампочки с собственным сопротивлением. Кроме того, в цепь последовательно с нагрузкой включен амперметр, измеряющий силу тока, а к каждой лампе подключены вольтметры для замеров напряжения или падения напряжения. Источник питания обеспечивает цепь электроэнергией, а ключ служит для замыкания и размыкания цепи.

На обоих схемах амперметр расположен в разных местах. Однако при замыкании ключа, его показания остаются одинаковыми в том и другом случае. Следовательно, сила тока в лампах №№ 1 и 2 будет одинаковой. Точно таким же будет и значение тока, протекающего во всей цепи: I = I1 = I2.

После замеров силы тока на каждой лампе измеряется напряжение. Затем этот параметр определяется сразу на двух лампах. В результате измерений общее напряжение, определенное с помощью вольтметра, составит сумму напряжений каждой из ламп: U = U1 + U2. Основным условием данного эксперимента является наличие одинаковых ламп, вольтметров и источников тока.

В завершение остается исследовать характеристики общего сопротивления. На основании полученных результатов измерений силы тока и напряжения, можно сделать следующий вывод: Rобщ = R1 + R2. То есть было фактически было получено эквивалентное сопротивление цепи, в которой все проводники, соединенные последовательно, могут быть заменены аналогичным проводником с таким же сопротивлением. В рассматриваемом случае оно будет равно сопротивлению обеих ламп, имеющихся в цепи.

Формула эквивалентного сопротивления была получена на основании закона Ома: I = U/R. После этого получить нужный результат было уже несложно: R = U/I. Как уже было установлено, общее напряжение представляет собой сумму напряжений каждой лампы. При одинаковой силе тока на всех участках, получается следующее равенство: U/I = U1/I1 + U2/I2. В этой формуле каждая дробь является соответствующим сопротивлением – обеих нагрузок и общего. Значение общего сопротивления всегда превышает сопротивление любой из нагрузок, включенных в последовательную цепь.

Следует помнить, что в случае перегорания хотя бы одного прибора, включенного в такую цепь, она разомкнется и все остальные устройства тоже перестанут работать. Наиболее ярким примером служит елочная гирлянда, состоящая из большого количества, последовательно соединенных лампочек.

Какое соединение называется параллельным

Не менее распространенным способом, широко применяющимся в различных схемах, является параллельное соединение проводников. Его также можно рассмотреть на примере двух ламп, с участием измерительных приборов, источника питания и выключателя.

Данный вид соединения предполагает наличие двух точек А и В, объединяющих начала и концы проводников, независимо от их количества. Поэтому общее напряжение цепи и напряжения на концах всех подключенных проводников будет одинаковым: U = U1 = U2. В связи с этим способ параллельного соединения эффективно используется во многих областях. Изготовление потребителей осуществляется из расчета на их работу при одинаковом напряжении. Если выключается какой-либо прибор, то все остальные подключенные устройства продолжают работать, поскольку ток в цепи не прерывается, и она остается в замкнутом состоянии.

Что касается силы тока, то при использовании параллельного соединения, общий ток разветвляется в точке А, после чего, пройдя по отдельным проводникам, вновь соединяется в точке В. Поэтому общая сила тока в неразветвленных частях цепи составляет сумму сил токов в каждом проводнике, соединенном параллельно: I = I1 + I2. При использовании схемы параллельного соединения поперечное сечение проводника условно увеличивает свою площадь. В связи с этим происходит уменьшение общего сопротивления цепи по сравнению с сопротивлением каждого проводника, включенного в цепь. Таким образом Rобщ = R1/2. Значение общего сопротивления может быть выражено и с помощью другой формулы: 1 / R = 1 / R1 + 1 / R2.

Свойства и характеристики параллельного подключения позволяют одновременно использовать в цепи разные приборы и устройства. Например, электродвигатели могут включаться вместе с нагревательными приборами. В жилых домах все потребители, включаемые параллельно, разбиваются на отдельные группы, в зависимости от своего назначения: осветительные приборы, розетки в комнатах, оборудование кухонь и ванных комнат. Все потребители, которые включаются в домашнюю сеть, должны работать от одного и того же напряжения, равного напряжению этой сети.

Параллельное соединение проводников | Физика

При параллельном соединении все проводники (резисторы, лампы и т. д.) подключаются к одной и той же паре точек A и B (рис. 43). Связь между общими значениями силы тока, напряжения и сопротивления с их значениями на отдельных участках цепи при этом отличается от той, что была при последовательном соединении. Теперь соответствующие формулы имеют вид

I = I₁ + I₂, (17.1)     U = U₁ = U₂, (17.2)      R = (R₁R₂) / (R₁ + R₂). (17.3)

Чтобы убедиться в справедливости этих соотношений, следует собрать цепь и с помощью амперметра и вольтметра произвести необходимые измерения.

Итак, при параллельном соединении проводников напряжение на всех участках цепи одно и то же, общая сила тока равна сумме сил токов на отдельных проводниках, а общее сопротивление двух проводников находится как отношение произведения их сопротивлений к их сумме.

Первые две из этих закономерностей справедливы для любого числа параллельно соединенных проводников, последняя — только для двух.

Если R₁ = R₂, то

R = (R₁R₂) / (R₁ + R₂) = R₁²/2R₁ = R₁/2      (17.4)

Мы видим, что общее сопротивление двух одинаковых проводников в 2 раза меньше сопротивления одного проводника. Эта закономерность допускает обобщение: если параллельно соединено n одинаковых потребителей электроэнергии (резисторов, ламп и т.д.), то их общее сопротивление в n раз меньше сопротивления каждого из них:

R = R₁/n      (17.5)

Отсюда следует, что с увеличением числа проводников общее сопротивление будет становиться все меньше и меньше. Это может показаться странным. На самом деле ничего удивительного в этом нет: ведь при параллельном соединении проводников происходит как бы увеличение общей площади их поперечного сечения, а с увеличением площади сечения проводника, как известно, его сопротивление уменьшается.

Отличительной особенностью параллельного соединения нескольких потребителей является то, что при выключении одного из них остальные продолжают работать. Так, например, вывернув одну лампу в цепи, изображенной на рисунке 44, мы увидим, что другая будет по-прежнему гореть.

Большинство потребителей электроэнергии — электронагревательные приборы, холодильники, швейные машины, магнитофоны, телевизоры и т. д. — рассчитаны на напряжение сети 220 В. Поэтому все они должны включаться в сеть параллельно, ибо только в этом случае они окажутся под одним и тем же напряжением (220 В) и будут продолжать работать при выключении одного из них.

На рисунке 45 приведена упрощенная схема квартирной электропроводки. Провода сети, между которыми существует напряжение 220 В, обозначены буквами Ф и О. Первый из них называют фазным, второй — нулевым. Нулевой провод соединен с землей. Именно с ним соединяют все потребители. И наоборот, все выключатели соединяют с фазным проводом. Такой порядок подключения потребителей и выключателей обеспечивает наибольшую безопасность человека.

??? 1. Какое соединение называют параллельным? 2. Начертите схему цепи, изображенной на рисунке 44. 3. Какие три закономерности справедливы для параллельного соединения проводников? 4. Как находится общее сопротивление параллельно соединенных проводников, когда они одинаковые? 5. Перечислите все элементы электрической цепи, изображенной на рисунке 45. 6. Предположим, что при замене лампы человек случайно коснулся металлического контакта в патроне лампы и одновременно с этим какой-либо заземленной части здания (например, батареи отопления). Под каким напряжением он окажется? Рассмотрите ситуацию, когда лампа и выключатель подсоединены к проводам сети так, как это показано на рисунке 45. Что произойдет, если лампу и выключатель поменять местами? 7. Почему у вольтметров делают большое внутреннее сопротивление, а у амперметров — малое?

Параллельные цепи — основное электричество

Перейти к содержимому

Электрические цепи

Параллельная схема, вероятно, является наиболее распространенным типом схемы, с которой вы столкнетесь. Нагрузки в системах распределения электроэнергии в основном так или иначе соединены параллельно друг другу.

Строительство параллельной цепи

Параллельная цепь строится путем соединения клемм всех отдельных нагрузочных устройств таким образом, чтобы на каждом компоненте появлялось одинаковое значение напряжения.

Рис. 19. Параллельная цепь

• Напряжение на каждой ветви одинаковое.
• Есть три отдельных пути (ветви) для протекания тока, каждый из которых выходит из отрицательной клеммы и возвращается к положительной клемме.

В отличие от последовательной цепи, ток по-прежнему течет к остальным устройствам в цепи, если какая-либо ветвь или компонент в параллельной цепи разомкнуты.

Три закона параллельной цепи

Существуют три основных соотношения, касающиеся напряжения, тока и сопротивления во всех параллельных цепях.

Напряжение

В параллельной цепи каждый нагрузочный резистор действует как независимая ветвь цепи, и благодаря этому каждая ветвь «видит» все напряжение питания.

Суммарное напряжение параллельной цепи имеет то же значение, что и напряжение на каждой ветви.

  Это отношение может быть выражено как:

ЭТ = Е1 = Е2 = Е3…

Рис. 20. Протекание тока в параллельной цепи

 

В приведенной выше схеме напряжение в каждой ветви равно 120 В.

Текущий

Параллельная цепь имеет более одного пути для протекания тока. Количество токовых путей определяется количеством параллельно соединенных нагрузочных резисторов.

Общий ток в параллельной цепи представляет собой сумму токов отдельных ответвлений.

Это отношение в параллельной цепи выражается как:

IT = I1 + I2 + I3…

Чтобы найти общий ток, необходимо сначала определить токи отдельных ветвей, используя закон Ома:

I1 = 120 В/ 20 Ом = 6 А

I2 = 120 В/ 40 Ом = 3 А

I3 = 120 В/ 60 Ом = 2 А

IT = 6 А + 3 А + 2 А = 11 А

Сопротивление

Всякий раз, когда большее количество сопротивлений подключается параллельно, они уменьшают общее сопротивление цепи.

Чистое сопротивление параллельной цепи всегда меньше любого из значений сопротивления по отдельности.

Общее сопротивление обычно определяется с помощью обратной формулы:

1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3…

Использование кнопки инверсии вашего калькулятора может упростить вычисление общего сопротивления.

License

Basic Electricity by Chad Flinn распространяется по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License, если не указано иное.

Поделиться этой книгой

Поделиться в Твиттере

Разница между последовательным и параллельным соединениями

Введение

В этом разделе более подробно рассматриваются последовательные, параллельные и последовательно-параллельные соединения. цель этого раздела — объяснить, почему используются определенные соединения, как настроить желаемое соединение, а также рассмотрение того, какое соединение является наиболее выгодным для использования на основе ваша ситуация.

Почему параллельно?

Строго параллельные соединения в основном используются в небольших, более простых системах и обычно с ШИМ-контроллеры, хотя и являются исключениями. Параллельное подключение панелей увеличит ампер и держите напряжение одинаковым. Это часто используется в 12-вольтовых системах с несколькими панелями. параллельное подключение панелей 12В позволяет сохранить возможности зарядки 12В.

Недостатком параллельных систем является то, что при высокой силе тока трудно перемещаться на большие расстояния. без использования очень толстых проводов. Системы мощностью до 1000 Вт могут в конечном итоге выдавать более 50 ампер. что очень сложно передать, особенно в системах где ваших панелей больше 10 футов от вашего контроллера, и в этом случае вам придется перейти на 4 AWG или толще, что может быть дорого в долгосрочной перспективе.

Кроме того, для параллельных систем требуется дополнительное оборудование, такое как ответвительные соединители. или комбайн.

Почему серия?

Строго последовательные соединения в основном используются в небольших системах с контроллером MPPT. Последовательное соединение панелей повысит уровень напряжения и сохранит силу тока на том же уровне. Причина, по которой последовательные соединения используются с контроллерами MPPT, заключается в том, что контроллеры MPPT на самом деле могут принимать более высокое входное напряжение и при этом заряжать аккумуляторы на 12 В или более. Контроллеры Renogy MPPT могут принимать входное напряжение 100 вольт. Преимущество серий в том, что их легко трансфер на большие расстояния. Например, у вас может быть 4 панели Renogy 100 Вт последовательно, запустите их. 100 футов и используйте только тонкий провод 14 калибра.

Недостатком серийных систем являются проблемы с затенением. Когда панели соединены последовательно, все они смысле зависят друг от друга. Если одна панель затенена, это повлияет на всю строку. Это не будет происходит в параллельном соединении.

 

Почему последовательно-параллельно?

Массивы солнечных панелей обычно ограничены одним фактором — контроллером заряда. Контроллеры заряда предназначен только для приема определенной силы тока и напряжения. Часто для более крупных систем в Чтобы оставаться в пределах этих параметров силы тока и напряжения, мы должны проявлять творческий подход и использовать последовательно-параллельное соединение. Для этого соединения создается цепочка из 2-х и более панелей в серии. Затем необходимо создать и распараллелить равную строку. 4 панели последовательно должны быть параллельно с другими 4 панелями последовательно, иначе будет серьезная потеря мощности.

Вы можете увидеть больше в пример ниже.

Последовательно-параллельное соединение практически не имеет недостатков. Они обычно используются при необходимости и других параметры недоступны.

Как настроить систему параллельно.

Параллельное соединение выполняется путем соединения плюсов двух панелей вместе, а также негативы каждой панели вместе. Это может быть достигнуто различными способами, но обычно для в меньших системах это будет использоваться через разветвитель. Ответвительный соединитель имеет Y-образную форму, и у одного есть два входа для положительного, который меняется на один, а также два входа для отрицательного, которые изменения на один.

Пожалуйста, смотрите картинку ниже.

Модель 2.4.1

 

 

Как видите, у вас есть слот для отрицательной клеммы панели №1 и отрицательной клеммы панель №2. А также положительные эквиваленты. Тогда отрицательный выход и положительный выход будут используется для подключения к контроллеру заряда через солнечный фотоэлектрический кабель.

См. схему ниже.

Модель 2.4.2

Let’s Let’s Gets на числовой пример. Допустим, у вас есть 2 солнечные панели по 100 Вт и батарея на 12 В. Поскольку каждая панель на 12 В, а блок батарей, который вы хотите зарядить, на 12 В, вам необходимо параллельно ваша система, чтобы поддерживать напряжение одинаковым. Рабочее напряжение 18,9V и рабочий ток составляет 5,29 ампер. Параллельное подключение системы позволит сохранить напряжение на том же уровне и увеличить силу тока на количество параллельных панелей. В этом случае у вас есть 5,29 Ампер x 2 = 10,58 Ампер. Напряжение остается на уровне 18,9.

вольт. Чтобы проверить математику, вы можете сделать 10,58 ампер x 18,9 вольт = 199,96 Вт, или почти 200 Вт.

Как установить вашу систему последовательно

Последовательное соединение выполняется путем соединения плюса одной панели с минусом другой другая панель вместе. При этом вам не нужно никакого дополнительного оборудования, кроме проводов панели. при условии.

Пожалуйста, смотрите схему ниже.

Модель 2.4.3

Lets’s Посмотрите на числовой пример. Допустим, у вас есть 2 солнечные панели по 100 Вт и батарея на 24 В. Поскольку каждая панель рассчитана на 12 В, а батарея, которую вы хотите зарядить, на 24 В, вам необходимо последовательно подключить система повышения напряжения. В целях безопасности используйте напряжение холостого хода для расчета серии соединений, в этом случае панель мощностью 100 Вт имеет разомкнутую цепь 22,5 В и 5,29 В. ампер Связь последовательно будет 22,5 вольта х 2 = 45 вольт. Ампер останется на уровне 5,29. Причина, по которой мы используем открытый напряжение цепи мы должны учитывать максимальное входное напряжение контроллера заряда.

*Если вы хотите проверить математику, это не будет работать с напряжением холостого хода. Вы можете использовать рабочее напряжение, поэтому 18,9 вольт x 2 = 37,8 вольт. 37,8 вольт x 5,29 ампер = 199,96 Вт или почти 200 Вт.

Последовательно-параллельное подключение системы

Последовательно-параллельное соединение выполняется с использованием как последовательного, так и параллельного соединения. Каждый раз, когда вы группируете панели вместе, будь то 2, 4, 10, 100 и т. д., это называется нить. При последовательно-параллельном соединении вы, по сути, параллельно соединяете 2 или более одинаковых струны вместе.

См. схему ниже

Модель 2.4.4

Как вы видите, что эта серия соединяет. Струны параллельны вместе.

Давайте рассмотрим числовой пример для этой диаграммы. Это в основном используется на нашем Renogy 40 Amp MPPT. Контроллер, поскольку он может принимать до 800 Вт мощности, но может принимать только 100 Вольт, поэтому нельзя делать все подряд. Параллельное соединение 8 панелей также приведет к слишком высокому сила тока

В этом примере вы должны использовать напряжение холостого хода 22,5 В и рабочий ток 5,29 Ампер. Создав цепочку из 4 панелей, вы получите напряжение 22,5 Вольта x 4 = 90 Вольт, что находится под пределом 100 вольт. Затем, запараллелив другую нить, напряжение останется 90 вольт и ампер удвоится, поэтому 5,29 ампер x 2 = 10,58 ампер.