Dòng điện trong mạch điện đi qua vật dẫn từ nguồn điện áp đến tải, tức là đèn, đồ dùng. Trong hầu hết các trường hợp, dây đồng được sử dụng làm chất dẫn điện. Một đoạn mạch có thể có một số phần tử với các điện trở khác nhau. Trong mạch thiết bị, các dây dẫn có thể được nối song song hoặc nối tiếp, và cũng có thể có nhiều loại hỗn hợp.
Yếu tố cơ chế có điện trở gọi là biến trở thì hiệu điện thế của một phần tử đã cho là hiệu điện thế giữa hai đầu biến trở. Kết nối điện song song và nối tiếp của các dây dẫn được đặc trưng bởi một nguyên tắc hoạt động duy nhất, theo đó dòng điện chạy từ cộng đến trừ, tương ứng, điện thế giảm. Trên sơ đồ nối dây, điện trở của dây được coi là 0, vì nó không đáng kể.
Kết nối song song giả sử rằng các phần tử của mạch được nối với nguồn song song và được bật cùng một lúc. Kết nối nối tiếp có nghĩa là các dây dẫn điện trở được nối theo thứ tự nghiêm ngặt lần lượt.
Khi tính toán, phương pháp lý tưởng hóa được sử dụng, giúp đơn giản hóa sự hiểu biết. Thực tế, trong các mạch điện, điện thế giảm dần trong quá trình di chuyển qua hệ thống dây dẫn và các phần tử được mắc song song hoặc mắc nối tiếp.
Nội dung
Kết nối nối tiếp của dây dẫn
Lược đồ kết nối nối tiếp ngụ ý rằng chúng được bật theo một trình tự nhất định, nối tiếp nhau. Hơn nữa, thực lực hiện tại của tất cả bọn họ là ngang nhau. Các yếu tố này tạo ra tổng điện áp trên trang web. Các khoản phí không được tích lũy trong các nút của mạch điện, vì nếu không sẽ quan sát thấy sự thay đổi điện áp và dòng điện. Với hiệu điện thế không đổi, cường độ dòng điện được xác định bằng giá trị của điện trở của đoạn mạch, do đó, trong mạch nối tiếp, điện trở thay đổi nếu một tải thay đổi.
Nhược điểm của sơ đồ như vậy là thực tế là trong trường hợp hỏng một phần tử, phần còn lại cũng mất khả năng hoạt động, do mạch bị hỏng. Một ví dụ là một vòng hoa sẽ không hoạt động nếu một bóng đèn bị cháy. Đây là điểm khác biệt chính so với kết nối song song, nơi các phần tử có thể hoạt động riêng lẻ.
Mạch nối tiếp giả định rằng do kết nối một cấp của các vật dẫn nên điện trở của chúng bằng nhau tại bất kỳ điểm nào trong mạng. Tổng trở bằng tổng độ giảm điện áp của các phần tử riêng lẻ của mạng.
Với kiểu kết nối này, đầu của một dây dẫn được kết nối với đầu của dây dẫn khác. Đặc điểm chính của kết nối là tất cả các dây dẫn nằm trên cùng một dây dẫn không có nhánh, và một dòng điện chạy qua mỗi dây. Tuy nhiên, tổng điện áp bằng tổng các điện áp trên mỗi. Bạn cũng có thể xem xét kết nối theo một quan điểm khác - tất cả các dây dẫn được thay thế bằng một điện trở tương đương và dòng điện trên nó giống như tổng dòng điện đi qua tất cả các điện trở. Tổng điện áp tương đương là tổng các giá trị điện áp trên mỗi điện trở. Đây là hiệu điện thế trên điện trở.
Sử dụng kết nối nối tiếp rất hữu ích khi bạn muốn bật và tắt cụ thể một thiết bị cụ thể. Ví dụ, chuông điện chỉ có thể kêu khi có kết nối với nguồn điện áp và nút bấm. Quy tắc đầu tiên nói rằng nếu không có dòng điện trên ít nhất một trong các phần tử của mạch thì nó sẽ không có trên phần còn lại. Theo đó, nếu có dòng điện trong một dây dẫn thì nó ở trong các dây dẫn khác. Một ví dụ khác là đèn pin chạy bằng pin, chỉ chiếu sáng khi có pin, bóng đèn hoạt động và một nút bấm.
Trong một số trường hợp, một sơ đồ nối tiếp là không thực tế. Trong một căn hộ mà hệ thống chiếu sáng bao gồm nhiều đèn chiếu sáng, đèn treo tường, đèn chùm, bạn không nên tổ chức sơ đồ kiểu này, vì không cần thiết phải bật và tắt đèn ở tất cả các phòng cùng một lúc. Với mục đích này, tốt hơn là sử dụng kết nối song song để có thể bật đèn trong các phòng riêng lẻ.
Kết nối song song của dây dẫn
Trong một đoạn mạch song song, các vật dẫn là một bộ điện trở, một số đầu trong số đó được lắp ráp thành một nút và đầu kia - vào nút thứ hai. Giả thiết rằng điện áp trong kiểu kết nối song song là như nhau trong tất cả các phần của mạch. Các đoạn mạch điện song song gọi là nhánh và đi qua giữa hai nút nối, chúng có cùng hiệu điện thế. Hiệu điện thế này bằng giá trị trên mỗi dây dẫn. Tổng của các chỉ số, nghịch đảo của điện trở của các nhánh, cũng nghịch biến đối với điện trở của một đoạn riêng của đoạn mạch song song.
Với các kết nối song song và nối tiếp, hệ thống tính toán điện trở của các dây dẫn riêng lẻ là khác nhau. Trong trường hợp mạch điện song song, dòng điện chạy qua các nhánh làm tăng khả năng dẫn điện của mạch và giảm tổng trở. Khi mắc song song một số điện trở có giá trị giống nhau thì tổng trở của đoạn mạch điện đó sẽ nhỏ hơn một điện trở một số lần bằng số điện trở trong đoạn mạch.
Mỗi nhánh có một điện trở, và dòng điện, khi đến điểm phân nhánh, được chia và phân kỳ đến mỗi điện trở, giá trị cuối cùng của nó bằng tổng của dòng điện trên tất cả các điện trở. Tất cả các điện trở được thay thế bằng một điện trở tương đương. Áp dụng định luật Ôm, giá trị của điện trở trở nên rõ ràng - trong mạch song song, các giá trị nghịch đảo của điện trở trên các điện trở được cộng lại.
Với đoạn mạch này, giá trị dòng điện tỉ lệ nghịch với giá trị điện trở. Các dòng điện trong các điện trở không được kết nối với nhau, vì vậy nếu một trong số chúng bị tắt, điều này sẽ không ảnh hưởng đến các dòng khác. Vì lý do này, một sơ đồ như vậy được sử dụng trong nhiều thiết bị.
Xem xét các khả năng sử dụng mạch song song trong cuộc sống hàng ngày, nên lưu ý hệ thống chiếu sáng của căn hộ. Tất cả các đèn và đèn chùm phải được kết nối song song, trong trường hợp đó việc bật và tắt một trong hai đèn không ảnh hưởng đến hoạt động của các đèn còn lại. Do đó thêm công tắc mỗi bóng đèn trong nhánh mạch, bạn có thể bật tắt đèn tương ứng khi cần thiết. Tất cả các đèn khác hoạt động độc lập.
Tất cả các thiết bị điện được nối song song vào lưới điện 220 V, sau đó chúng được nối với tủ điện. Tức là tất cả các thiết bị đều được kết nối không phụ thuộc vào kết nối của các thiết bị khác.
Định luật mắc nối tiếp và mắc song song của vật dẫn
Để hiểu chi tiết trong thực tế của cả hai loại hợp chất, chúng tôi trình bày các công thức giải thích quy luật của các loại hợp chất này. Việc tính toán công suất cho kết nối song song và nối tiếp là khác nhau.
Trong một đoạn mạch nối tiếp, có cường độ dòng điện như nhau ở tất cả các vật dẫn:
I = I1 = I2.
Theo định luật Ohm, các loại kết nối dây dẫn này được giải thích khác nhau trong các trường hợp khác nhau. Vì vậy, trong trường hợp đoạn mạch nối tiếp, các hiệu điện thế bằng nhau:
U1 = IR1, U2 = IR2.
Ngoài ra, tổng điện áp bằng tổng điện áp của các dây dẫn riêng lẻ:
U = U1 + U2 = I (R1 + R2) = IR.
Tổng trở của mạch điện được tính bằng tổng các điện trở hoạt động của tất cả các dây dẫn, bất kể số lượng của chúng.
Trong trường hợp đoạn mạch song song, tổng hiệu điện thế của đoạn mạch bằng hiệu điện thế của các phần tử riêng lẻ:
U1 = U2 = U.
Và tổng cường độ của dòng điện được tính bằng tổng của các dòng điện có trong tất cả các dây dẫn đặt song song:
I = I1 + I2.
Để đảm bảo hiệu quả tối đa của mạng điện, cần phải hiểu bản chất của cả hai loại đấu nối và vận dụng chúng một cách hợp lý, vận dụng các quy luật và tính toán hợp lý khi thực hiện trong thực tế.
Kết nối hỗn hợp của dây dẫn
Các kết nối điện trở nối tiếp và song song có thể được kết hợp trong một mạch điện nếu cần thiết. Ví dụ, cho phép mắc nối tiếp các điện trở song song với một điện trở khác hoặc nhóm của chúng, kiểu này được coi là kết hợp hoặc hỗn hợp.
Trong trường hợp này, tổng trở được tính bằng cách lấy tổng các giá trị cho kết nối song song trong hệ thống và cho kết nối nối tiếp. Trước tiên, bạn cần tính toán điện trở tương đương của các điện trở mắc nối tiếp, và sau đó là các phần tử của song song. Kết nối nối tiếp được coi là ưu tiên và các mạch thuộc loại kết hợp này thường được sử dụng trong các thiết bị và thiết bị gia dụng.
Vì vậy, khi xem xét các loại kết nối của dây dẫn trong mạch điện và dựa trên quy luật hoạt động của chúng, người ta có thể hiểu đầy đủ bản chất của tổ chức mạch của hầu hết các thiết bị điện gia dụng. Với các kết nối song song và nối tiếp, việc tính toán các chỉ số điện trở và cường độ dòng điện là khác nhau. Nắm được nguyên tắc tính toán và công thức, bạn có thể sử dụng thành thạo từng loại tổ chức mạch điện để kết nối các phần tử một cách tốt nhất và đạt hiệu quả tối đa.
Các bài tương tự:
