Послідовне і паралельне з'єднання провідників

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку

Послідовне і паралельне з'єднання в електротехніці — два основних (є ще інші, які походять з них) способи з'єднання елементів електричного кола. При послідовному з'єднанні всі елементи пов'язані один з одним так, що ділянка кола не має жодного вузла. При паралельному з'єднанні всі вхідні в коло елементи, об'єднані двома вузлами і не мають зв'язків з іншими вузлами.

Елементи (складники) електричного кола або електронної схеми, може бути з'єднано послідовно, паралельно або послідовно-паралельно. Елементи сполучені послідовно, з'єднуються вздовж одного провідного шляху, тому один і той же струм тече крізь всі складники, натомість напруга падає (втрачається) на кожному з опорів. У послідовному колі, сума напруг, які приходяться на кожен окремий елемент (опір), дорівнює напрузі джерела. Елементи, з'єднані паралельно, з'єднуються по декількох шляхах, так що струм може розділитися;  натомість на кожен складник подається однакова напруга.

Схема, що утворена винятково з послідовно з'єднаних складників, називається послідовною схемою; подібним чином, та, яка з'єднана повністю паралельно, називається паралельною схемою (колом).

В послідовному колі струм, який протікає крізь кожен зі складників, однаковий, а напруга  кола, є сумою окремих спадів напруги на кожному елементі. У паралельному колі напруга на кожному зі складників однакова, а загальний струм являє собою суму струмів котрі протікають крізь кожен елемент.

У послідовному колі кожен складник (наприклад лампочка) має працювати, щоби коло було робочим. Якщо в послідовному колі перегорає одна лампа, все коло не працює. У паралельних колах, кожна лампочка має власну схему, так що всі, крім однієї лампи, можуть згоріти, а остання все одно буде світити.

Послідовне з'єднання[ред. | ред. код]

Resistors in series.svg

При послідовному з'єднанні провідників сила струму у всіх провідниках однакова:

Повна напруга в колі при послідовному з'єднанні, або напруга на полюсах джерела струму, дорівнює сумі напруг на окремих ділянках кола:

Загальний опір усієї ділянки кола дорівнює сумі опорів:

.

Паралельне з'єднання[ред. | ред. код]

Resistors in parallel.svg

У разі паралельного з'єднання, спад напруги між двома вузлами, що поєднують елементи кола, однаковий для всіх елементів. При цьому величина, обернена загальному опору кола, дорівнює сумі величин, обернених опорам паралельно увімкнених провідників.

Сила струму в нерозгалуженій частині кола дорівнює сумі сил струмів в окремих паралельно з'єднаних провідниках:

Напруга на ділянках кола і на кінцях всіх паралельно з'єднаних провідників одна й та ж:

Опір ділянки визначається із рівняння — провідність ділянки є сумою провідностей елементів:

Формула спрощується до

Приклади[ред. | ред. код]

  • Поширеним застосуванням послідовних схем у побутовій електроніці є акумулятори, в яких кілька елементів, з'єднаних послідовно, використовуються для отримання зручної робочої напруги (найчастіше 12 вольт). Дві пальчикові батарейки по 1,5 В з'єднані послідовно, можуть живити ліхтарик або пульт дистанційного керування на 3 вольти; акумуляторна батарея для ручного електроінструменту, може містити дюжину літій-іонних елементів, з'єднаних послідовно, щоби забезпечити 48 вольт.
  • Термін послідовний опір, може також застосовуватися щодо наявних кровоносних судин у певному біологічному органі. Кожен орган забезпечений великою артерією, меншими артеріями, артеріолами, капілярами та венами, розташованими послідовно. Загальний опір кровотоку, є сумою окремих опорів, виражену наступним рівнянням: Rзагал = Raртерії + Raртеріоли + Rкапілярів. Найбільшу частку опору у цьому переліку, становлять артеріоли.
  • Одним із способів застосувань паралельного з'єднання, може служити люстра, де до кожної окремої лампочки підводиться нуль і фаза; тож у разі виходу з ладу однієї з ламп, всі інші продовжуватимуть горіти.
  • Гарним прикладом паралельного опору також є серцево-судинна система. Кожен орган забезпечений артерією, яка відгалужується від аорти. Загальний опір цієї паралельної системи, виражається наступним рівнянням: 1 / Rзагал = 1 / Rн + 1 / Rп + ... 1 / Rі, де: Rн, Rп і Rі — опір ниркової, печінкової та інших артерій відповідно. Загальний опір менше, ніж опір будь-якої з окремих артерій.

Див. також[ред. | ред. код]

Джерела[ред. | ред. код]