Последовательное и параллельное соединение проводников — чем отличается, схемы и формулы расчета напряжения

Физика говорит, что ток в системе перемещается посредством проводков. Соединяться проводки могут как последовательно, так и параллельно. Каждое соединение отличимо своими особенностями. Для каждого характерны те или иные принципы работы.

Более четко описывают особенности работы соединений схемы. Иногда встречается смешанный тип соединения: и последовательный, и параллельный.

Содержание

Последовательное соединение

Последовательное соединение говорит, что ток в системах перемещается последовательно. А именно, конечная часть одного проводника присоединяется к начальной части другого. Конец второго проводника присоединяется к началу третьего.

Пример соединения — школьный звонок. При активации звонка ток следует последовательно от одной точки соединения к другой точки соединения.

Подобная схема характерна и для:

подачи света в пассажирских поездах и трамваях;
в гирляндах на елке;
в карманных фонарях;
в амперметре, измеряющим ток.

В сетях провода образуют связь между обоими концами цепи без дополнительных отсоединений. Для охарактеризования принципа действия подобных цепей используют специальные формулы.

Исходя из опытов, можно заметить, что в последовательном соединении проводов:

сила тока постоянна неизменна;
коэффициент силы тока складывается из определений показателей на отрезках значений;
сопротивление обязательно включает в себя тот показатель, который имеется в проводниках.

Такой коэффициент постоянен независимо от того, сколько соединений было в цепи.

Главное достоинство подобного соединения в том, что все элементы подключаются последовательно в том количестве, в котором требует задумка. Самый большой недостаток соединения в том, что при выходе из строя одного из элементов, неизбежно выходит из строя вся система.

Параллельное соединение

При таком типе соединения характерно то, что начало каждого элемента находится в одной точке цепи, а все окончания находятся в другой точке сети.

Принцип соединения необходим в тех случаях, когда необходимо создать соединения точек системы обособленно друг от друга. Такой принцип особенно актуален для подсоединения в квартирах и частных домах.

Если произойдет сбой в работе какой-либо точки, то вся система не перестанет работать. К примеру, при отключении из сети чайника, холодильник не перестает работать. Для примера соединения актуально рассмотреть:

соединения в кабинетах информатики;
освещение в магазинах, точках торговли.

Смешанное соединение проводников

В электрических системах часто отдают предпочтение совмещенному типу соединения, т.е. смешанному типу. Такие сети состоят не только из отдельных резисторов, но и из сложно сконструированных участков.

Параметры передачи тока и другие параметры системы рассчитываются только в разбитом виде. Все результаты разбиения далее суммируются.

Сопротивление при разных видах напряжения

Силы тока, силы сопротивления, а также передаваемое напряжение по сети передается на бумаге выведенными формулами.

Исходя из расчетов всегда соотносится необходимость использования параллельного, последовательного соединения или смешанного.

Для последовательного соединения резисторов характерно то, что общее их сопротивление приравнивается к сумме сопротивлений участков звена:

На основе этих данных верна формула R0=R1+R2

Количество звеньев в цепочке не имеет никакого значения. Если в последовательной цепи все сопротивления равны между собой, то общее значение для них выводится согласно формуле R0=nR, где n — количество значений в сети.

Для параллельного соединения верно утверждение о том, что значение, обратное общему показателю сопротивления цепи, приравнивается значению величины, обратной показателю сопротивления подключенных проводников. Формула для такой звена записывается следующим образом:

R0=R1R2:R1+R2

Показатель сопротивления в смешанном типе соединения как уже видно из названия должен состоять из блоков параллельного и последовательного соединения. Путем суммирования положений резисторов выводят необходимую формулу подсчета.

Напряжение при разных видах соединения

При последовательном варианте подключения показатель силы тока измеряется в рабочих узлах системы на основе формулы I=I1=I2=I3….=In. Подобное соображение является правильным, исходя из того, что показатель силы тока в сети характеризуется числом проходящих в системе электронов. Когда в соединении не наблюдается узлов, электроны протекают в одном направлении.

Таким образом показатель напряжения в цепи при последовательном подключении или другими словами напряжение на полюсах источника питания приравнивается сумме напряжений на определенных узлах цепи.

При параллельном соединении резисторов показатель силы тока в неразветвленной сети приравнивается к сумме сил токов в обособленных параллельно соединенных проводниках: I=I1+I2…In. Таким образом показатель напряжения на концах цепи AB и на концах всех параллельно сочлененных проводников равны между собой: U=U1=U2+…Un.

Для смешанного типа соединения характерно то, что цепь состоит из нескольких проводников, соединенных друг с другом.

Самая обычная цепь имеет вход и выход, т.е. два вывода для соединения с другими проводниками. Через эти концы ток течет свободно. Если рассмотреть цепочку, состоящую из нескольких проводников и взять на ней несколько точек, то в теории возможно рассмотреть остальную область цепочки в качестве одиночного резистора.

В таком случае говорят, что I — ток в цепи, а U — напряжение на выходах, т.е. разность электрических показателей между точка «входа» и точками «выхода».

В таком случае соотношение U/I рассматривают как показатель эквивалентного сопротивления R цепочки целиком. Если на практике верно утверждение, что R=R1+R2+…Rn, тогда ток в каждом из узлов системы остается неизменным, следовательно напряжение между «входом» и «выходом» в системе будет приравниваться к сумме показателей напряжений на на всех узлах, т.е. U=U1+U2+…Un.

Формулы и схемы для разных видов соединения

Каждое из возможных соединений имеет свои характерные формулы и схемы. Согласно этим схемам электрики монтируют системы, выстраиваются звенья передачи тока и циркулирует напряжение.

Схемы для параллельного соединения

Этот тип можно назвать разветвленным. Электрический ток, дойдя до узла разъединения, разделяется в свою очередь на отдельные резисторы. Далее сумма всех его величин будет приравниваться количеству всех его сопротивлений. Коэффициент напряжения на всех узлах, соединенных параллельно, будет одинаковым. Все резисторы возможно поменять на один общий.

Если при последовательном сочленении показатель сопротивления складывался, то при параллельном сочленении будут суммироваться величины, обратные им.

Схемы для последовательного соединения

Соединение подразумевает сочленения идущих друг за другом проводников. Исключительная особенность таковых связей в том, что каждый проводник будет принадлежать одному проводу без разветвлений. Надо заметить, что через каждый из проводников будет протекать одинаковый по силе электрический ток.

Показатель напряжения на проводниках будет равняться единицам напряжения на каждом. Показатель напряжения будет будет суммироваться из напряжений на каждом из резисторов.

Примеры использования соединений

Последовательный тип сочленения применим тогда, когда важно включать или выключать один из приборов. К примеру, электрический звонок будет издавать звучание в том случае, если будет последовательно сочленен с узлом подачи тока и кнопкой. Если какой-либо узел на снабжен электричеством, то электричеством не будут снабжены и другие узлы.

Утверждение справедливо и наоборот, если ток будет на каком-либо из узлов, то он будет и на других узлах.

Подобным образом работает карманный фонарик с кнопкой включения и выключения, батарейка, и встроена лампочка.

Примеры задействования последовательного соединения можно увидеть на примере устройства ламп освещения в квартирах, люстр. Так как ток подается равномерно на все узлы, то при загорании одной из лампочек, будут загораться и другие узлы цепочки.

В случае параллельного соединения при добавлении соответствующего выключателя в каждую из веток, можно включать необходимый узел по необходимости.

Каждый из электрических приборов в квартире подсоединен в цепь с напряжением до 220 В, а также к распределительному щитку. Здесь важно заметить, что параллельный тип соединения необходимо применять для включения в цепь независимых друг от друга устройств.