Serijinės ir lygiagrečios grandinės yra du pagrindiniai elektrinių dalių sujungimo būdai. Kiekvienas tipas keičia srovės tekėjimą, įtampos pasidalijimą, pasipriešinimą ir grandinės reakciją į gedimą. Šių skirtumų žinojimas padeda aiškiai paaiškinti grandinės elgesį. Šiame straipsnyje pateikiama informacija apie jų taisykles, naudojimą, apribojimus ir dažniausiai pasitaikančias klaidas.
Pagrindinės grandinės jungtys
Serijinės ir lygiagrečios grandinės yra du pagrindiniai komponentų sujungimo būdai elektros sistemose. Nuoseklioje grandinėje komponentai yra sujungti vienu ištisiniu keliu. Lygiagrečioje grandinėje komponentai yra sujungti tarp tų pačių dviejų taškų, o tai sukuria daugiau nei vieną srovės tekėjimo kelią.
Šie grandinių tipai yra daugelio elektros ir elektroninių sistemų pagrindas. Jie turi įtakos srovės judėjimui, įtampos padalijimui, bendro pasipriešinimo pokyčiams ir kas atsitiks, jei viena dalis nustos veikti.
Srovės srautas nuoseklioje grandinėje
Serijinė grandinė turi tik vieną kelią elektros srovei. Kadangi yra tik vienas kelias, ta pati srovė praeina per kiekvieną grandinės komponentą. Šaltinio įtampa yra padalinta tarp prijungtų komponentų, todėl kiekvienas komponentas gauna dalį visos įtampos.
Jei grandinės kelias nutrūksta bet kuriame taške, visa grandinė nustoja veikti, nes srovė negali užbaigti kilpos.
Srovės keliai lygiagrečioje grandinėje
Lygiagrečioje grandinėje yra daugiau nei vienas srovės kelias. Kiekviena šaka yra sujungta per tuos pačius du taškus, todėl kiekviena atšaka gauna tą pačią įtampą iš šaltinio. Bendra tiekimo srovė padalijama šakoms pagal kiekvieno kelio varžą.
Jei vienas filialas atidaromas arba nustoja veikti, kiti filialai gali tęsti veiklą.
Skirtumai tarp serijinių ir lygiagrečių grandinių
| Funkcija | Serijinė grandinė | Lygiagreti grandinė |
|---|---|---|
| Dabartinis kelias | Vienas kelias | Keli keliai |
| Dabartinis | Vienodos visos sudedamosios dalys | Padalinta tarp filialų |
| Įtampa | Suskirstyta į komponentus | Tas pats kiekviename filiale |
| Bendras pasipriešinimas | Sudeda | Mažėja, kai pridedama daugiau šakų |
| Gedimo efektas | Viena pertrauka sustabdo visą grandinę | Vienos šakos gedimas paprastai paveikia tik tą šaką |
Varžos, įtampos ir srovės taisyklės
Serijinės ir lygiagrečios grandinės atitinka skirtingas srovės, įtampos ir varžos taisykles. Šios taisyklės padeda paaiškinti, kaip dalijamasi elektrinėmis vertėmis ir kaip apskaičiuojamos bendros vertės.
Taisyklės nuoseklioje grandinėje
Serijinėje grandinėje srovė išlieka tokia pati per visus komponentus. Bendra įtampa yra kiekvieno komponento įtampos kritimų suma, o bendra varža yra visų komponentų varžų suma.
• Srovė yra vienoda visuose komponentuose
• Bendra įtampa yra visų įtampos kritimų suma
• Bendras pasipriešinimas yra visų pasipriešinimų suma
Serijos atsparumo formulė:
Rt = R1 + R2 + R3 + ...
Lygiagrečios grandinės taisyklės
Lygiagrečioje grandinėje įtampa yra vienoda kiekvienoje šakoje. Bendra srovė yra visų šakų srovių suma, o bendra varža nustatoma naudojant abipusę formulę.
• Įtampa yra vienoda visose šakose
• Bendra srovė yra visų šakos srovių suma
• Bendras pasipriešinimas nustatomas pagal abipusę formulę
Lygiagrečios varžos formulė:
1/Rt = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ...
Bendras nuoseklių ir lygiagrečių grandinių naudojimas
Serijines ir lygiagrečias grandines galima geriau suprasti išnagrinėjus, kur dažniausiai naudojamas kiekvieno tipo ryšys. Nuosekli grandinė atsiranda, kai komponentai sujungiami vienu ištisiniu keliu, o lygiagreti grandinė atsiranda, kai komponentai sujungiami atskirose šakose.
Žibintuvėlis yra įprastas serijinės grandinės pavyzdys, nes jo dalys yra sujungtos į vieną kilpą. Senesnėse dekoratyvinėse šviesos stygose taip pat dažnai buvo naudojamos nuoseklios jungtys, todėl viena sugedusi lemputė galėjo sustabdyti visą stygą. Buitinė instaliacija yra įprastas lygiagrečios grandinės pavyzdys, nes žibintai ir kiti įtaisai yra sujungti ant atskirų šakų. Daugelyje automobilių ir elektroninių grandinių taip pat naudojamos lygiagrečios šakos.
Serijinių ir lygiagrečių grandinių stiprybės ir ribos
| Grandinės tipas | Privalumai | Apribojimai |
|---|---|---|
| Serijinė grandinė | Paprastas sujungimas, lengvai sukuriamas, ta pati srovė per visus komponentus, naudinga pagrindiniams grandinės keliams | Vienas gedimas sustabdo visą grandinę. Įtampa yra padalinta į komponentus; pridėjus daugiau apkrovų, padidėja bendras pasipriešinimas |
| Lygiagreti grandinė | Vienoda įtampa kiekvienoje šakoje, geresnis tęstinumas, šakos gali veikti savarankiškai, naudinga didesnėms grandinių sistemoms | Reikia daugiau laidų, gali būti sunkiau analizuoti, pridedant daugiau šakų padidėja bendra dabartinė paklausa |
Dažnos klaidos nuosekliose ir lygiagrečiose grandinėse
| Dažna klaida | Kodėl taip nutinka | Kaip tai ištaisyti |
|---|---|---|
| Darant prielaidą, kad srovė visada yra ta pati | Nuoseklių ir lygiagrečių grandinių taisyklės yra sumaišytos | Naudoti tos pačios srovės taisyklę tik sekos keliams |
| Darant prielaidą, kad įtampa visada dalijasi | Du grandinių tipai yra painiojami | Atminkite, kad įtampa dalijasi nuosekliai, bet išlieka tokia pati lygiagrečiose šakose |
| Netinkamos atsparumo formulės naudojimas | Grandinės tipas nustatytas neteisingai | Pridėkite varžas nuosekliai ir lygiagrečiai naudokite abipusę formulę |
| Piešinio formos skaitymas, o ne jungties taškai | Išdėstymas klaidingai laikomas tikruoju grandinės keliu | Sekite mazgus ir šakas, o ne tik piešinio formą |
| Gedimų nepaisymas | Grandinės atsakas netikrinamas po pertraukos ar atviro kelio | Patikrinkite, ar viena pertrauka sustabdo visą grandinę, ar veikia tik vieną šaką |
Išvada
Serijinės ir lygiagrečios grandinės veikia skirtingai, nes jų keliai skiriasi. Serijinė grandinė turi vieną kelią, o lygiagreti grandinė turi atskiras šakas. Tai keičia srovės, įtampos ir varžos elgesį, taip pat turi įtakos tam, kas atsitinka, kai dalis sugenda. Pirmiausia patikrinus grandinės tipą, o tada pritaikius teisingas taisykles, grandinės rezultatus galima tiksliau suprasti ir sumažinti bendras klaidas.
Dažnai užduodami klausimai [DUK]
Kas yra galia grandinėje?
Galia yra greitis, kuriuo grandinė naudoja elektros energiją.
Kas atsitinka, kai nuosekliai pridedama daugiau komponentų?
Bendras pasipriešinimas didėja, todėl srovė mažėja.
Kas atsitinka, kai lygiagrečiai pridedama daugiau šakų?
Bendras pasipriešinimas mažėja, todėl bendra srovė didėja.
Kas yra mišri grandinė?
Mišrioje grandinėje yra ir serijinės, ir lygiagrečios dalys.
Kaip matuojama srovė?
Srovė matuojama nuosekliai su grandinės keliu.
Kaip matuojama įtampa?
Įtampa matuojama komponente arba šakoje.
