Послідовне і паралельне з’єднання
Якщо нам треба, щоб електроприлад працював, ми повинні підключити його до джерела струму. При цьому струм повинен проходити через прилад і повертатися знову до джерела, тобто ланцюг повинен бути замкнутим.
Але підключення кожного приладу до окремого джерела здійсненно, в основному, в лабораторних умовах. У житті ж доводиться мати справу з обмеженою кількістю джерел і досить великою кількістю споживачів струму. Тому створюють системи з’єднань, що дозволяють навантажити одне джерело великою кількістю споживачів. Системи при цьому можуть бути як завгодно складними і розгалуженими, але в їх основі лежить всього два види з’єднання: послідовне і паралельне з’єднання провідників. Кожен вид має свої особливості, плюси і мінуси. Розглянемо їх обидва.
Послідовне з’єднання провідників
Послідовне з’єднання провідників – це включення в електричний ланцюг декількох приладів послідовно, один за одним. Електроприлади в даному випадку можна порівняти з людьми в хороводі, а їх руки, що тримають один одного – це проводи, що з’єднують прилади. Джерело струму в даному випадку буде одним з учасників хороводу.
Напруга всього ланцюга при послідовному з’єднанні буде дорівнює сумі напруг на кожному включеному в ланцюг елементі. Сила струму в ланцюзі буде однакова в будь-якій точці. А сума опорів всіх елементів складе загальний опір всього ланцюга. Тому послідовний опір можна виразити на папері таким чином:
I = I1 = I2 =…= IN; U = U1 + U2 +…+ UN; R = R1 + R2 +…+ RN, де
- I – сила струму; U – напруга; R – опір; 1,2,…, n – номери елементів, включених в ланцюг.
Плюсом послідовного з’єднання є простота складання, а мінусом – те, що якщо один елемент вийде з ладу, то струм пропаде у всьому ланцюзі. У такій ситуації непрацюючий елемент буде подібний ключу у вимкненому положенні. Приклад з життя незручності такого з’єднання напевно пригадають усі старші люди, які прикрашали ялинки гірляндами з лампочок.
Якщо в такій гірлянді виходила з ладу хоча б одна лампочка, доводилося перебирати їх всі, поки не знайдеш ту саму, що перегоріла. У сучасних гірляндах ця проблема вирішена. У них використовують спеціальні діодні лампочки, в яких при перегоранні сплавляються разом контакти, і струм продовжує безперешкодно проходити далі.
Паралельне з’єднання провідників
При паралельному з’єднанні провідників всі елементи ланцюга підключаються до однієї і тієї ж пари точок, можна назвати їх А і В. До цієї ж пари точок підключають джерело струму. Тобто виходить, що всі елементи підключені до однакової напруги між А і В. У той же час ток як би розділяється на всі навантаження залежно від опору кожної з них.
Паралельне з’єднання можна порівняти з плином річки, на шляху якої виникла невелика височина. Вода в такому випадку огинає височина з двох сторін, а потім знову зливається в один потік. Виходить острівець посеред річки. Так от паралельне з’єднання – це два окремих русла навколо острова. А точки А і В – це місця, де роз’єднується і знову з’єднується загальне русло річки.
Напруга струму в кожній окремій гілці буде дорівнювати загальній напрузі в ланцюзі. Загальний струм ланцюга буде складатися з струмів всіх окремих гілок. А ось загальний опір кола при паралельному з’єднанні буде менше опору струму на кожній з гілок. Це відбувається тому, що загальний перетин провідника між точками А і В як би збільшується за рахунок збільшення числа паралельно підключених навантажень. Тому загальний опір зменшується. Паралельне з’єднання описується наступними співвідношеннями:
U = U1 = U2 =…= UN; I = I1 + I2 +…+ IN; 1/R = 1/R1 +1/R2 +…+1/RN, де
- I – сила струму; U – напруга; R – опір; 1,2,…, n – номери елементів, включених в ланцюг.
Величезним плюсом паралельного з’єднання є те, що при виході одного з елементів, ланцюг продовжує функціонувати далі. Всі інші елементи продовжують працювати. Мінусом є те, що всі прилади повинні бути розраховані на одну і ту ж напругу. Саме паралельним чином встановлюють розетки мережі 220 В в квартирах. Таке підключення дозволяє включати різні прилади в мережу абсолютно незалежно один від одного, і при виході їх ладу одного з них, Це не впливає на роботу інших.
(2 votes, average: 3.50 out of 5)