Yksi pilareista, jolle monet elektroniikan käsitteet perustuvat, on johtimien sarja- ja rinnakkaiskytkentä. On yksinkertaisesti välttämätöntä tietää tärkeimmät erot näiden yhteystyyppien välillä. Ilman tätä ei voi ymmärtää eikä lukea yhtä kaaviota.
Ohjeet
Sähkövirta liikkuu johdinta pitkin lähteestä kuluttajalle (kuorma). Useimmiten kuparikaapeli valitaan johtimeksi. Tämä johtuu johtimelle asetetusta vaatimuksesta: sen on vapautettava helposti elektroneja.
Kytkentätavasta riippumatta sähkövirta siirtyy plussasta miinukseen. Juuri tähän suuntaan potentiaali pienenee. On syytä muistaa, että johdolla, jonka läpi virta kulkee, on myös vastus. Mutta sen arvo on hyvin pieni. Siksi ne jätetään huomiotta. Johtimen resistanssin oletetaan olevan nolla. Jos johtimessa on vastus, sitä on tapana kutsua vastukseksi.
Rinnakkaisliitäntä
Tässä tapauksessa ketjuun sisältyvät elementit on yhdistetty kahdella solmulla. Heillä ei ole yhteyksiä muihin solmuihin. Ketjun osia, joissa on tällainen yhteys, kutsutaan oksiksi. Rinnakkaiskytkentäkaavio näkyy alla olevassa kuvassa.
Ymmärrettävämmällä kielellä tässä tapauksessa kaikki johtimet on kytketty toisesta päästä yhteen solmuun ja toisesta päästään toiseen. Tämä johtaa siihen, että sähkövirta on jaettu kaikkiin elementteihin. Tämä lisää koko piirin johtavuutta.
Kun johtimet kytketään piiriin tällä tavalla, jokaisen jännite on sama. Mutta koko piirin virranvoimakkuus määritetään kaikkien elementtien läpi kulkevien virtojen summana. Ottaen huomioon Ohmin lain, yksinkertaisilla matemaattisilla laskelmilla saadaan mielenkiintoinen kuvio: koko piirin kokonaisresistanssin käänteisluku määritellään kunkin yksittäisen elementin vastusten käänteisarvojen summaksi. Vain rinnakkain kytketyt elementit otetaan huomioon.
Sarjaliitäntä
Tässä tapauksessa kaikki ketjun elementit on kytketty toisiinsa siten, että ne eivät muodosta yhtä solmua. Tällä liitäntämenetelmällä on yksi merkittävä haittapuoli. Se johtuu siitä, että jos yksi johtimista epäonnistuu, kaikki seuraavat elementit eivät voi toimia. Näyttävä esimerkki tällaisesta tilanteesta on tavallinen seppele. Jos yksi sen sipuleista palaa, koko seppele lakkaa toimimasta.
Elementtien sarjakytkentä on erilainen siinä mielessä, että virranvoimakkuus kaikissa johtimissa on sama. Mitä tulee piirin jännitteeseen, se on yhtä suuri kuinyksittäisten elementtien jännitteiden summa.
Tässä kaaviossa johtimet sisällytetään piiriin yksitellen. Ja tämä tarkoittaa, että koko piirin vastus on kunkin elementin yksittäisten vastusten summa. Eli piirin kokonaisresistanssi on yhtä suuri kuin kaikkien johtimien vastusten summa. Sama riippuvuus voidaan johtaa matemaattisesti Ohmin lain avulla.
Sekamallit
On tilanteita, jolloin samassa piirissä näkyy sekä elementtien sarja- että rinnakkaiskytkentä. Tässä tapauksessa puhumme sekayhteydestä. Tällaisten kaavioiden laskenta suoritetaan jokaiselle johdinryhmälle erikseen.
Joten kokonaisvastuksen määrittämiseksi on tarpeen laskea yhteen rinnan kytkettyjen elementtien resistanssi ja sarjaan kytkettyjen elementtien resistanssi. Tässä tapauksessa sarjayhteys on hallitseva. Eli se lasketaan ensiksi. Ja vasta sen jälkeen rinnakkaisliitännällä varustettujen elementtien resistanssi määritetään.
LEDien liittäminen
Kun tiedät piirin kahden tyyppisten liitäntäelementtien perusteet, voit ymmärtää piirien luomisen periaatteen erilaisille sähkölaitteille. Harkitse esimerkkiä. LEDien kytkentäkaavio riippuu suurelta osin virtalähteen jännitteestä.
Alhaisella verkkojännitteellä (jopa 5 V) LEDit kytketään sarjaan. Tässä tapauksessa läpimenokondensaattori ja lineaarinenvastukset. LEDien johtavuutta parannetaan käyttämällä järjestelmämodulaattoreita.
Kun verkkojännite on 12 V, voidaan käyttää sekä sarja- että rinnakkaisverkkoliitäntää. Sarjakytkennässä käytetään hakkuriteholähteitä. Jos kootaan kolmen LEDin piiri, vahvistinta voidaan jättää käyttämättä. Mutta jos piiri sisältää enemmän elementtejä, tarvitaan vahvistin.
Toisessa tapauksessa, toisin sanoen rinnakkain kytkettynä, on käytettävä kahta avointa vastusta ja vahvistinta (jossa kapasiteetti on yli 3 A). Lisäksi ensimmäinen vastus asennetaan ennen vahvistinta ja toinen sen jälkeen.
Korkealla verkkojännitteellä (220 V) he turvautuvat sarjaliitäntään. Samalla käytetään lisäksi operaatiovahvistimia ja alennusteholähteitä.