Der Strom im Stromkreis fließt durch die Leiter von der Spannungsquelle zur Last, dh zu Lampen, Geräten. Als Leiter werden in den meisten Fällen Kupferdrähte verwendet. Eine Schaltung kann mehrere Elemente mit unterschiedlichen Widerständen haben. Im Instrumentenstromkreis können Leiter parallel oder in Reihe geschaltet werden, auch Mischtypen sind möglich.
Element planen Bei einem Widerstand, der als Widerstand bezeichnet wird, ist die Spannung eines bestimmten Elements die Potentialdifferenz zwischen den Enden des Widerstands. Die elektrische Parallel- und Reihenschaltung von Leitern ist durch ein einziges Funktionsprinzip gekennzeichnet, nach dem der Strom von Plus nach Minus fließt bzw. das Potential abnimmt. Auf Schaltplänen wird der Leitungswiderstand mit 0 angenommen, da er vernachlässigbar ist.
Eine Parallelschaltung setzt voraus, dass die Elemente der Schaltung parallel mit der Quelle verbunden und gleichzeitig eingeschaltet sind. Reihenschaltung bedeutet, dass die Widerstandsleiter in strenger Reihenfolge hintereinander geschaltet werden.
Bei der Berechnung wird die Idealisierungsmethode verwendet, was das Verständnis erheblich vereinfacht. Tatsächlich nimmt das Potential in elektrischen Schaltungen allmählich ab, während es sich durch die Verdrahtung und Elemente bewegt, die in einer Parallel- oder Reihenschaltung enthalten sind.
Inhalt
Reihenschaltung von Leitern
Das serielle Verbindungsschema impliziert, dass sie in einer bestimmten Reihenfolge nacheinander eingeschaltet werden. Darüber hinaus ist die Stromstärke in allen gleich. Diese Elemente erzeugen auf der Baustelle eine Gesamtspannung. In den Knoten des Stromkreises sammeln sich keine Ladungen an, da sonst eine Spannungs- und Stromänderung zu beobachten wäre. Bei einer konstanten Spannung wird der Strom durch den Wert des Widerstands der Schaltung bestimmt, daher ändert sich in einer Reihenschaltung der Widerstand, wenn sich eine Last ändert.
Der Nachteil eines solchen Schemas besteht darin, dass bei Ausfall eines Elements auch der Rest die Funktionsfähigkeit verliert, da der Stromkreis unterbrochen ist. Ein Beispiel ist eine Girlande, die nicht funktioniert, wenn eine Glühbirne durchbrennt. Dies ist ein entscheidender Unterschied zu einer Parallelschaltung, bei der die Elemente einzeln arbeiten können.
Die Reihenschaltung geht davon aus, dass aufgrund der einstufigen Verbindung der Leiter deren Widerstand an jedem Punkt des Netzes gleich ist. Der Gesamtwiderstand ist gleich der Summe der Spannungsreduzierung der einzelnen Elemente des Netzwerks.
Bei dieser Verbindungsart wird der Anfang eines Leiters mit dem Ende eines anderen verbunden. Das Hauptmerkmal der Verbindung besteht darin, dass sich alle Leiter ohne Verzweigungen auf demselben Draht befinden und durch jeden von ihnen ein elektrischer Strom fließt. Die Gesamtspannung ist jedoch gleich der Summe der Spannungen an jedem. Sie können die Verbindung auch aus einem anderen Blickwinkel betrachten - alle Leiter werden durch einen Ersatzwiderstand ersetzt, und der Strom darauf ist derselbe wie der Gesamtstrom, der durch alle Widerstände fließt. Die äquivalente Gesamtspannung ist die Summe der Spannungswerte an jedem Widerstand. Dies ist die Potentialdifferenz über dem Widerstand.
Die Verwendung einer seriellen Verbindung ist nützlich, wenn Sie ein bestimmtes Gerät gezielt ein- und ausschalten möchten. Beispielsweise kann eine elektrische Klingel nur läuten, wenn eine Verbindung zu einer Spannungsquelle und einem Taster besteht. Die erste Regel besagt, dass, wenn an mindestens einem der Elemente des Stromkreises kein Strom anliegt, der Rest nicht anliegt. Wenn also in einem Leiter Strom fließt, fließt er auch in den anderen. Ein anderes Beispiel wäre eine batteriebetriebene Taschenlampe, die nur leuchtet, wenn eine Batterie, eine funktionierende Glühbirne und ein gedrückter Knopf vorhanden sind.
In einigen Fällen ist ein serielles Schema nicht praktikabel. In einer Wohnung, in der das Beleuchtungssystem aus vielen Lampen, Wandlampen und Kronleuchtern besteht, sollten Sie ein solches Schema nicht organisieren, da das Licht nicht in allen Räumen gleichzeitig ein- und ausgeschaltet werden muss. Verwenden Sie hierfür besser eine Parallelschaltung, um das Licht in einzelnen Räumen einschalten zu können.
Parallelschaltung von Leitern
In einer Parallelschaltung sind Leiter ein Satz Widerstände, von denen einige Enden zu einem Knoten und das andere zum zweiten Knoten zusammengesetzt sind. Es wird davon ausgegangen, dass die Spannung bei Parallelschaltung in allen Teilen der Schaltung gleich ist. Parallele Abschnitte des Stromkreises werden Zweige genannt und verlaufen zwischen zwei Verbindungsknoten, sie haben die gleiche Spannung. Diese Spannung ist gleich dem Wert auf jedem Leiter. Die Summe der Indikatoren, der Kehrwert des Widerstands der Zweige, ist ebenfalls invers in Bezug auf den Widerstand eines separaten Abschnitts der Parallelschaltung.
Bei Parallel- und Reihenschaltungen ist das System zur Berechnung der Widerstände einzelner Leiter unterschiedlich. Bei einer Parallelschaltung fließt der Strom durch die Zweige, was die Leitfähigkeit der Schaltung erhöht und den Gesamtwiderstand verringert. Wenn mehrere Widerstände mit ähnlichen Werten parallel geschaltet werden, ist der Gesamtwiderstand eines solchen Stromkreises kleiner als ein Widerstand, der so oft der Anzahl der Widerstände im Stromkreis entspricht.
Jeder Zweig hat einen Widerstand, und der elektrische Strom wird, wenn er den Verzweigungspunkt erreicht, geteilt und divergiert zu jedem Widerstand, sein Endwert ist gleich der Summe der Ströme an allen Widerständen. Alle Widerstände werden durch einen äquivalenten Widerstand ersetzt. Unter Anwendung des Ohmschen Gesetzes wird der Wert des Widerstands deutlich - in einer Parallelschaltung werden die Werte des Kehrwerts der Widerstände an den Widerständen aufsummiert.
Bei dieser Schaltung ist der Stromwert umgekehrt proportional zum Widerstandswert. Die Ströme in den Widerständen sind nicht miteinander verbunden. Wenn also einer von ihnen ausgeschaltet wird, wirkt sich dies in keiner Weise auf die anderen aus. Aus diesem Grund wird ein solches Schema in vielen Geräten verwendet.
Betrachtet man die Einsatzmöglichkeiten einer Parallelschaltung im Alltag, empfiehlt es sich, die Beleuchtungsanlage der Wohnung zu beachten. Alle Lampen und Kronleuchter müssen parallel geschaltet werden, in diesem Fall hat das Ein- und Ausschalten einer von ihnen keinen Einfluss auf den Betrieb der anderen Lampen. Also hinzufügen Schalter jeder Glühbirne im Schaltungszweig können Sie die entsprechende Lampe nach Bedarf ein- und ausschalten. Alle anderen Lampen arbeiten unabhängig voneinander.
Alle elektrischen Geräte werden parallel an ein 220-V-Stromnetz angeschlossen und dann an eine Schalttafel angeschlossen. Das heißt, alle Geräte werden unabhängig von der Verbindung anderer Geräte verbunden.
Gesetze der Reihen- und Parallelschaltung von Leitern
Für ein detailliertes praktisches Verständnis beider Arten von Verbindungen stellen wir Formeln vor, die die Gesetzmäßigkeiten dieser Arten von Verbindungen erklären. Die Leistungsberechnung für Parallel- und Reihenschaltung ist unterschiedlich.
In einer Reihenschaltung herrscht in allen Leitern die gleiche Stromstärke:
Ich = Ich1 = Ich2.
Nach dem Ohmschen Gesetz werden diese Arten von Leiterverbindungen in verschiedenen Fällen unterschiedlich erklärt. Bei einer Reihenschaltung sind die Spannungen also gleich:
U1 = IR1, U2 = IR2.
Außerdem ist die Gesamtspannung gleich der Summe der Spannungen der einzelnen Leiter:
U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR.
Der Gesamtwiderstand des Stromkreises errechnet sich aus der Summe der Wirkwiderstände aller Leiter, unabhängig von ihrer Anzahl.
Bei einer Parallelschaltung ist die Gesamtspannung der Schaltung ähnlich der Spannung der einzelnen Elemente:
U1 = U2 = U.
Und die Gesamtstärke des elektrischen Stroms errechnet sich aus der Summe der Ströme, die in allen parallel liegenden Leitern zur Verfügung stehen:
Ich = Ich1 + Ich2.
Um die maximale Effizienz elektrischer Netze zu gewährleisten, ist es notwendig, das Wesen beider Verbindungstypen zu verstehen und sie angemessen anzuwenden, indem die Gesetze angewendet und die Rationalität der praktischen Umsetzung berechnet werden.
Gemischter Anschluss von Leitern
Reihen- und Parallelschaltungen von Widerständen können bei Bedarf in einem Stromkreis zusammengefasst werden. Beispielsweise ist es erlaubt, parallele Widerstände in Reihe mit einem anderen Widerstand oder seiner Gruppe zu schalten, dieser Typ wird als kombiniert oder gemischt betrachtet.
In einem solchen Fall errechnet sich der Gesamtwiderstand aus der Summe der Werte für die Parallelschaltung im System und für die Reihenschaltung. Zuerst müssen Sie den äquivalenten Widerstand der Widerstände in Reihe und dann die Elemente der Parallelschaltung berechnen. Eine serielle Verbindung wird als vorrangig angesehen, und Schaltungen dieser kombinierten Art werden häufig in Haushaltsgeräten und Haushaltsgeräten verwendet.
In Anbetracht der Art der Verbindungen von Leitern in elektrischen Schaltkreisen und basierend auf den Gesetzen ihrer Funktionsweise kann man also das Wesen der Organisation von Schaltkreisen der meisten elektrischen Haushaltsgeräte vollständig verstehen. Bei Parallel- und Reihenschaltungen ist die Berechnung von Widerstands- und Stromstärkeindikatoren unterschiedlich. Wenn Sie die Berechnungsgrundlagen und Formeln kennen, können Sie jede Art von Schaltungsorganisation kompetent einsetzen, um Elemente optimal und mit maximaler Effizienz zu verbinden.
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