Seriel og parallel forbindelse

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 28. januar 2021; checks kræver 12 redigeringer .

Serie- og parallelforbindelser i elektroteknik er de to vigtigste måder at forbinde elementer i et elektrisk kredsløb på . Når de er forbundet i serie, er alle elementer forbundet med hinanden, så den del af kæden, der inkluderer dem, ikke har en enkelt knude . Med en parallelforbindelse er alle elementer, der indgår i kæden, forenet af to noder og har ingen forbindelser med andre noder, medmindre dette modsiger betingelsen.

Når lederne er serieforbundne, er strømstyrken i alle ledere den samme. I dette tilfælde er den samlede spænding i kredsløbet lig med summen af spændingerne ved enderne af hver af lederne.

Med en parallelforbindelse er spændingsfaldet mellem to knudepunkter , der kombinerer elementerne i kredsløbet, det samme for alle elementer. I dette tilfælde er den reciproke af den samlede modstand af kredsløbet lig med summen af de reciproke af modstandene af lederne forbundet parallelt.

Seriel forbindelse

Når lederne er forbundet i serie, er strømstyrken i enhver del af kredsløbet den samme: (da strømstyrken bestemmes af antallet af elektroner, der passerer gennem lederens tværsnit, og hvis der ikke er nogen knudepunkter i kredsløb, så vil alle elektronerne i det flyde langs en leder). ${\displaystyle I\mathrm {=} I_{1}=I_{2}=\cdots =I_{n))$

Den samlede spænding i kredsløbet, når den er forbundet i serie, eller spændingen ved strømkildens poler, er lig med summen af spændingerne i de enkelte sektioner af kredsløbet :. $U\mathrm {=} U_{1}+U_{2}+\cdots +U_{n}$

Modstande

R=R_{1}+R_{2}+\cdots +R_{n}

Induktor

L=L_{1}+L_{2}+\cdots +L_{n}

Elektrisk kondensator

{\frac {1}{C}}={\frac {1}{C_{1}}}+{\frac {1}{C_{2}}}+\cdots +{\frac {1}{C_ {n}}}

Memristors

M=M_{1}+M_{2}+\cdots +M_{n}

Afbrydere

Kredsløbet er lukket, når alle kontakter er lukket. Kredsløbet er åbent, når mindst én kontakt er åben. (Se også Logisk OG betjening ).

Parallelforbindelse

Strømstyrken i den uforgrenede del af kredsløbet er lig med summen af strømstyrkerne i individuelle parallelforbundne ledere: ${\displaystyle I\mathrm {=} I_{1}+I_{2}+\cdots +I_{n))$

Spændingen ved kredsløbssektionerne AB og i enderne af alle parallelforbundne ledere er den samme: $U\mathrm {=} U_{1}=U_{2}=\cdots =U_{n}$

Modstande

Når modstande er forbundet parallelt, tilføjes værdier, der er omvendt proportionale med modstanden (det vil sige, den samlede ledningsevne er summen af ledningsevnerne for hver modstand ) ${\frac {1}{R}}$ ${\frac {1}{R_{i))}$

Hvis kredsløbet kan opdeles i indlejrede underblokke forbundet i serie eller parallelt med hinanden, så beregnes først modstanden af hver underblok, derefter erstattes hver underblok med dens ækvivalente modstand, hvorved den samlede (ønskede) modstand findes.

Bevis

Da ladningen bevares, når strømmen er forgrenet (se Kirchhoffs love ), så: $I=I_{1}+I_{2}+I_{3}+\ldots$

Fra Ohms lov er strømmen gennem hver modstand:, men potentialforskellen på tværs af alle modstande vil være den samme, så vi omskriver ligningen for summen af strømme: $I_i$ $I_{i}={\frac {U_{i}}{R_{i}}}$ ${\frac {U}{R}}={\frac {U}{R_{1}}}+{\frac {U}{R_{2}}}+{\frac {U}{R_ {3}}}+\ldots$

Divider alt med og få den samlede ledningsevne og den samlede modstand $U$ ${\frac {1}{R}}={\frac {1}{R_{1}}}+{\frac {1}{R_{2}}}+{\frac {1}{R_ {3}}}+\ldots$ $R={\frac {1}{{\frac {1}{R_{1))}+{\frac {1}{R_{2))}+{\frac {1}{R_{3 }}}+\ldots}}$

For to modstande forbundet parallelt er deres samlede modstand : $R={\frac {R_{1}R_{2}}{R_{1}+R_{2}}}$

Hvis , så er den samlede modstand: . ${\displaystyle R_{1}=R_{2}=R_{3}=...=R_{n))$ $R={\frac {R_{1}}{n}}$

Når modstande er forbundet parallelt, vil deres samlede modstand være mindre end den mindste af modstandene.

Induktor

{\frac {1}{L_{{\mathrm {total}}}}}={\frac {1}{L_{1}}}+{\frac {1}{L_{2}}}+\cdots +{\frac {1}{L_{n}}}

Elektrisk kondensator

C_{{\mathrm {total}}}=C_{1}+C_{2}+\cdots +C_{n}

Memristors

M_{{total}}=M_{1}\|M_{2}\|\cdots \|M_{n}=\venstre(M_{1}^{{-1}}+M_{2}^{{ -1}}+\cdots +M_{n}^{{-1}}\right)^{{-1}}

Afbrydere

Kredsløbet er lukket, når mindst en af kontakterne er lukket. (Se også Logisk ELLER-operation ).

Eksempler på brug

Batterier af galvaniske celler eller akkumulatorer , hvor individuelle kemiske strømkilder er forbundet i serie (for at øge spændingen) eller parallelt (for at øge strømmen).
Justering af effekten af en elektrisk enhed, der består af flere identiske forbrugere af elektricitet, ved at skifte dem fra parallel til seriel forbindelse. På denne måde reguleres effekten af brænderen på en elektrisk komfur, der består af flere spiraler; effekt (hastighed) af et elektrisk lokomotiv med flere trækmotorer.
Spændingsdeler
Ballast
Shunt

Se også

Litteratur