Temos:
- Serijinės ir lygiagrečios grandinės apskritai
- Serijinis ryšys praktikoje
- Serijinis jungtis: apskaičiuokite pakeitimo varžą
- Serijinis prijungimas: apskaičiuokite srovę ir dalinę įtampą
- Lygiagretus sujungimas: apskaičiuokite pakeitimo varžą
- Lygiagretus jungimas: apskaičiuokite dalines sroves
- Kombinuota grandinė
- Kombinuotos grandinės pratimai
Serijinės ir lygiagrečios grandinės apskritai:
Šiame puslapyje apžvelgiame serijines, lygiagrečias ir kombinuotas grandines, naudojamas automobilių technologijoje. Žinios apie pagrindinė elektronika tam reikalingas.
Serijinis ryšys:
Toliau pateiktoje grandinėje parodyta grandinė su 12 voltų baterija, saugikliu (F), uždaru jungikliu (S) ir dviem lemputėmis (L1 ir L2). Neigiamas lempos L1 laidas yra prijungtas prie teigiamo lempos L2 laido. Mes tai vadiname serijiniu ryšiu.
Srovė per abi lempas yra vienoda. Įtampa paskirstoma. Kadangi pavyzdyje buvo naudojamos dvi tos pačios galios lempos, 12 voltų akumuliatoriaus įtampa padalinama į 6 voltus vienai lempai. Dėl šios priežasties automobilių technologijų lempos nėra dedamos į seriją. Be to, jei viena lempa sugenda, visa grandinė bus nutraukta, todėl kita lempa nebedegs.
Lygiagretus ryšys:
Automobilių technologijoje beveik visada susiduriame su lygiagrečiomis grandinėmis. Toliau pateiktoje grandinėje parodyta grandinė, kurioje lempos L1 ir L2 turi savo teigiamą ir įžeminimo laidą. Kiekvieno vartotojo įtampa yra lygi akumuliatoriaus įtampai; tai matyti iš voltų matavimo. Šiame pavyzdyje naudojamos tos pačios lempos, kaip ir nuosekliai prijungus; Tačiau čia jos dega ryškiau, nes dabar lempos gauna daugiau įtampos ir srovės.
Kita lygiagrečios grandinės savybė yra ta, kad jei viena lempa yra sugedusi, tai neturi įtakos kitos lempos veikimui.
Serijinis ryšys praktikoje:
Kaip aprašyta ankstesnėje pastraipoje, automobilių technologijos srityje beveik visada susiduriame su lygiagrečiai sujungtais vartotojais. Juk norime kuo didesnės įtampos ir srovės, kad vartotojai galėtų dirbti, o sugedus vienam iš vartotojų – kuo mažesnė trikdžių rizika.
Praktiškai mes randame vartotojų, kurie yra sudėti į serijas, kad atliktų savo užduotį. Kaip pavyzdį imame salono ventiliatoriaus / šildytuvo variklį. Ventiliatoriaus greičiui reguliuoti įžeminimo jungtyje tarp elektros variklio ir įžeminimo taško nuosekliai dedamas rezistorius. Mes taip pat vadiname tai serijiniu rezistoriumi.
Pastačius vieną ar kelis rezistorius nuosekliai, didėja nuostoliai ir sumažėja elektros variklio įtampa.
Daugiau apie tai skaitykite puslapyje: serijos keleivių salono ventiliatoriaus rezistorius.
Taip pat gali būti nepageidaujamas serijinis ryšys; pavyzdžiui, perėjimo varža teigiamoje arba įžeminimo jungtyje, dėl kurios prarandama įtampa (žr.išmatuoti multimetru).
Serijos jungtis: apskaičiuokite pakeitimo varžą:
Kiekvienas elektros vartotojas turi vidinį pasipriešinimas. Didelė varža lemia mažą srovę; kitaip tariant: varža lemia srovės stiprumą. Tiekiama įtampa yra lygi šaltinio įtampai (Ub arba akumuliatoriaus įtampai).
Pavyzdyje vartotojai (R1 ir R2) yra sujungti nuosekliai. R1 neigiamas yra prijungtas prie teigiamo R2. Srovė per rezistorius yra lygi. Norėdami apskaičiuoti srovę ir galiausiai dalines įtampas pagal Omo dėsnį, galime pradėti nuo pakaitinės varžos apskaičiavimo. Atsparumo vertės yra šios:
- R1 = 15 Ω
- R2 = 10 Ω
Norėdami apskaičiuoti pakaitinę varžą, diagramoje rezistorius R1 ir R2 pakeičiame Rv.
Serijinėje grandinėje varžos reikšmes galime pridėti kartu. Formulė ir poveikis pateikti žemiau.
Skaičiavimo rezultatas rodo, kad pakeitimo varža yra 25 Ohm. Tolesniuose pavyzdžiuose galime toliau skaičiuoti naudodami Rv.
Serijinis prijungimas: apskaičiuokite srovę ir dalinę įtampą:
Šiame skyriuje apskaičiuojame bendrą srovę ir dalines įtampas rezistorių R1 ir R2. Norėdami pradėti, mums reikia šaltinio įtampos (Ub). Šiame skaičiavimo pavyzdyje ši įtampa yra 14 voltų.
Turėdami žinomą šaltinio įtampą (Ub) ir pakaitinę varžą (Rv), galime apskaičiuoti bendrą srovę (I). Mes nustatome aš su Omo dėsnis:
Srovė nuoseklioje grandinėje yra vienoda per kiekvieną rezistorių. Žalia rodyklė paveikslėlyje rodo srauto kryptį. Srovė yra 560 miliamperų.
Dabar, kai žinoma srovė, galime apskaičiuoti dalines įtampas. Mes naudojame tai norėdami nustatyti, kiek įtampos kiekvienas rezistorius "sunaudoja".
- Rezistoriaus R1 įtampa (U) vadinama: UR1. Naudodami Omo dėsnį padauginame srovės intensyvumą iš varžos vertės. Rezistoriaus įtampa yra 8,4 volto.
- Mes apskaičiuojame UR2 su ta pačia srove, bet dabar su varžos verte R2; ši įtampa yra 5,6 volto.
Norėdami patikrinti, galite sudėti dalines įtampas ir palyginti jas su šaltinio įtampa. Sudedame UR1 ir UR2 kartu: tai yra 14 voltų. Tai lygi šaltinio įtampai. Jei gaunate kitokį atsakymą, tai gali būti dėl nedidelio nukrypimo dėl tarpinio apvalinimo arba skaičiavimo klaidos.
Lygiagretus sujungimas: apskaičiuokite pakeitimo varžą:
Šiame pavyzdyje R1 ir R2 yra sujungti lygiagrečiai. Dabar vieno vartotojo minusas nebesijungia su kito pliusu. Rezistorių įtampa dabar yra lygi akumuliatoriaus įtampai. Srovė paskirstoma per rezistorius. Esant vienodoms varžos vertėms, bendra srovė (I total, sutrumpintai It) dalijama iš dviejų. Norėdami jį apskaičiuoti, pirmiausia turime nustatyti pakeitimo varžą. Dar kartą pakeičiame R1 ir R2 vienu rezistoriumi, vadinamu Rv. Tada gauname tą pačią situaciją kaip pavyzdyje su serijiniu ryšiu. Atsparumo vertės yra šios:
- R1 = 10 Ω
- R2 = 20 Ω
Lygiagrečioje grandinėje negalime pridėti pasipriešinimo verčių. Bendra formulė yra tokia:
Įvedame R1 ir R2 varžos vertes:
1 būdas: Apskaičiuojame dešimtosios ir dvidešimtosios rezultatą ir sudedame reikšmes.
2 būdas: Kitas būdas yra apskaičiuoti pakeitimo varžą trupmenos pavidalu. Į lygtį vėl įrašome R1 ir R2 reikšmes. Žemiau skiriamųjų linijų (vardiklių) yra nelygūs skaičiai; negalime sudėti vardiklių. Todėl pirmiausia juos paverčiame pavadinimais. Šiame pavyzdyje tai paprasta: dešimtoji du kartus patenka į dvidešimtąją, todėl visą dešimtąją padauginame iš 2. Tada gauname dvi dvidešimtąsias. Proporcingai tai yra viena dešimtoji dalis. Su tais pačiais vardikliais galime pridėti trupmeną: taip gaunamos trys dvidešimtosios. Norėdami apskaičiuoti pakaitinę varžą, turime pakeisti trupmeną: 1/RV tampa RV/1 (galime perbraukti /1), o trys dvidešimtosios tampa 20, padalytos iš 3. Rezultatas 6,67 Ohm yra lygus 1 būdo rezultatui. .
Lygiagretus jungimas: apskaičiuokite dalines sroves:
Bendrą srovę (It) galime apskaičiuoti padalydami Ub ir Rv vienas iš kito:
Dabartinis Itotal bus padalintas į I1 ir I2. Per R1 teka kitokia srovė nei per R2. Sankryžoje dalinės srovės vėl susijungia ir grįžta į neigiamą akumuliatoriaus pusę.
Lygiagrečiame jungtyje kiekvieno vartotojo įtampa yra lygi šaltinio įtampai:
Į UR1 ir UR2 formules įvedame tą pačią reikšmę kaip ir akumuliatoriaus įtampa: šiuo atveju 14 voltų. Įtampą padaliname iš varžos verčių ir gauname dalines sroves. Per rezistorių R1 teka 1,4 amperų srovė, o per R2 - 700 miliamperų.
Sudėjus dvi dalines sroves, gauname 2,1 ampero bendrą srovę.
Kombinuota grandinė:
Su kombinuota grandine mes susiduriame su nuoseklia ir lygiagrečia grandine vienoje grandinėje. Paveiksle matome, kad rezistorius R1 yra nuosekliai sujungtas su lygiagrečiai sujungtais rezistoriais R2 ir R3. Praktiškai galime susidurti su blogu teigiamu laidu prie dviejų lempų: R1 tokiu atveju yra perėjimo varža, R2 ir R3 yra lempos.
Sroves ir įtampas apskaičiuosime pagal šiuos duomenis:
- Ub = 12 voltų;
- R1 = 0,5 Ω
- R2 = 15 Ω
- R3 = 15 Ω
Lygiagrečioje grandinėje žinome, kad rezistorių įtampa yra lygi šaltinio įtampai. Kadangi dabar susiduriame su kombinuota grandine, tai nebegalioja; dalį užima R1. Tačiau R2 ir R3 įtampa yra vienoda.
Aiškumo dėlei skaičiavimus padalijame į 5 žingsnius.
1. Nustatykite lygiagrečiojo jungties Rv:
R2 ir R3 pakeičiame Rv, o patogumui Rv apskaičiuojame trupmenos forma.
Dabar yra nuoseklus ryšys: R1 akivaizdžiai išlieka 0,5 Ω, o Rv dabar yra 7,5 Ω
2. Nustatykite serijinės jungties Rv:
1 žingsnyje buvo nustatytas R2 ir R3 pakeitimo atsparumas. Pakaitinis rezistorius buvo nuosekliai sujungtas su rezistoriumi R1.
Šiame žingsnyje kartu sudedame R1 ir Rv varžos vertes, kad vėl apskaičiuotume pakaitinę varžą, bet dabar – serijinės grandinės varžą. Mes vadiname šį pakaitinį rezistorių: Rv' (su akcentu), nes tai yra "antrasis" Rv grandinėje.
3. Apskaičiuokite bendrą sumą:
Bendra srovė yra 1,5 A ir teka per rezistorių R1 ir pakaitinį rezistorių Rv'.
4. Apskaičiuokite dalines įtampas:
Mes žingsnis po žingsnio atkuriame schemą; Mes dedame R1 ir Rv nuosekliai, kad apskaičiuotume dalines įtampas UR1 ir URv su bendromis srovės ir varžos reikšmėmis.
Norėdami patikrinti: suduotos dalinės įtampos atitinka šaltinio įtampą: (UR1 + URv = Ub), todėl skaičiavimo klaidų iki šiol nepadaryta.
5. Apskaičiuokite srautus:
Vėl pildome tvarkaraštį. 4 veiksme nustatėme, kad rezistoriaus R1 įtampa yra 0,75 volto. Pakaitinio rezistoriaus Rv įtampa yra 11,25 volto. Kadangi lygiagrečioje grandinėje vartotojų įtampa yra vienoda, žinome, kad tiek R2, tiek R3 įtampa yra 11,25 volto.
Skaičiavimų rezultatai rodo, kad visa srovė teka per R1, o tada srovė paskirstoma per R2 ir R3. Esant nevienodoms varžos vertėms, šios srovės skiriasi viena nuo kitos.
Kombinuotos grandinės pratimai:
Šiame skyriuje galite praktikuotis patys skaičiuodami kombinuotą grandinę. Kad jums būtų lengviau, galite atlikti ankstesnės pastraipos 1–5 veiksmus. Išplėskite nuoseklų planą 6 žingsniu, kad apskaičiuotumėte dalines R4 ir R5 įtampas.
Datum:
- Ub = 10 voltų
- R1 = 1 Ω
- R2 = 10 Ω
- R3 = 4 Ω
- R4 = 5 Ω
- R5 = 15 Ω
Ieškoma:
- Visos dalinės įtampos (nuo UR1 iki UR5)
- Visi posrautai.
