В чем разница между последовательными и параллельными цепями?

Топология схем - это увлекательное и удивительно доступное семейство концепций. Сегодня мы собираемся изучить разницу между последовательными и параллельными цепями.

Что такое последовательная схема? Более того, что такое параллельная схема? Даже если вы абсолютно ничего не понимаете, мы уже можем сказать вам, что вы, вероятно, используете оба типа схем каждый божий день.

Понимание разницы между последовательной цепью и параллельной цепью: определение и ключевые понятия

Проще говоря: последовательная цепь предлагает ток электричества один идеальный путь через лабиринт. Параллельные схемы, с другой стороны, настроены так, что есть два или более путей через цепь для последующего тока. Эти типы цепей считаются «параллельными», потому что путь разветвления тока проходит рядом с самим собой, когда он проходит через оба контура одновременно.

Поведение тока в параллельной цепи при его прохождении в значительной степени определяется тем фактом, что ток электрический ток будет искать области с самым низким напряжением в данной системе, занимая эти области любым возможным способом.

Это не совсем так просто, но вы будете рады узнать, что на самом деле здесь задействовано всего несколько других правил. Что именно определяет путь наименьшего сопротивления тока?

Связанный: Как проверить напряжение с помощью мультиметра

Серия vs. Параллельные схемы: что здесь происходит в Толедо?

Чтобы визуализировать этот феномен, мы собираемся вызвать несколько ключевых слов из словарного запаса, о которых следует помнить:

• Текущий: Электрическая энергия, полученная из источника и связанная кабелем.
• Источник: Откуда электричество? Аккумулятор? Молния?
• Трубопровод: Что-нибудь достаточно проводящее, чтобы отводить электричество от источника. Медный провод внутри зарядного кабеля вашего смартфона является одним из примеров электрического кабелепровода, по которому ток от вашего компьютера или блочного зарядного устройства идет к аккумулятору, нуждающемуся в подзарядке.
• Закрытая схема: Замкнутая электрическая сеть, в которой ток имеет прямой путь обратно к источнику, образуя полный, непрерывный и непрерывный контур.
• Напряжение: Мера потенциальной энергии на единицу, когда любые две точки в цепи сравниваются друг с другом. Это механизм, с помощью которого ток проходит через цепь; Избыточное напряжение в одной части системы перетекает в точки с более низким напряжением, постоянно ища равновесие.
• Сопротивление: Любой фактор, препятствующий компенсации напряжения и потоку. Силикон - один из примеров высокопрочного изоляционного материала, обычно используемого в электронике. Устойчивый материал используется для направления потока электричества по цепи и предотвращения его выхода из проводника.

Визуализируя электрический ток, мы имеем дело с переносом электронов от атома к атому по каналу. Объект становится положительно или отрицательно заряженным, когда вокруг него находится больше электронов, чем протонов, которые не покидают атом сами по себе.

Электроны - это валюта электричества. Этот перенос электронов является неотъемлемой частью способа передачи тока каждым атомом канала.

Как электроны проходят через последовательные и параллельные цепи?

Подумайте обо всех этих электронах, которые едут по рельсам трубопровода, как если бы они были крошечными автомобилями, едущими по миниатюрной супермагистрали.

В замкнутой, замкнутой цепи электричество следует по своему каналу туда, где оно в конечном итоге «утонет», то есть точка самого низкого напряжения, доступного для тока, место, где он будет физически наиболее вынужден идти. Электричество проходит через замкнутую систему аккуратно и непрерывно, его общее сохраняемое напряжение естественным образом распределяется по системе, принимая определенное квантовое состояние.

В параллельном контуре вместо того, чтобы снова и снова проходить по этому единственному, зацикленному пути, есть «съезды». и «съезды», узлы доступа, предлагающие течению альтернативный живописный маршрут через две или более параллельных ветки. Простое зацикленное состояние теперь распределяется по цепи по-разному.

Связанный: Идеи проектов DIY Electronics для студентов инженерных специальностей

Параллельное напряжение: законы Кирхгофа

Мы видели параллельные цепи, описанные как в некоторой степени напоминающие разветвляющиеся кровеносные сосуды. Вся сеть поддерживает кровоток по каждой вене и капилляру, достигая каждого уголка тела, к которому подключена система.

Немецкий физик Густав Кирхгоф был одним из первых, кто формализовал анализ схем математически. Он смог упростить поведение электричества в цепи, используя два физических закона, которые идут рука об руку.

Ток, протекающий по любой цепи, физически подчиняется этим законам, несмотря ни на что:

1. Энергия, текущая в узел или пересечение разветвленной цепи, во многом равна энергии, которая вытекает из него, сохраняя чистый общий заряд системы.
2. Общая сумма чистых электрических разностей потенциалов во всей системе должна равняться нулю. Компоненты питания, такие как аккумуляторные элементы, вносят свой вклад в эту сумму, питая энергоемкие компоненты, такие как резисторы или приборы, такие как лампочки.

Оба они проясняют, что именно управляет поведением тока в любой данной цепи. Однако этот второй момент особенно интересен.

По сути, этот второй закон утверждает, что каждый электрон, проходящий через контур, должен получить ровно столько энергии, сколько он теряет на этом пути. Если любое из требований не выполняется, рассматриваемый путь не является жизнеспособным для естественного протекания тока.

Связанный: Малобюджетные проекты электроники своими руками для начинающих

Примеры последовательных и параллельных цепей

Наиболее распространенный пример параллельного и параллельного напряжения. в серии: Рождественские огни. В частности, современные струнные vs. старинные огни.

Первоначально рождественские огни были нанизаны последовательно, в одну гирлянду из лампочек; при выходе из строя одной лампочки гаснет все, как до перегоревшей лампы, так и после нее. Цепь теперь разомкнута и фактически разорвана.

Это прискорбное положение дел, но не позволяйте этому первому примеру испортить вам цепи последовательно. По-прежнему существует множество обстоятельств, при которых последовательные цепи на самом деле являются подходящим типом цепи для выбора:

• Простые приспособления, управляющие только одним прибором - например, маленькие светодиодные фонари в некоторых игрушках.
• Фонарик или любое другое простое устройство, приводимое в действие щелчком переключателя.
• Предохранитель, защищающий большой прибор, такой как стиральная машина, от перегрузки по току; они соединены в последовательную цепь, так что последовательность разрывается вследствие срабатывания предохранителя.

Напротив, параллельные цепи предназначены для работы в любых условиях. Современные рождественские огни используют параллельную цепь, например, чтобы предотвратить вышеупомянутую досадную праздничную катастрофу. Даже если осталась только одна лампочка, она все равно сможет светить.

Другие распространенные примеры параллельных цепей включают следующее:

• Автомобильные фары подключаются параллельно, поэтому одна сторона остается работоспособной даже в случае выхода из строя другой.
• В коммерческих акустических системах используются параллельные схемы по той же причине.
• Уличные фонари получают параллельное напряжение, чтобы освещать большую часть улицы.

Ни параллельные, ни последовательные цепи не следует рассматривать как «лучше» или «хуже», чем другие - оба невероятно полезны по-своему при разных обстоятельствах. Если вы знаете, чего вам нужно достичь с помощью контура, который вы проектируете, сторона забора, на которой вы находитесь, должна быть совершенно очевидна.

Связанный: Что такое мультиметр и где его можно использовать?

Основы схем: параллельные и последовательные схемы, и почему оба имеют значение

Электричество опасно. Понимание того, как работают схемы, - это один из способов обезопасить себя, независимо от того, во что вы попадете.

Хорошие новости: если вы сможете понять эти и другие концепции в этой области, вы будете вооружены и готовы со всем, что вам нужно знать, чтобы ваш проект не зажарил ваше тело заживо, как курицу самородок. Возьмите это у кого-нибудь, кто там был.

В чем разница между переменным и постоянным током и как их преобразовать?

Запутались в питании постоянного и переменного тока? Прочтите, чтобы узнать о различиях и о том, как можно преобразовать переменный и постоянный ток.

Читать далее

Об авторе