저항의 직렬 연결. 저항의 병렬 연결

저항을 계산하지 않으면 전자 또는 전기 공학의 단일 작업이 완료되지 않습니다. 이 경우 체인의 해당 부분만 해당됩니다. 혼합 화합물저항기. 엔지니어와 물리학자는 이러한 체계에서 계산이 어떻게 이루어지는지 정확히 이해해야 합니다. 전체적으로 다양한 복잡성의 회로에 사용되는 여러 유형의 연결이 있습니다.

직렬 연결

저항을 연결하는 방법이 있습니다: 직렬, 병렬 및 결합. ~에 직렬 연결첫 번째 저항의 끝은 두 번째 저항의 시작 부분에 연결되고 그 일부는 세 번째 저항에 연결됩니다. 이것이 모든 구성 요소와 함께 작동하는 방식입니다. 즉, 체인의 모든 구성 요소가 서로 이어집니다. 이러한 연결에서는 하나의 공통 전류가 이를 통과합니다. 이러한 계획을 위해 물리학자들은 A 지점과 B 지점 사이에 전하를 띤 전자가 흐르는 경로가 단 하나뿐이라는 공식을 사용합니다.

흐르는 전기에 대한 저항은 연결된 저항기의 수에 따라 달라집니다. 구성 요소가 많을수록 높아집니다. 공식을 사용하여 계산됩니다.: R 총계 = R1+R2+…+Rn, 여기서:

• R 총계는 모든 저항의 합입니다.
• R1 - 첫 번째 저항기;
• R2 - 두 번째 구성요소;
• Rn은 체인의 마지막 구성 요소입니다.

병렬 연결

병렬 연결은 다음을 의미합니다. 저항의 시작 부분을 한 지점에 연결, 그리고 다른 것으로 끝납니다. 구성 요소 자체는 서로 동일한 거리에 있으며 그 수는 제한되지 않습니다. 전기는 여러 경로 중 하나를 선택하여 각 구성 요소를 통해 개별적으로 흐릅니다.

회로에는 여러 구성 요소와 전류 경로가 있으므로 저항은 직렬 연결보다 훨씬 낮습니다. 즉, 성분의 수가 증가함에 따라 총 반작용량이 감소한다. 전기에 대한 총 저항량을 결정하는 공식은 다음과 같습니다. 1/R total = 1/R1+1/R2+…+1/Rn.

계산 시 총 저항은 항상 회로의 구성 요소보다 작아야 합니다. 두 개의 저항으로 구성된 회로에 대한 반대의 합을 계산하는 방법은 약간 다릅니다: 1/R 총계 = (R1 x R2)/(R1+R2). 시스템의 구성 요소가 동일한 저항 값을 갖는 경우 총 수구성 요소 중 하나의 절반과 같습니다.

혼합 옵션

저항의 혼합 연결에서는 직렬 및 병렬 연결 회로가 결합됩니다. 이 경우 여러 구성 요소가 한 가지 방식으로 연결되고 다른 구성 요소는 다른 방식으로 연결되지만 모두 하나의 회로에 포함됩니다. 물리학에서는 이 연결 방법을 직렬 병렬이라고 합니다.

전기에 대한 저항의 양을 계산하려면 회로를 작은 부분으로 나누어 저항이 같은 방식으로 연결되어야 합니다. 그런 다음 알고리즘에 따라 계산이 수행됩니다.

• 병렬로 연결된 구성 요소가 있는 회로에서 등가 저항을 계산합니다.
• 그 후, 회로의 직렬 연결된 섹션에서 반대가 계산됩니다.
• 시각적 그림을 다시 그려야 합니다. 일반적으로 저항이 직렬로 연결된 회로가 얻어집니다.
• 두 공식 중 하나를 사용하여 새 회로의 저항을 계산합니다.

예를 들어 계산 방법을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것입니다. 회로에 구성요소가 5개만 있는 경우에는 다르게 배열될 수 있습니다. 첫 번째 저항의 시작 부분은 A 지점에 연결되고 끝은 B 지점에 연결됩니다. 결합된 연결이 있는 별도의 회로가 여기에서 나옵니다. 두 번째 및 세 번째 구성 요소는 직렬 라인에 있고 네 번째 구성 요소는 이들과 평행합니다. 마지막 저항은 이 회로의 끝점인 G에서 나옵니다.

처음에는 내부 회로의 직렬 섹션 저항의 합을 계산합니다.: R2+R3. 그런 다음 두 번째와 세 번째 구성 요소가 하나로 연결되도록 회로가 다시 그려집니다. 결과적으로 내부 회로는 병렬로 연결됩니다. 이제 반대값이 계산됩니다: (R2.3xR4)/(R2.3+R4). 결과 회로를 두 번째로 그릴 수 있습니다.

회로에는 3개의 저항이 직렬로 연결되어 있습니다. 또한 평균에는 두 번째, 세 번째 및 네 번째 구성 요소의 매개 변수가 포함됩니다.

이제 총 저항량을 확인할 수 있습니다. 이렇게 하려면 첫 번째, 다섯 번째 및 기타 구성 요소의 전기 표시기에 대한 저항을 합산합니다. 공식은 다음과 같습니다: R1+(R2.3xR4)/(R2.3+R4)+R5. 모든 구성요소 매개변수를 즉시 해당 매개변수로 대체할 수 있습니다.

실제로 장치의 회로는 일반적으로 복잡하기 때문에 직렬 및 병렬 연결 방법은 거의 사용되지 않습니다. 따라서 회로의 저항은 종종 결합된 방식으로 연결됩니다. 이러한 경우 저항은 단계별로 계산됩니다.

즉시 숫자를 표시하면 일반식, 실수를 해서 잘못된 결과를 얻을 수 있습니다. 이는 전기 제품의 작동에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

문제를 해결할 때 회로를 최대한 간단하게 변환하는 것이 일반적입니다. 이를 위해 동등한 변환이 사용됩니다. 변환되지 않은 부분의 전류와 전압이 변경되지 않은 채 전기 회로 회로의 일부를 변환하는 것과 동일합니다.

도체 연결에는 직렬, 병렬, 혼합 및 브리지의 네 가지 주요 유형이 있습니다.

직렬 연결

직렬 연결- 전체 회로의 전류 세기가 동일한 연결입니다. 시리즈 연결의 놀라운 예는 오래된 크리스마스 트리 화환입니다. 거기에서 전구는 차례로 직렬로 연결됩니다. 이제 전구 하나가 타서 회로가 끊어지고 나머지 전구가 꺼진다고 상상해 보십시오. 한 요소의 오류로 인해 다른 모든 요소가 종료되는데 이는 직렬 연결의 중요한 단점입니다.

직렬로 연결하면 요소의 저항이 합산됩니다.

병렬 연결

병렬 연결- 회로부 양단의 전압이 동일한 연결입니다. 병렬 연결이 가장 일반적입니다. 주로 모든 요소가 동일한 전압에 있고 전류가 다르게 분배되며 요소 중 하나가 종료되면 다른 모든 요소가 계속 작동하기 때문입니다.

병렬 연결에서 등가 저항은 다음과 같이 구됩니다.

두 개의 병렬 연결된 저항의 경우

3개의 저항이 병렬로 연결된 경우:

혼합 화합물

혼합 화합물– 직렬 및 병렬 연결의 집합인 연결. 등가 저항을 찾으려면 회로의 병렬 섹션과 직렬 섹션을 교대로 변환하여 회로를 "축소"해야 합니다.

먼저 회로의 병렬 부분에 대한 등가 저항을 찾은 다음 여기에 나머지 저항 R 3 을 추가해 보겠습니다. 변환 후에는 등가 저항 R1R2와 저항기 R3가 직렬로 연결된다는 점을 이해해야 합니다.

따라서 가장 흥미롭고 가장 복잡한 도체 연결이 남습니다.

브리지 회로

브리지 연결 다이어그램은 아래 그림에 나와 있습니다.

브리지 회로를 붕괴시키기 위해 브리지 삼각형 중 하나가 등가 별으로 대체됩니다.

그리고 저항 R 1, R 2 및 R 3을 찾으십시오.

전기 회로에서 요소는 직렬 및 병렬 연결을 포함하여 다양한 방법으로 연결될 수 있습니다.

직렬 연결

이 연결을 통해 도체는 서로 직렬로 연결됩니다. 즉, 한 도체의 시작 부분이 다른 도체의 끝 부분에 연결됩니다. 이 연결의 주요 특징은 모든 도체가 하나의 와이어에 속하고 분기가 없다는 것입니다. 각 도체에는 동일한 전류가 흐릅니다. 그러나 도체의 총 전압은 각 도체의 결합된 전압과 같습니다.

직렬로 연결된 여러 개의 저항기를 고려하십시오. 가지가 없기 때문에 한 도체를 통과하는 전하량은 다른 도체를 통과하는 전하량과 같습니다. 모든 도체의 전류 강도는 동일합니다. 이것이 이 연결의 주요 특징입니다.

이 연결은 다르게 볼 수 있습니다. 모든 저항기는 하나의 등가 저항기로 교체할 수 있습니다.

등가 저항에 걸리는 전류는 모든 저항에 흐르는 총 전류와 동일합니다. 등가 총 전압은 각 저항기에 걸리는 전압의 합이 됩니다. 이는 저항기의 전위차입니다.

이러한 규칙과 각 저항에 적용되는 옴의 법칙을 사용하면 등가 공통 저항의 저항이 저항의 합과 동일하다는 것을 증명할 수 있습니다. 처음 두 규칙의 결과는 세 번째 규칙이 됩니다.

애플리케이션

직렬 연결은 의도적으로 장치를 켜거나 꺼야 할 때 사용되며 스위치는 직렬 회로로 연결됩니다. 예를 들어, 전기 벨은 소스 및 버튼과 직렬로 연결된 경우에만 울립니다. 첫 번째 규칙에 따르면, 적어도 하나의 도체에 전류가 없으면 다른 도체에도 전류가 흐르지 않습니다. 반대로, 적어도 하나의 도체에 전류가 있으면 다른 모든 도체에도 전류가 흐르게 됩니다. 버튼, 배터리, 전구가 있는 포켓 손전등도 작동합니다. 버튼을 눌렀을 때 손전등이 빛나야 하므로 이러한 모든 요소는 직렬로 연결되어야 합니다.

때로는 직렬 연결이 원하는 목표를 달성하지 못할 수도 있습니다. 예를 들어 샹들리에, 전구 및 기타 장치가 많은 아파트에서는 ​​아파트의 각 방의 조명을 동시에 켤 필요가 없으므로 모든 램프와 장치를 직렬로 연결해서는 안됩니다. 시간. 이를 위해 직렬 및 병렬 연결을 별도로 고려하고 아파트의 조명기구를 연결하는 데 병렬 유형의 회로가 사용됩니다.

병렬 연결

이 유형의 회로에서는 모든 도체가 서로 병렬로 연결됩니다. 도체의 모든 시작 부분은 한 지점에 연결되고 모든 끝 부분도 함께 연결됩니다. 병렬 회로에 연결된 여러 동종 도체(저항기)를 고려해 보겠습니다.

이 유형의 연결은 분기됩니다. 각 분기에는 하나의 저항기가 포함됩니다. 전기는 분기점에 도달한 후 각 저항으로 나누어지고 모든 저항의 전류의 합과 같습니다. 병렬로 연결된 모든 요소의 전압은 동일합니다.

모든 저항기는 하나의 등가 저항기로 교체할 수 있습니다. 옴의 법칙을 사용하면 저항에 대한 표현을 얻을 수 있습니다. 직렬 연결의 경우 저항이 추가되고 병렬 연결의 경우 위 공식에 작성된 것처럼 저항의 역값이 추가됩니다.

애플리케이션

국내 조건에서의 연결을 고려한다면 아파트 조명 램프와 샹들리에를 병렬로 연결해야 합니다. 직렬로 연결하면 전구 하나가 켜지면 다른 전구도 모두 켜집니다. 병렬 연결을 사용하면 각 분기에 해당 스위치를 추가하여 원하는 대로 해당 전구를 켤 수 있습니다. 이 경우, 이런 방식으로 한 램프를 켜도 다른 램프에는 영향을 미치지 않습니다.

아파트의 모든 가정용 전기 장치는 220V 전압의 네트워크에 병렬로 연결되고 배전반에 연결됩니다. 즉, 병렬연결은 전기장치를 서로 독립적으로 연결해야 할 때 사용됩니다. 직렬 및 병렬 연결에는 고유한 특성이 있습니다. 혼합된 화합물도 있습니다.

현재하는 일

앞에서 논의한 직렬 및 병렬 연결은 기본 값인 전압, 저항 및 전류 값에 대해 유효했습니다. 전류의 작업은 다음 공식에 의해 결정됩니다.

A = I x U x 티, 어디 ㅏ- 현재하는 일, 티– 도체를 따라 흐르는 시간.

직렬 연결 회로로 동작을 결정하려면 원래 식의 전압을 대체해야 합니다. 우리는 다음을 얻습니다:

A=I x (U1 + U2) x t

괄호를 열고 전체 다이어그램에서 작업은 각 부하의 양에 따라 결정됩니다.

또한 병렬 연결 회로도 고려합니다. 우리는 전압이 아니라 전류를 변경합니다. 결과는 다음과 같습니다.

A = A1+A2

현재 전력

회로 섹션의 전력 공식을 고려할 때 다음 공식을 다시 사용해야 합니다.

P=U×I

유사한 추론을 통해 결과적으로 직렬 및 병렬 연결은 다음 거듭제곱 공식에 의해 결정될 수 있습니다.

P=P1 + P2

즉, 어떤 회로에서든 총 전력은 회로의 모든 전력의 합과 같습니다. 이는 배선이 그러한 전력을 견딜 수 없기 때문에 아파트에서 여러 개의 강력한 전기 장치를 한 번에 켜는 것이 권장되지 않음을 설명할 수 있습니다.

새해 화환에 대한 연결 다이어그램의 영향

화환의 램프 하나가 다 타면 연결 다이어그램의 유형을 결정할 수 있습니다. 회로가 순차적이면 전구가 하나도 켜지지 않습니다. 전구가 끊어지면 공통 회로가 끊어지기 때문입니다. 어느 전구가 타버렸는지 알아내려면 모든 것을 확인해야 합니다. 다음으로 결함이 있는 램프를 교체하면 화환이 작동합니다.

병렬 연결 회로를 사용하는 경우 회로가 완전히 끊어지지 않고 하나의 작은 병렬 섹션만 끊어지기 때문에 하나 이상의 램프가 끊어져도 화환은 계속 작동합니다. 그러한 화환을 복원하려면 어떤 램프가 켜지지 않았는지 확인하고 교체하는 것으로 충분합니다.

커패시터의 직렬 및 병렬 연결

직렬 회로를 사용하면 다음과 같은 그림이 나타납니다. 전원의 양극에서 나온 전하는 외부 커패시터의 외부 플레이트로만 이동합니다. , 그들 사이에 위치하여 회로를 따라 전하를 전송합니다. 이것은 모든 판에 다른 표시가 있는 동일한 전하의 모양을 설명합니다. 이를 바탕으로 직렬 회로에 연결된 커패시터의 전하는 다음 공식으로 표현할 수 있습니다.

q 전체 = q1 = q2 = q3

커패시터의 전압을 결정하려면 다음 공식이 필요합니다.

여기서 C는 용량입니다. 총 전압은 저항에 적합한 것과 동일한 법칙으로 표현됩니다. 따라서 우리는 용량 공식을 얻습니다.

С= q/(U1 + U2 + U3)

이 공식을 더 간단하게 만들기 위해 분수를 반대로 바꾸고 전위차와 커패시터의 전하 비율을 바꿀 수 있습니다. 결과적으로 우리는 다음을 얻습니다:

1/C= 1/C1 + 1/C2 + 1/C3

커패시터의 병렬 연결은 약간 다르게 계산됩니다.

총 전하는 모든 커패시터의 플레이트에 축적된 모든 전하의 합으로 계산됩니다. 그리고 전압 값은 다음과 같이 계산됩니다. 일반법. 이와 관련하여 병렬 연결 회로의 총 커패시턴스 공식은 다음과 같습니다.

С= (q1 + q2 + q3)/U

이 값은 회로의 각 장치의 합으로 계산됩니다.

C=C1 + C2 + C3

도체의 혼합 연결

안에 전기 다이어그램회로의 섹션은 서로 얽힌 직렬 및 병렬 연결을 모두 가질 수 있습니다. 그러나 위에서 논의한 모든 법률은 개별 종연결은 여전히 ​​유효하며 단계적으로 사용됩니다.

먼저 다이어그램을 정신적으로 별도의 부분으로 분해해야 합니다. 더 나은 표현을 위해 종이에 그려집니다. 위에 표시된 다이어그램을 사용하여 예제를 살펴보겠습니다.

점부터 묘사하는 것이 가장 편리합니다. 비그리고 안에. 그것들은 서로 그리고 종이 가장자리에서 어느 정도 떨어져 배치됩니다. 왼쪽부터 포인트까지 비하나의 와이어가 연결되고 두 개의 와이어가 오른쪽으로 나옵니다. 점 안에반대로 왼쪽에 두 개의 가지가 있고 그 지점 이후에 하나의 와이어가 끊어집니다.

다음으로 점 사이의 공간을 묘사해야 합니다. 상부 도체에는 기존 값 2, 3, 4를 갖는 3개의 저항이 있습니다. 아래에는 지수 5의 전류가 있습니다. 처음 3개의 저항은 회로에서 직렬로 연결되고 다섯 번째 저항은 병렬로 연결됩니다. .

나머지 두 개의 저항(첫 번째와 여섯 번째)은 우리가 고려 중인 섹션과 직렬로 연결됩니다. 기원전. 따라서 선택한 점 측면에 2개의 직사각형을 사용하여 다이어그램을 보완합니다.

이제 저항을 계산하는 공식을 사용합니다.

• 직렬 연결의 첫 번째 공식.
• 다음은 병렬회로에 대해서입니다.
• 그리고 마지막으로 순차회로이다.

비슷한 방법으로 분해할 수 있습니다. 복잡한 회로, 저항 형태의 도체 연결뿐만 아니라 커패시터 연결도 포함됩니다. 다음을 사용하여 계산하는 방법을 배우려면 다른 유형계획을 세우려면 여러 작업을 완료하여 실제로 연습해야 합니다.

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전기 회로의 전류 흐름은 소스에서 소비자 방향으로 도체를 통해 수행됩니다. 이러한 계획의 대부분은 구리선그리고 전기 수신기주어진 양에 따라 저항이 다릅니다. 수행되는 작업에 따라 전기 회로는 도체의 직렬 및 병렬 연결을 사용합니다. 경우에 따라 두 가지 유형의 연결을 모두 사용할 수 있으며 이 옵션을 혼합이라고 합니다. 각 회로에는 고유한 특성과 차이점이 있으므로 회로를 설계하고 전기 장비를 수리 및 서비스할 때 이를 미리 고려해야 합니다.

도체의 직렬 연결

전기공학과 큰 중요성전기 회로에서 도체의 직렬 및 병렬 연결이 있습니다. 그중에서도 소비자의 동일한 연결을 가정하는 도체의 직렬 연결 방식이 자주 사용됩니다. 이 경우, 우선순위에 따라 순차적으로 회로에 포함됩니다. 즉, 한 소비자의 시작은 분기 없이 와이어를 사용하여 다른 소비자의 끝에 연결됩니다.

이러한 전기 회로의 특성은 두 개의 부하가 있는 회로 섹션의 예를 사용하여 고려할 수 있습니다. 각각의 전류, 전압 및 저항은 각각 I1, U1, R1 및 I2, U2, R2로 지정되어야 합니다. 그 결과, 수량 간의 관계를 I = I1 = I2, U = U1 + U2, R = R1 + R2로 표현하는 관계식을 얻었습니다. 얻은 데이터는 해당 섹션의 전류계와 전압계를 사용하여 측정하여 실제로 확인됩니다.

따라서 도체의 직렬 연결에는 다음과 같은 개별 기능이 있습니다.

• 회로의 모든 부분의 전류 강도는 동일합니다.
• 회로의 전체 전압은 각 섹션의 전압의 합입니다.
• 총 저항에는 각 개별 도체의 저항이 포함됩니다.

이 비율은 직렬로 연결된 모든 수의 도체에 적합합니다. 총 저항 값은 항상 개별 도체의 저항보다 높습니다. 이는 직렬로 연결할 때 전체 길이가 증가하고 이로 인해 저항도 증가하기 때문입니다.

동일한 요소를 n 직렬로 연결하면 R = n x R1이 됩니다. 여기서 R은 전체 저항, R1은 한 요소의 저항, n은 요소 수입니다. 반대로 전압 U는 동일한 부분으로 나뉘며 각 부분은 전체 값보다 n 배 작습니다. 예를 들어, 동일한 전력의 램프 10개를 전압 220V의 네트워크에 직렬로 연결하면 그 중 하나의 전압은 U1 = U/10 = 22V가 됩니다.

직렬로 연결된 도체에는 특징적인 특징이 있습니다. 작동 중에 적어도 하나가 실패하면 전체 회로에서 전류 흐름이 중단됩니다. 최대 빛나는 예직렬 회로에서 단 하나의 전구가 전체 시스템의 고장으로 이어지는 경우입니다. 타버린 전구를 식별하려면 화환 전체를 확인해야 합니다.

도체의 병렬 연결

안에 전기 네트워크도체를 연결할 수 있습니다 다른 방법들: 순차적, 병렬 및 결합. 그 중 병렬 연결은 시작점과 끝점의 도체가 서로 연결된 경우의 옵션입니다. 따라서 하중의 시작과 끝은 서로 연결되어 있고 하중 자체는 서로 평행하게 위치합니다. 전기 회로에는 병렬로 연결된 두 개, 세 개 이상의 도체가 포함될 수 있습니다.

직렬 및 병렬 연결을 고려하면 후자의 전류 강도는 다음 회로를 사용하여 연구할 수 있습니다. 저항이 같고 병렬로 연결된 두 개의 백열등을 사용하십시오. 제어를 위해 각 전구는 자체 전구에 연결됩니다. 또한 회로의 총 전류를 모니터링하기 위해 또 다른 전류계가 사용됩니다. 테스트 회로는 전원과 키로 보완됩니다.

키를 닫은 후에는 측정 장비의 판독값을 모니터링해야 합니다. 1번 램프의 전류계에는 전류 I1이 표시되고, 2번 램프에는 전류 I2가 표시됩니다. 일반 전류계는 현재 값을 보여줍니다. 합계와 동일개별 병렬 연결된 회로의 전류: I = I1 + I2. 직렬 연결과 달리 전구 중 하나가 끊어지면 다른 전구가 정상적으로 작동합니다. 따라서 가정용 전기 네트워크에서는 장치의 병렬 연결이 사용됩니다.

동일한 회로를 사용하여 등가 저항 값을 설정할 수 있습니다. 이를 위해 전기 회로에 전압계가 추가됩니다. 이를 통해 전류는 동일하게 유지하면서 병렬 연결에서 전압을 측정할 수 있습니다. 두 램프를 연결하는 도체의 교차점도 있습니다.

측정 결과, 병렬 연결의 총 전압은 U = U1 = U2입니다. 그런 다음 주어진 회로의 모든 요소를 ​​조건부로 대체하는 등가 저항을 계산할 수 있습니다. 병렬 연결의 경우 옴의 법칙 I = U/R에 따라 다음 공식이 얻어집니다. U/R = U1/R1 + U2/R2, 여기서 R은 등가 저항이고, R1과 R2는 두 저항 모두입니다. 전구, U = U1 = U2는 전압계에 표시된 전압 값입니다.

또한 각 회로의 전류가 전체 회로의 총 전류 강도를 합산한다는 사실도 고려해야 합니다. 최종 형태에서 등가 저항을 반영하는 공식은 다음과 같습니다: 1/R = 1/R1 + 1/R2. 이러한 사슬의 요소 수가 증가하면 공식의 항 수도 증가합니다. 기본 매개변수의 차이로 인해 전류원이 서로 구별되므로 다양한 전기 회로에 사용할 수 있습니다.

도체의 병렬 연결은 등가 저항 값이 상당히 낮다는 특징이 있으므로 전류 강도가 상대적으로 높습니다. 많은 수의 전기 제품을 소켓에 연결할 때는 이 요소를 고려해야 합니다. 이 경우 전류가 크게 증가하여 케이블 라인이 과열되어 화재가 발생합니다.

도체의 직렬 및 병렬 연결 법칙

두 가지 유형의 도체 연결에 관한 이러한 법칙은 앞에서 부분적으로 논의되었습니다.

실용적인 의미에서 도체의 직렬 및 병렬 연결을보다 명확하게 이해하고 인식하려면 공식을 특정 순서로 고려해야합니다.

• 직렬 연결은 각 도체의 전류가 동일하다고 가정합니다. 즉, I = I1 = I2입니다.
• 도체의 병렬 및 직렬 연결은 각 경우에 다르게 설명됩니다. 예를 들어 직렬 연결의 경우 모든 도체의 전압은 U1 = IR1, U2 = IR2와 같이 서로 동일합니다. 또한 직렬 연결의 경우 전압은 각 도체의 전압의 합입니다. U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR.
• 직렬 연결된 회로의 총 저항은 개수에 관계없이 모든 개별 도체의 저항의 합으로 구성됩니다.
• 병렬 연결의 경우 전체 회로의 전압은 각 도체의 전압과 같습니다. U1 = U2 = U.
• 전체 회로에서 측정된 총 전류는 병렬로 연결된 모든 도체를 통해 흐르는 전류의 합과 같습니다. I = I1 + I2.

전기 네트워크를 보다 효과적으로 설계하려면 도체의 직렬 및 병렬 연결과 그 법칙에 대한 지식이 있어야 하며 이에 대한 가장 합리적인 실제 적용 방법을 찾아야 합니다.

도체의 혼합 연결

전기 네트워크에서는 일반적으로 도체의 직렬 병렬 및 혼합 연결이 사용됩니다. 특정 조건작업. 그러나 다양한 유형의 화합물로 구성된 조합 세트인 세 번째 옵션이 가장 선호됩니다.

그런 혼합 계획도체의 직렬 및 병렬 연결이 적극적으로 사용되며 전기 네트워크를 설계할 때 그 장단점을 고려해야 합니다. 이러한 연결은 개별 저항뿐만 아니라 많은 요소를 포함하는 다소 복잡한 섹션으로 구성됩니다.

혼합 연결은 직렬 및 병렬 연결의 알려진 속성에 따라 계산됩니다. 계산 방법은 회로를 더 간단한 구성 요소로 나누고 별도로 계산한 다음 서로 합산하는 것으로 구성됩니다.

여러 전력 수신기가 동일한 네트워크에 동시에 연결된 경우 이러한 수신기는 각각 고유한 저항을 갖는 단일 회로의 요소로 쉽게 간주될 수 있습니다.

어떤 경우에는 이 접근 방식이 상당히 수용 가능한 것으로 나타났습니다. 백열등, 전기 히터 등이 저항기로 인식될 수 있습니다. 즉, 장치를 저항으로 교체할 수 있으며 회로 매개변수를 쉽게 계산할 수 있습니다.

전력 수신기를 연결하는 방법은 직렬, 병렬 또는 혼합형 연결 중 하나일 수 있습니다.

직렬 연결

여러 개의 수신기(저항기)가 직렬 회로로 연결된 경우, 즉 첫 번째의 두 번째 단자가 두 번째의 첫 번째 단자에 연결되고, 두 번째의 두 번째 단자가 세 번째의 첫 번째 단자에 연결되고, 두 번째의 두 번째 단자가 두 번째의 첫 번째 단자에 연결됩니다. 세 번째 단자가 네 번째 단자에 연결되면 이러한 회로가 전원에 연결되면 동일한 크기의 전류 I가 회로의 모든 요소를 ​​통해 흐릅니다. 이 아이디어는 다음 그림에 설명되어 있습니다.

장치를 저항으로 교체한 후 도면을 회로로 변환한 다음 직렬로 연결된 저항 R1 ~ R4가 각각 특정 전압을 사용하여 전체적으로 전원 단자의 EMF 값을 제공합니다. . 단순화를 위해 이하에서는 소스를 갈바니 요소 형태로 묘사하겠습니다.

전류와 저항을 통한 전압 강하를 표현하면 수신기 직렬 회로의 등가 저항에 대한 표현식을 얻을 수 있습니다. 저항 직렬 연결의 총 저항은 항상 이 회로를 구성하는 모든 저항의 대수적 합과 같습니다. . 그리고 회로의 각 섹션의 전압은 옴의 법칙(U = I*R, U1 = I*R1, U2 = I*R2 등) 및 E = U에서 찾을 수 있으므로 회로에 대해 다음을 얻습니다.

전원 공급 장치 단자의 전압은 회로를 구성하는 직렬로 연결된 각 수신기의 전압 강하 합계와 같습니다.

동일한 값의 회로 전체에 전류가 흐르기 때문에 직렬로 연결된 수신기(저항)의 전압은 저항에 비례하여 서로 관련되어 있다고 말하는 것이 타당합니다. 그리고 저항이 높을수록 수신기에 적용되는 전압도 높아집니다.

동일한 저항 Rk를 갖는 n개의 저항기 직렬 연결의 경우 전체 회로의 등가 총 저항은 각 저항보다 n배 더 큽니다. R = n*Rk. 따라서 회로의 각 저항에 적용되는 전압은 서로 동일하고 전체 회로에 적용되는 전압보다 n배 작습니다. Uk = U/n.

전력 수신기의 직렬 연결은 다음과 같은 특성이 특징입니다. 회로에 있는 수신기 중 하나의 저항을 변경하면 회로에 있는 나머지 수신기의 전압도 변경됩니다. 수신기 중 하나가 끊어지면 전체 회로와 다른 모든 수신기에서 전류가 중지됩니다.

이러한 기능으로 인해 직렬 연결은 거의 없으며, 대안이 없는 경우 네트워크 전압이 수신기의 정격 전압보다 높은 경우에만 사용됩니다.

예를 들어, 220V의 전압을 사용하면 동일한 전력을 갖는 두 개의 직렬 연결된 램프에 전원을 공급할 수 있으며, 각 램프는 각각 110V의 전압용으로 설계되었습니다. 동일한 정격 공급 전압에서 이러한 램프의 정격 전력이 다른 경우 램프 중 하나가 과부하되어 즉시 소진될 가능성이 높습니다.

병렬 연결

수신기의 병렬 연결에는 전기 회로의 한 쌍의 지점 사이에 각 수신기를 연결하여 병렬 분기를 형성하는 작업이 포함되며, 각 수신기는 소스 전압으로 전원을 공급받습니다. 명확하게 하기 위해 수신기를 다시 교체해 보겠습니다. 전기 저항매개변수 계산에 편리한 다이어그램을 얻습니다.

이미 언급했듯이 병렬 연결의 경우 각 저항에는 동일한 전압이 적용됩니다. 그리고 옴의 법칙에 따르면 I1=U/R1, I2=U/R2, I3=U/R3이 됩니다.

여기서 I는 소스 전류입니다. 주어진 회로에 대한 키르히호프의 첫 번째 법칙을 통해 분기되지 않은 부분의 전류에 대한 표현식을 작성할 수 있습니다. I = I1+I2+I3.

따라서 회로 요소의 병렬 연결에 대한 총 저항은 다음 공식에서 찾을 수 있습니다.

저항의 역수를 전도도 G라고 하며 여러 병렬 연결된 요소로 구성된 회로의 전도도 공식을 G = G1 + G2 + G3으로 쓸 수도 있습니다. 회로를 형성하는 저항의 병렬 연결의 경우 회로의 전도도는 이러한 저항의 전도도의 대수적 합과 같습니다. 결과적으로 병렬 수신기(저항기)가 회로에 추가되면 회로의 전체 저항이 감소하고 그에 따라 전체 전도성이 증가합니다.

병렬 연결된 수신기로 구성된 회로의 전류는 전도성에 정비례하여, 즉 저항에 반비례하여 수신기 사이에 분배됩니다. 여기서 우리는 단면적에 따라 물의 흐름이 파이프를 통해 분배되는 수력학에서 비유할 수 있습니다. 그러면 단면적이 클수록 저항이 적고 즉 전도성이 높아집니다.

회로가 병렬로 연결된 여러 개의 동일한 저항기로 구성되면 회로의 총 저항은 저항기 중 하나의 저항보다 n배 낮고 각 저항기를 통과하는 전류는 n배 작습니다. 총 전류: R = R1/n; I1 = I/n.

전원에 연결된 병렬 연결된 수신기로 구성된 회로는 각 수신기가 전원에 의해 에너지를 공급받는 것을 특징으로 합니다.

을 위한 이상적인 소스전기에 대해 다음 설명은 참입니다. 저항이 소스에 병렬로 연결되거나 연결 해제되면 연결된 나머지 저항의 전류는 변경되지 않습니다. 즉, 병렬 회로에 있는 하나 이상의 수신기에 오류가 발생하면 나머지는 계속 작동합니다. 같은 모드에서.

이러한 기능으로 인해 병렬 연결은 직렬 연결에 비해 상당한 이점을 가지며 이러한 이유로 전기 네트워크에서 가장 일반적인 병렬 연결입니다. 예를 들어, 우리 집의 모든 전기 제품은 가정용 네트워크에 병렬로 연결되도록 설계되었으며, 하나를 꺼도 나머지 제품에는 전혀 해를 끼치지 않습니다.

직렬 회로와 병렬 회로의 비교

수신기의 혼합 연결이란 수신기 중 일부 또는 여러 개가 서로 직렬로 연결되고 다른 일부 또는 여러 개가 병렬로 연결되는 연결을 의미합니다. 이 경우 전체 체인은 이러한 부품이 서로 다르게 연결되어 형성될 수 있습니다. 예를 들어 다음 다이어그램을 고려해보세요.

3개의 직렬 연결된 저항이 전원에 연결되고, 2개는 그 중 하나에 병렬로 연결되고, 세 번째는 전체 회로에 병렬로 연결됩니다. 회로의 총 저항을 찾기 위해 연속적인 변환을 거칩니다. 즉, 복잡한 회로를 순차적으로 단순한 형태로 축소하고 각 링크의 저항을 순차적으로 계산하여 총 등가 저항을 구합니다.

우리의 예에서는. 먼저 직렬로 연결된 두 개의 저항 R4와 R5의 총 저항을 구한 다음 R2와 병렬 연결의 저항을 구한 다음 결과 값에 R1과 R3을 더한 다음 병렬을 포함한 전체 회로의 저항 값을 계산합니다. R6 지점.

실제로 특정 문제를 해결하기 위해 다양한 목적으로 전력 수신기를 연결하는 다양한 방법이 사용됩니다. 예를 들어, 강력한 전원 공급 장치의 원활한 충전 회로에서 혼합 연결을 찾을 수 있습니다. 여기서 부하(다이오드 브리지 뒤의 커패시터)는 먼저 저항기를 통해 직렬로 전원을 받은 다음 저항기가 릴레이 접점에 의해 분류되고 부하가 다음과 같이 됩니다. 다이오드 브리지에 병렬로 연결됩니다.

안드레이 포브니