Conexión en paralelo y serie. Conexión secuencial y paralela de conductores
En física, el tema de paralelo yconexión serie, y esto puede ser no solo conductores, sino también condensadores. Aquí es importante no confundirse sobre cómo se ve cada uno en el diagrama. Y solo luego aplica fórmulas específicas. Por cierto, necesitan ser recordados de memoria.
¿Cómo distinguir entre estos dos compuestos?
Eche un buen vistazo al diagrama. Si los cables se presentan como una carretera, entonces las máquinas en ella desempeñarán el papel de resistencias. En un camino recto sin ninguna ramificación, los automóviles conducen uno tras otro, en una cadena. También parece una conexión en serie de conductores. El camino en este caso puede tener un número ilimitado de giros, pero no una sola intersección. No importa cómo se agitó la carretera (cables), las máquinas (resistencias) siempre se ubicarán una detrás de otra, a lo largo de una sola cadena.
Es algo muy diferente si consideramosconexión paralela. Entonces las resistencias se pueden comparar con los atletas al comienzo. Están cada uno en su propio camino, pero la dirección de su movimiento es la misma, y el final en un solo lugar. Las resistencias son iguales, cada una tiene su propio cable, pero todas están conectadas en algún punto.
Fórmulas para la corriente
Siempre se discute en el tema "Electricidad". La conexión en paralelo y en serie de diferentes maneras afecta la magnitud de la corriente en las resistencias. Para ellos se derivan fórmulas que se pueden recordar. Pero simplemente recuerda el significado que está incrustado en ellos.
Por lo tanto, la corriente en conexión en serielos conductores son siempre lo mismo. Es decir, en cada uno de ellos el valor de la fuerza actual no es diferente. Puede dibujar una analogía si compara un cable con una tubería. En él, el agua fluye siempre de la misma manera. Y todos los obstáculos en su camino serán barridos con la misma fuerza. Entonces con el poder de la corriente. Por lo tanto, la fórmula de la corriente total en un circuito con una conexión en serie de resistencias se ve así:
Yo total = I 1 = I 2
Aquí la letra I denota la fuerza de la corriente. Esta es una designación común, por lo que debe recordarse.
La corriente con conexión paralela ya no seráconstante. Con la misma analogía con la tubería, resulta que el agua se dividirá en dos corrientes si la tubería principal tiene una rama. El mismo fenómeno se observa con la corriente cuando aparece una rama de los cables en su camino. La fórmula de la corriente total con conexión en paralelo de conductores:
Yo total = I 1 + I 2
Si la rama se compone de cables que son más de dos, entonces en la fórmula anterior, habrá más términos para el mismo número.
Fórmulas para estreses
Cuando consideramos el esquema en el cualla conexión de los conductores en serie, luego el voltaje en toda la sección se determina por la suma de estas cantidades en cada resistencia particular. Puedes comparar esta situación con placas. Retener uno de ellos resultará fácilmente en una persona, el segundo también puede ser tomado por él, pero con dificultad. Para mantener tres placas en las manos de una persona junto a la otra ya no es posible, necesitará la ayuda de la segunda. Y así sucesivamente. Los esfuerzos de las personas se están perfilando.
La fórmula para el voltaje total del circuito con una conexión en serie de conductores es la siguiente:
U total = U 1 + U 2, donde U es la designación adoptada para el voltaje eléctrico.
Otra situación se desarrolla siSe considera la conexión en paralelo de resistencias. Cuando las placas se colocan una encima de la otra, todavía pueden ser sostenidas por una sola persona. Por lo tanto, nada para agregar. La misma analogía se observa con la conexión en paralelo de conductores. El voltaje en cada uno de ellos es el mismo e igual que el de todos a la vez. La fórmula general del estrés es:
U total = U 1 = U 2
Fórmulas para resistencia eléctrica
Ellos ya no pueden recordar, y conocen la fórmulaLa ley de Ohm y de ella deducir lo necesario. De esta ley se desprende que el voltaje es igual al producto de la corriente y la resistencia. Es decir, U = I * R, donde R es la resistencia.
Entonces, la fórmula con la que debe trabajar depende de cómo estén conectados los conductores:
- en consecuencia, necesita igualdad para el voltaje - Yototal * Rtotal = I1 * R1 + I2 * R2;
- en paralelo, es necesario usar la fórmula para la corriente - Utotal / Rtotal = U1 / R1 + U2 / R2 .
Luego sigue transformaciones simples quese basan en el hecho de que en la primera ecuación todas las intensidades actuales tienen el mismo valor, y en la segunda las tensiones son iguales. Por lo tanto, se pueden reducir. Es decir, estas expresiones son:
- R total = R 1 + R 2 (para conexión en serie de conductores).
- 1 / R total = 1 / R 1 + 1 / R 2 (con conexión en paralelo).
A medida que aumenta el número de resistencias incluidas en la red, cambia el número de términos en estas expresiones.
Cabe señalar que paralelo yla conexión en serie de los conductores de diferentes maneras afecta la resistencia general. El primero de ellos reduce la resistencia del circuito. Y es menos que la más pequeña de las resistencias usadas. Con una conexión en serie, todo es lógico: los valores se agregan, por lo que el número total siempre será el más grande.
Operación actual
Las tres cantidades anteriores son las leyesconexión en paralelo y la disposición en serie de los conductores en el circuito. Por lo tanto, necesitan saber. Sobre el trabajo y la potencia, solo necesitas recordar la fórmula básica. Está escrito así: A = I * U * t, donde A es el trabajo actual, t es el tiempo de su paso por el conductor.
Para determinar la operación general en una conexión en serie, la tensión debe reemplazarse en la expresión original. Obtenemos la igualdad A = I * (U 1 + U 2) * t, revelando los corchetes en los que resulta que el trabajo en toda la sección es igual a su suma en cada consumidor actual particular.
De manera similar, hay un razonamiento, si consideramos el esquema de conexión en paralelo. Sólo reemplaza la corriente. Pero el resultado será el mismo: A = A 1 + A 2.
Potencia actual
Al derivar la fórmula para la potencia (indicada por "P") parte de circuito de nuevo necesario el uso de una sola fórmula: P = U * I. Después de tales argumentos, resulta que la conexión en paralelo y en serie se describe mediante una fórmula de este tipo para la potencia: P = P 1 + P 2.
Es decir, sin importar cómo se elaboraron los esquemas, el totalel poder estará compuesto por aquellos que están involucrados en el trabajo. Esto explica el hecho de que es imposible incluir muchos dispositivos potentes en la red de apartamentos al mismo tiempo. Simplemente no puede soportar esta carga.
¿Cómo afecta la conexión de los conductores a la reparación de la guirnalda de Año Nuevo?
Inmediatamente después de una de lasbombillas, queda claro cómo estaban conectados. Con una conexión en serie, ninguno de ellos se encenderá. Esto se debe al hecho de que la lámpara que se ha quedado inutilizable crea un espacio en el circuito. Por lo tanto, debe verificar todo para determinar cuál se quemó, reemplazarlo y la guirnalda funcionará.
Si usa una conexión paralela,entonces no deja de funcionar si falla uno de los focos. Después de todo, la cadena no estará completamente desgarrada, sino solo una parte paralela. Para reparar tal guirnalda, no necesita verificar todos los elementos de la cadena, sino solo los que no brillan.
¿Qué le sucede al circuito, si se trata de condensadores en lugar de resistencias?
Cuando están conectados en serie, uno observatal situación: las cargas de las ventajas de la fuente de alimentación vienen solamente a las placas externas de los condensadores extremos. Los que están entre ellos simplemente transfieren esta carga a lo largo de una cadena. Esto explica el hecho de que en todas las placas hay cargas idénticas, pero que tienen signos diferentes. Por lo tanto, la carga eléctrica de cada condensador conectado en serie se puede escribir de la siguiente manera:
q total = q 1 = q 2.
Para determinar el voltaje en cada condensador, necesita conocer la fórmula: U = q / C. En ella, C es la capacitancia del condensador.
La tensión general está sujeta a la misma ley,que es válido para resistencias. Por lo tanto, reemplazando la tensión en la fórmula de la capacitancia por una suma, obtenemos que la capacidad total de los dispositivos debe calcularse mediante la fórmula:
C = q / (U 1 + U 2)
Para simplificar esta fórmula, puede convertir las fracciones y reemplazar la relación de voltaje a la capacidad de carga. Resulta la siguiente igualdad: 1 / C = 1 / C 1 + 1 / C 2.
Una situación ligeramente diferente es cuandola conexión de los condensadores es paralela. Entonces la carga total se determina por la suma de todas las cargas que se acumulan en las placas de todos los instrumentos. Y el valor del voltaje todavía está determinado por las leyes generales. Por lo tanto, la fórmula para la capacitancia total de los condensadores paralelos es la siguiente:
C = (q 1 + q 2) / U.
Es decir, este valor se considera como la suma de cada uno de los instrumentos utilizados en la conexión:
C = C 1 + C 2.
¿Cómo determinar la resistencia total de una conexión arbitraria de conductores?
Es decir, en que las secciones sucesivas son reemplazadas por las paralelas, y viceversa. Para ellos, todas las leyes descritas siguen siendo válidas. Solo aplícalos por etapas.
Primero es necesario desplegar mentalmente el esquema. Si es difícil de imaginar, entonces es necesario dibujar lo que se obtiene. La explicación se vuelve más clara si lo consideramos con un ejemplo específico (ver la figura).
Es conveniente comenzar a dibujar desde los puntos B y B. Deben colocarse a cierta distancia el uno del otro y de los bordes de la hoja. Solo hay un cable a la izquierda del punto B, y dos están dirigidos a la derecha. El punto B, por otro lado, tiene dos ramas a la izquierda, y luego hay un cable.
Ahora necesitas llenar el espacio entreestos puntos En el alambre superior debe ser colocado tres resistencias con coeficientes 2, 3 y 4, y que va desde la parte inferior, en el que el índice es 5. El primero tres están conectadas en serie. Con la quinta resistencia, son paralelos.
Las dos resistencias restantes (primera y sexta)se incluyen en series con el área considerada de BV. Por lo tanto, el dibujo se puede completar simplemente con dos rectángulos a cada lado de los puntos seleccionados. Queda por aplicar las fórmulas para calcular la resistencia:
- el primero que se muestra para la conexión en serie;
- luego para paralelo;
- y nuevamente para secuencial.
Del mismo modo, puede implementar cualquier esquema, incluso uno muy complejo.
La tarea de la conexión serial de conductores
Condición. En el circuito, dos lámparas y una resistencia están conectadas una detrás de otra. El voltaje total es de 110 V, y la corriente es de 12 A. ¿Cuál es la resistencia de la resistencia, si cada lámpara está diseñada para una tensión de 40 V?
La solución Desde la secuenciaconexión, las fórmulas de sus leyes son conocidas. Solo necesita aplicarlos correctamente. Para empezar, descubra el valor de la tensión que se aplica a la resistencia. Para hacer esto, del total, necesita restar el voltaje de una lámpara dos veces. Resulta 30 V.
Ahora, cuando se conocen dos cantidades, U e I(el segundo de ellos se da en la condición, ya que la corriente total es igual a la corriente en cada consumidor consecutivo), es posible calcular la resistencia de la resistencia de acuerdo con la ley de Ohm. Es igual a 2.5 ohmios.
Respuesta La resistencia de la resistencia es de 2.5 ohms.
La tarea de acoplar condensadores, paralelos y secuenciales
Condición. Hay tres condensadores con capacidades de 20, 25 y 30 μF. Determine su capacidad total para conexiones en serie y paralelas.
La solución Es más fácil comenzar con una conexión paralela. En esta situación, solo necesita agregar los tres valores. Por lo tanto, la capacitancia total es igual a 75 μF.
Los cálculos son algo más complicados cuandoconexión en serie de estos condensadores. Después de todo, primero necesita encontrar la relación de uno a cada uno de estos contenedores y luego agregarlos. Resulta que la unidad dividida por la capacidad total es 37/300. Entonces el valor requerido es aproximadamente 8 μF.
Respuesta La capacitancia total en una conexión en serie es de 8 mkF, con una conexión en paralelo: 75 mkF.
