Elágazás nélküli és elágazó lineáris elektromos áramkörök egyetlen betáplálással

Ha nagyszámú passzív elem e forrással együtt. stb. c) elektromos áramkört alkotnak, összekapcsolásuk többféleképpen történhet. Az ilyen kapcsolatokhoz a következő tipikus sémák vannak.

Az elemek soros csatlakoztatása Ez a legegyszerűbb csatlakozás. Ezzel a csatlakozással az áramkör minden elemében ugyanaz az áram folyik. E séma szerint vagy az áramkör összes passzív eleme csatlakoztatható, és ekkor az áramkör egyáramú elágazás nélküli lesz (1. ábra, a), vagy a többkörös áramkör elemeinek csak egy része kapcsolható be. csatlakoztatva.

Ha n elemet sorba kapcsolunk, amelyben ugyanaz az I áram folyik, akkor az áramkör kivezetésein a feszültség egyenlő lesz az n sorba kötött elem feszültségesésének összegével, azaz.

vagy:

ahol Rek az egyenértékű áramkör ellenállása.

Ezért a sorba kapcsolt passzív elemek ekvivalens ellenállása egyenlő ezen elemek ellenállásainak összegével... Az elektromos séma (ábra).1, a) bemutatható egy ekvivalens áramkör (1. ábra, b), amely egy Rek ekvivalens ellenállású elemből áll

Rizs. 1. Lineáris elemek soros csatlakoztatásának sémája (a) és ezzel egyenértékű séma (b)

Az áramforrás adott feszültségével és az elemek ellenállásával sorba kapcsolt elemekkel ellátott áramkör kiszámításakor az áramkörben lévő áramot Ohm törvénye szerint számítják ki:

Feszültségesés a k-adik elemen

nemcsak ennek az elemnek az ellenállásától függ, hanem az egyenértékű Rek ellenállástól is, vagyis az áramkör többi elemének ellenállásától. Ez az elemek soros csatlakoztatásának jelentős hátránya. Határos esetben, amikor az áramkör bármely elemének ellenállása egyenlővé válik a végtelennel (nyitott áramkör), az áramkör minden elemében az áram nullává válik.

Mivel sorba kapcsolva az áramkör minden elemében azonos az áram, az elemek feszültségesésének aránya megegyezik ezen elemek ellenállásának arányával:

Az elemek párhuzamos csatlakoztatása - ez egy olyan kapcsolat, amelyben az áramkör minden elemére ugyanaz a feszültség vonatkozik. A párhuzamos kapcsolási séma szerint vagy az áramkör összes passzív eleme (2. ábra, a), vagy csak egy része csatlakoztatható. Minden párhuzamosan kapcsolódó elem külön ágat alkot. Ezért az ábrán látható elemek párhuzamos kapcsolásával járó áramkör. 2, a, bár ez egy egyszerű áramkör (mivel csak két csomópontot tartalmaz), ugyanakkor elágazó.

Rizs. 2. Lineáris elemek párhuzamos kapcsolásának sémája (a) és ennek megfelelő séma (b)

Minden párhuzamos ágban az áram

ahol Gk a k-adik ág vezetőképessége.

Tól től Kirchhoff első törvénye

vagy

ahol Gec az egyenértékű áramkör vezetőképessége.

Ezért, amikor a passzív elemeket párhuzamosan kapcsoljuk, ekvivalens vezetőképességük egyenlő ezen elemek vezetőképességének összegével... Az ekvivalens vezetőképesség mindig nagyobb, mint a párhuzamos ágak bármely részének vezetőképessége. Az egyenértékű vezetőképesség GEK megfelel az egyenértékű ellenállásnak Rek = 1 / Gek.

Ezután az ábrán látható egyenértékű áramkör. A 2. ábra a 2. ábrán látható formájú lesz. 2, b) Az áramkör az elemek párhuzamos kapcsolásával járó elágazás nélküli részében ebből az áramkörből az Ohm-törvény szerint határozható meg:

Ezért, ha a tápfeszültség állandó, akkor a párhuzamosan kapcsolt elemek számának növekedésével (ami az ekvivalens vezetőképesség növekedéséhez vezet) az áramkör el nem ágazó részének árama (a tápáram) növekszik.

A képletből

látható, hogy az egyes ágak áramerőssége csak az adott ág vezetőképességétől függ, és nem függ a többi ág vezetőképességétől. A párhuzamos elágazási módok egymástól való függetlensége a passzív elemek párhuzamos kapcsolásának fontos előnye. Az ipari létesítményekben a legtöbb esetben az elektromos vevőkészülékek párhuzamos csatlakoztatását alkalmazzák. A legnyilvánvalóbb példa az elektromos lámpák világításra való beépítése.

Mivel párhuzamos kapcsolásnál minden elemre ugyanaz a feszültség vonatkozik, és az egyes ágak árama arányos az adott ág vezetőképességével, a párhuzamos ágak áramainak aránya megegyezik ezen ágak vezetőképességének arányával, vagy fordítottan arányos ellenállásuk arányához:

Az elemek vegyes összekapcsolása soros és párhuzamos kapcsolatok kombinációja. Egy ilyen láncnak különböző számú csomópontja és ága lehet. A vegyes csatlakozásra egy példa látható a diagramon (3. ábra, a)

Rizs. 3. Lineáris elemek vegyes kapcsolásának sémája (a) és ekvivalens sémái (b, c).

Egy ilyen áramkör kiszámításához egymás után meg kell határozni az egyenértékű ellenállásokat az áramkör azon részeihez, amelyek csak soros vagy csak párhuzamosan kapcsolódnak. A vizsgált áramkörben az R1 és R2 ellenállású elemek soros kapcsolása, valamint az R3 és R4 ellenállású elemek párhuzamos kapcsolása található. A soros és párhuzamos kapcsolással rendelkező áramköri elemek paraméterei között korábban kapott összefüggéseket felhasználva a valós elektromos áramkör egymás után helyettesíthető egyenértékű áramkörökkel.

Sorba kapcsolt elemek egyenértékű ellenállása

A párhuzamosan kapcsolt R3 és R4 elemek egyenértékű ellenállása

ábrán egy egyenértékű áramkör látható az R12 és R34 elemek ellenállásával. 3, b. Az R12 és R34 soros csatlakoztatásához az egyenértékű ellenállás a következő

ábrán látható a megfelelő ekvivalens áramkör. 2, b. Nézzük meg az áramkört ebben az áramkörben:

Ezek a tápáram és a valós áramkör R1 és R2 elemeinek árama.Az I3 és I4 áramok kiszámításához határozza meg a feszültséget az áramkör R34 ellenállású szakaszában (3. ábra, b):

Ekkor az I3 és I4 áramok megtalálhatók Ohm törvénye szerint:

Hasonló módon számos más elektromos áramkört is kiszámíthat passzív elemek vegyes csatlakoztatásával.

Komplex áramkörökhöz nagy számú áramkörrel és e. stb. c) ilyen egyenértékű átalakítás nem mindig hajtható végre. Kiszámításuk más módszerekkel történik.