Последовательные и параллельные соединения в схемах электропитания. При проектировании электроустановок необходимо обращать внимание на ряд аспектов, чтобы вся система работала правильно. Здесь особенно важен способ соединения элементов схемы, так как он оказывает ключевое влияние на самое главное – ток, напряжение и общую функциональность всей системы. Мы различаем последовательные и параллельные соединения. Каковы различия между ними? Какое решение мне выбрать?
Последовательные и параллельные соединения в электронных схемах
Начнем с последовательного соединения, при котором, как следует из названия, элементы схемы соединяются один за другим. Такое расположение особенно хорошо работает в установках, где важно поддерживать одинаковую силу тока во всей цепи. При таком подключении ток, протекающий через каждый элемент, одинаков, поэтому такое решение часто используется в системах, где самое главное — равномерно нагрузить каждый компонент. Это, например, системы измерения.
Здесь для правильной работы измерительных приборов необходим точно контролируемый протекающий ток. Последовательное соединение также используется в простых осветительных установках, например, последовательно соединенные лампочки в гирляндах. Это объясняется тем, что ток в каждой лампочке одинаков. Логично? Безусловно, но нужно иметь в виду, что если сгорит один из элементов последовательной цепи, на это отреагирует вся схема – она просто перестанет работать.
Параллельное соединение — где чаще всего применяется?
Параллельное соединение это, когда элементы схемы подключаются к одним и тем же двум точкам. Такой метод обычно используется в установках там, где требуется независимая работа отдельных приборов. Потребители, например лампочки, получают полное напряжение питания, поэтому, если один элемент перегорит, с остальными ничего не произойдет.
Как видите, это совершенно не похоже на последовательное соединение. Неслучайно параллельное подключение широко используется в домах, особенно в осветительных приборах, поскольку именно здесь стабильность напряжения необходима для правильного функционирования оборудования. В системах, где важную роль играют предохранители, очень важно, чтобы выход из строя одной цепи не повлиял на всю установку. Поэтому здесь также предпочтительны параллельные соединения.
Еще одно место, где параллельная проводка хорошо работает, — это аккумуляторные системы, поскольку при параллельном подключении аккумуляторы имеют большую емкость без изменения напряжения. Это позволяет дольше работать устройствам, питающимся от этого источника энергии.
Последовательные и параллельные соединения — напряжение в схеме
Как мы уже знаем, последовательное соединение оказывает огромное влияние на распределение напряжения в электроустановке. Мы также узнали, что в такой схеме цепь состоит из элементов, соединенных друг за другом, поэтому ток течет через каждый из них по очереди. Поэтому надо помнить здесь о напряжении, которое распределяется пропорционально сопротивлению каждого элемента при последовательном соединении.
Возьмем пример схемы, к которой мы подключим несколько резисторов. При таком последовательном соединении резисторов каждый из них будет влиять на целое, уменьшая напряжение на определенную величину, которая зависит от его сопротивления. У последовательного соединения есть свои преимущества и недостатки, и все зависит от требований конкретной установки.
Там, где необходимо постепенное снижение напряжения, например, в резисторах делителя, использование последовательного соединения отлично работает. Но в более сложных системах, где ситуация с напряжением иная, поскольку оно должно быть стабильным, последовательно соединенные элементы могут привести к нежелательным падениям напряжения. Поэтому, если вы не знаете, какое решение лучше выбрать в вашей ситуации, рассчитайте силу протекающего тока или — что еще более целесообразно — обратитесь за советом к электрику.
Параллельное соединение, напряжение и ток
Общий принцип работы параллельного включения мы уже узнали, теперь пора перейти к конкретике, сопоставив ее с напряжением и током. Как известно, параллельное соединение в электроустановках равно напряжению питания независимо от количества подключаемых потребителей. Благодаря этому каждый из них (лампочка, резистор и т. д.) может работать под одинаковым напряжением, что обеспечивает стабильную работу устройств. Элементы, соединенные параллельно, образуют общий ток в цепи как сумму токов, протекающих через отдельные ветви. Это де-факто означает, что чем больше этих элементов соединено параллельно, тем выше ток в основной цепи.
Это влияет на нагрузку установки, поскольку при слишком высоком токе может произойти перегрузка кабелей или срабатывание предохранителей. Это показывает, что при параллельном соединении самое главное — поддерживать постоянное напряжение, поэтому его нужно использовать в таких системах. Следовательно, электрики должны учитывать это при монтаже оборудования, не допуская перегрузки цепи.
Какой способ подключения выбрать: параллельный или последовательный?
Последовательные и параллельные соединения имеют большое значение для правильной работы всей электроустановки, но бывает, что лучше выбрать одно решение, а иногда другое. Когда? Какой способ лучше?
Все действительно зависит от специфики конкретного оборудования и его требований. Последовательное соединение лучше всего подходит там, где необходим одинаковый ток в каждом элементе цепи. Поэтому он хорошо работает как в простых системах освещения, так и в измерительных приборах. Большим недостатком такого решения является то, что падение напряжения на отдельных элементах происходит по всей схеме, нарушая ее работу.
В случае параллельного подключения самое главное – поддерживать постоянное напряжение на каждой нагрузке, поэтому такое решение обычно выбирают для проектирования бытовых приборов. Здесь выход из строя одного потребителя не влияет на работу остальных, но нужно обратить внимание на общую силу тока, поскольку она увеличивается с увеличением количества приемников.
Таковы основные различия между последовательным и параллельным соединением. Как мы видим, они настолько велики, что нам всегда приходится их учитывать при проектировании электроустановок.