Каква е разликата между последователни и паралелни вериги?

Топологията на веригата е завладяващо и изненадващо достъпно семейство от концепции. Днес ще проучим разликата между последователни и паралелни вериги.

Какво е последователна верига? Освен това, какво е паралелна верига? Дори и да нямате абсолютно никаква представа, вече можем да ви кажем, че вероятно използвате и двата типа вериги всеки ден от живота си.

Разбиране на разликата между последователна верига и паралелна верига: определение и ключови понятия

Най-просто казано: последователна верига предлага тока на електричество един идеален път през лабиринта. Паралелни вериги, от друга страна, са конфигурирани така, че да има два или повече пътеки през веригата, за да следва токът. Тези типове вериги се считат за "паралелни", тъй като пътят на разклонението на тока минава успоредно със себе си, докато преминава през двата контура едновременно.

Поведението на тока в паралелна верига, докато преминава през верига, до голяма степен се определя от факта, че an електрическият ток ще търси областите с най-ниско напрежение в дадена система, заемайки тези зони по какъвто и да е начин.

Не е толкова просто, но ще се радвате да разберете, че тук наистина има само няколко други правила. Какво точно определя пътя на най-малкото съпротивление на тока?

Свързани: Как да проверите напрежението с мултицет

Серия срещу Паралелни вериги: Какво в Толедо става тук?

За да визуализираме това явление, ще извикаме няколко ключови думи от речника, които да имате предвид:

• Текущ: Електрическа енергия, извлечена от източник и свързана с тръбопровод.
• Източник: Откъде идва електричеството? Батерия? Светкавица?
• Тръбопровод: Всичко, което е достатъчно проводимо, за да изтегля електричество напред от неговия източник. Медният проводник в кабела за зареждане на вашия смартфон е един пример за електрически проводник, отвеждащ тока от вашия компютър или от блоково зарядно устройство към батерията, която се нуждае от зареждане.
• Затворена верига: Затворена електрическа мрежа, в която токът има директен път обратно към източника, образувайки пълен, непрекъснат и непрекъснат контур.
• Волтаж: Мярка за потенциалната енергия на единица, когато всякакви две точки от веригата се сравняват една с друга. Това е механизмът, чрез който токът си намира път през верига; излишното напрежение в една част на системата тече към точки с по-ниско напрежение, постоянно търсейки равновесие.
• Съпротива: Всеки фактор, който възпрепятства компенсацията на напрежението и потока. Силиконът е един пример за силно устойчив, изолационен материал, използван обикновено в електрониката. Устойчив материал се използва за насочване на потока на електричество в цялата верига и за предотвратяване на излизането му от проводника.

Когато визуализираме електрически ток, ние се занимаваме с прехвърлянето на електрони от атом към атом по тръбопровода. Един обект става положително или отрицателно зареден, когато има повече електрони, висящи наоколо, отколкото протони, които не напускат атома по собствено желание.

Електроните са валутата на електричеството. Това прехвърляне на електрони е неразделна част от начина, по който ток се пренася от всеки атом на тръбопровода.

Как електроните преминават през последователни и паралелни вериги?

Помислете за всички тези електрони, които се движат по релсите на тръбопровода, сякаш са малки коли, които се движат по миниатюрна супермагистрала.

В затворена, пълна верига, електричеството следва своя тръбопровод до мястото, където в крайна сметка ще "потъне" - т.е. точката с най-ниско напрежение, достъпно за тока, мястото, където физически ще се почувства най-принуден отивам. Електричеството преминава през затворената система спретнато и непрекъснато, като общото му запазено напрежение се разпределя естествено в цялата система, приемайки специфично квантово състояние.

В паралелна верига, вместо да пътувате отново и отново през тази единична, примкова пътека, има "по-рампи" и "извън рампи", точки на достъп, предлагащи на настоящия алтернативен живописен маршрут през два или повече успоредни клона. Простото зациклено състояние сега се разпределя много по-различно във веригата.

Свързани: Идеи за проекти за електроника „Направи си сам“ за студенти по инженерство

Паралелно напрежение: законите на веригата на Кирхоф

Виждали сме паралелни вериги, описани като наподобяващи до известна степен разклонени кръвоносни съдове. Цялата мрежа поддържа притока на кръв през всяка вена и капиляр, достигайки всеки ъгъл на тялото, към който е свързана системата.

Германският физик Густав Кирхоф е един от първите, които формализират математически анализа на веригата. Той успя да опрости поведението на електричеството във верига, използвайки два физически закона, които вървят ръка за ръка.

Токът, преминаващ през която и да е верига, се подчинява физически на тези закони, независимо какво:

1. Енергията, която тече във възел или в пресечната точка на разклонена верига, е много равна на енергията, която изтича от него, запазвайки нетния общ заряд на системата.
2. Общата сума на нетните потенциални електрически разлики в цялата система трябва да е равна на нула. Компонентите за доставка, като акумулаторни клетки, допринасят за тази сума, захранвайки се с енергоемки компоненти, като резистори или уреди като електрически крушки.

И двете изясняват точно какво точно управлява поведението на тока през дадена верига. Тази втора точка обаче е особено интересна.

По същество този втори закон твърди, че всеки електрон, преминаващ през веригата, трябва да получи точно толкова енергия, колкото губи по пътя. Ако някое от изискванията не е изпълнено, разглежданият път не е жизнеспособен път, през който токът да протича естествено.

Свързани: Нискобюджетни проекти за електроника „Направи си сам“ за начинаещи

Примери за последователни и паралелни схеми

Най-често срещаният пример за напрежение в паралел срещу. в серия: Коледни светлини. По-конкретно, съвременните струни vs. винтидж светлини.

Първоначално коледните светлини са били нанизани последователно, еднопосочна верига от крушки; ако една крушка откаже, цялото нещо се гаси, както преди изгорялата крушка, така и след нея. Веригата вече е отворена и на практика е прекъсната.

Жалко е положението на нещата, но не позволявайте на този първи пример да ви разваля последователните вериги. Все още има много обстоятелства, при които последователните вериги всъщност са подходящият тип верига за избор:

• Прости измислици, които управляват само един уред - малките LED светлини в някои играчки, например
• Фенерче или друго просто устройство, задействано от натискане на превключвател
• Предпазител, предпазващ голям уред като пералня от свръхток; те са свързани в последователна верига, така че последователността се прекъсва поради следствие, когато предпазителят се задейства

За разлика от тях, паралелните вериги са проектирани да работят при всякакви условия. Модерните коледни светлини използват паралелна верига, за да предотвратят гореспоменатото злощастно празнично бедствие, например. Дори ако остане само една крушка, тя пак ще може да свети.

Други често срещани примери за паралелни вериги включват следното:

• Фаровете на автомобила са свързани паралелно, така че едната страна остава функционална, дори ако другата страна се повреди
• Комерсиалните високоговорители използват паралелни вериги по същата причина
• Уличните лампи разчитат на напрежение паралелно, за да поддържат по-голямата част от улицата осветена

Нито паралелните, нито последователните вериги трябва да се разглеждат като "по-добри" или "по-лоши" от другите - и двете са невероятно полезни по свой начин при различни обстоятелства. Ако знаете какво трябва да постигнете с веригата, която проектирате, страната на оградата, към която принадлежите, трябва да е напълно очевидна.

Свързани: Какво е мултицет и къде можете да го използвате?

Основите на веригите: паралелни и последователни схеми и защо и двете са от значение

Електричеството е опасно. Разбирането на това как работят веригите е един от начините да се предпазите, независимо в какво се захващате.

Добрата новина: ако сте в състояние да разберете тези концепции и други в тази област, ще бъдете въоръжени и готови с всичко, което трябва да знаете, за да попречите на вашия проект да изпържи тялото ви живо като пиле самородно парче. Вземете го от някой, който е бил там.

Каква е разликата между AC и DC и как можете да ги конвертирате?

Объркани от AC и DC захранване? Прочетете, за да научите разликите и как могат да се преобразуват AC и DC.

Прочетете Следващото

За автора