يمر التيار في الدائرة الكهربائية عبر الموصلات من مصدر الجهد إلى الحمل ، أي إلى المصابيح والأجهزة. في معظم الحالات ، تستخدم الأسلاك النحاسية كموصلات. يمكن أن تحتوي الدائرة على عدة عناصر بمقاومات مختلفة. في دائرة الجهاز ، يمكن توصيل الموصلات بشكل متوازٍ أو متسلسل ، ويمكن أيضًا أن تكون هناك أنواع مختلطة.
عنصر مخطط بمقاومة تسمى المقاوم ، فإن الجهد الكهربي لعنصر معين هو فرق الجهد بين نهايات المقاوم. يتميز التوصيل الكهربائي المتوازي والمتسلسل للموصلات بمبدأ واحد للتشغيل ، والذي بموجبه يتدفق التيار من موجب إلى ناقص ، على التوالي ، ينخفض الجهد. في مخططات الأسلاك ، يتم أخذ مقاومة الأسلاك على أنها 0 ، لأنها لا تكاد تذكر.
يفترض الاتصال المتوازي أن عناصر الدائرة متصلة بالمصدر بالتوازي ويتم تشغيلها في نفس الوقت. الاتصال التسلسلي يعني أن موصلات المقاومة متصلة بتسلسل صارم واحدًا تلو الآخر.
عند الحساب ، يتم استخدام طريقة المثالية ، مما يبسط الفهم إلى حد كبير. في الواقع ، في الدوائر الكهربائية ، تقل الإمكانات تدريجياً في عملية الانتقال عبر الأسلاك والعناصر المضمنة في اتصال متوازي أو متسلسل.
محتوى
الاتصال التسلسلي للموصلات
يشير مخطط التوصيل التسلسلي إلى أنه يتم تشغيلهما في تسلسل معين ، واحدًا تلو الآخر. علاوة على ذلك ، فإن القوة الحالية في كل منهم متساوية. هذه العناصر تخلق جهدًا إجماليًا في الموقع. لا تتراكم الشحنات في عقد الدائرة الكهربائية ، وإلا فسيتم ملاحظة تغير في الجهد والتيار. مع جهد ثابت ، يتم تحديد التيار بقيمة مقاومة الدائرة ، وبالتالي ، في دائرة متسلسلة ، تتغير المقاومة إذا تغير حمل واحد.
عيب مثل هذا المخطط هو حقيقة أنه في حالة فشل عنصر واحد ، يفقد الباقي أيضًا القدرة على العمل ، نظرًا لأن الدائرة معطلة. مثال على ذلك هو إكليل لا يعمل إذا احترقت لمبة واحدة. هذا فرق رئيسي عن الاتصال المتوازي ، حيث يمكن أن تعمل العناصر بشكل فردي.
تفترض الدائرة التسلسلية أنه بسبب الاتصال أحادي المستوى للموصلات ، فإن مقاومتها متساوية في أي نقطة في الشبكة. المقاومة الإجمالية تساوي مجموع تخفيض الجهد للعناصر الفردية للشبكة.
مع هذا النوع من الاتصال ، يتم توصيل بداية أحد الموصلات بنهاية موصل آخر. السمة الرئيسية للاتصال هي أن جميع الموصلات موجودة على نفس السلك بدون فروع ، ويتدفق تيار كهربائي واحد عبر كل منها. ومع ذلك ، فإن إجمالي الجهد يساوي مجموع الفولتية على كل منهما. يمكنك أيضًا النظر في الاتصال من وجهة نظر مختلفة - يتم استبدال جميع الموصلات بمقاوم مكافئ واحد ، والتيار الموجود عليها هو نفس التيار الإجمالي الذي يمر عبر جميع المقاومات. إجمالي الجهد المكافئ هو مجموع قيم الجهد عبر كل مقاوم. هذا هو فرق الجهد عبر المقاوم.
يعد استخدام اتصال تسلسلي مفيدًا عندما تريد على وجه التحديد تشغيل وإيقاف تشغيل جهاز معين. على سبيل المثال ، لا يمكن للجرس الكهربائي أن يرن إلا عندما يكون هناك اتصال بمصدر جهد وزر. تنص القاعدة الأولى على أنه إذا لم يكن هناك تيار على عنصر واحد على الأقل من عناصر الدائرة ، فلن يكون في باقي عناصر الدائرة. وفقًا لذلك ، إذا كان هناك تيار في أحد الموصلات ، فهو موجود في الموصلات الأخرى. مثال آخر هو مصباح يدوي يعمل بالبطارية ، والذي لا يضيء إلا عند وجود بطارية ، ومصباح يعمل ، وزر مضغوط.
في بعض الحالات ، يكون المخطط التسلسلي غير عملي. في الشقة التي يتكون فيها نظام الإضاءة من العديد من المصابيح والشمعدانات والثريات ، لا ينبغي عليك تنظيم مخطط من هذا النوع ، حيث لا توجد حاجة لتشغيل وإطفاء الأنوار في جميع الغرف في نفس الوقت. لهذا الغرض ، من الأفضل استخدام اتصال متوازي لتتمكن من تشغيل الضوء في الغرف الفردية.
اتصال متوازي للموصلات
في دائرة موازية ، الموصلات هي مجموعة المقاومات، يتم تجميع بعض نهاياتها في عقدة واحدة ، والأخرى - في العقدة الثانية. من المفترض أن الجهد في نوع الاتصال المتوازي هو نفسه في جميع أجزاء الدائرة. تسمى الأقسام الموازية للدائرة الكهربائية بالفروع وتمريرها بين عقدتين متصلتين ، ولها نفس الجهد. هذا الجهد يساوي القيمة على كل موصل. مجموع المؤشرات ، مقلوب مقاومة الفروع ، هو أيضًا معكوس فيما يتعلق بمقاومة قسم منفصل من الدائرة المتوازية.
مع التوصيلات المتوازية والمتسلسلة ، يختلف نظام حساب مقاومة الموصلات الفردية. في حالة الدائرة المتوازية ، يتدفق التيار عبر الفروع ، مما يزيد من موصلية الدائرة ويقلل من المقاومة الكلية. عندما يتم توصيل عدة مقاومات ذات قيم متشابهة على التوازي ، فإن المقاومة الإجمالية لمثل هذه الدائرة الكهربائية ستكون أقل من مقاوم واحد بعدد مرات يساوي عدد المقاومات في الدائرة.
يحتوي كل فرع على مقاوم واحد ، والتيار الكهربائي ، عندما يصل إلى نقطة التفرع ، ينقسم ويتشعب لكل مقاوم ، فإن قيمته النهائية تساوي مجموع التيارات على جميع المقاومات. يتم استبدال جميع المقاومات بمقاوم مكافئ واحد. بتطبيق قانون أوم ، تصبح قيمة المقاومة واضحة - في دائرة موازية ، يتم تلخيص القيم المتبادلة للمقاومات على المقاومات.
مع هذه الدائرة ، تتناسب القيمة الحالية عكسياً مع قيمة المقاومة. التيارات الموجودة في المقاومات غير مترابطة ، لذلك إذا تم إيقاف تشغيل أحدها ، فلن يؤثر ذلك بأي حال من الأحوال على الآخرين. لهذا السبب ، يتم استخدام مثل هذا المخطط في العديد من الأجهزة.
بالنظر إلى إمكانيات استخدام دائرة متوازية في الحياة اليومية ، يُنصح بملاحظة نظام الإضاءة في الشقة. يجب توصيل جميع المصابيح والثريات بشكل متوازٍ ، وفي هذه الحالة لا يؤثر تشغيل وإيقاف تشغيل إحداها على تشغيل المصابيح الأخرى. مضيفا هكذا تحول كل مصباح كهربائي في فرع الدائرة ، يمكنك تشغيل وإيقاف المصباح المقابل حسب الحاجة. تعمل جميع المصابيح الأخرى بشكل مستقل.
يتم توصيل جميع الأجهزة الكهربائية بالتوازي مع شبكة طاقة 220 فولت ، ثم يتم توصيلها بلوحة مفاتيح. أي أن جميع الأجهزة متصلة بغض النظر عن اتصال الأجهزة الأخرى.
قوانين السلسلة والتوصيل المتوازي للموصلات
للحصول على فهم تفصيلي عمليًا لكلا النوعين من المركبات ، نقدم صيغًا تشرح قوانين هذه الأنواع من المركبات. يختلف حساب الطاقة للاتصال المتوازي والمتسلسل.
في دائرة متسلسلة ، توجد نفس القوة الحالية في جميع الموصلات:
أنا = I1 = I2.
وفقًا لقانون أوم ، يتم شرح هذه الأنواع من وصلات الموصلات بشكل مختلف في حالات مختلفة. لذلك ، في حالة الدائرة المتسلسلة ، تكون الفولتية متساوية مع بعضها البعض:
U1 = IR1، U2 = IR2.
بالإضافة إلى ذلك ، إجمالي الجهد يساوي مجموع الفولتية للموصلات الفردية:
U = U1 + U2 = I (R1 + R2) = IR.
تُحسب المقاومة الإجمالية للدائرة الكهربائية على أنها مجموع المقاومة النشطة لجميع الموصلات ، بغض النظر عن عددها.
في حالة الدائرة المتوازية ، يكون الجهد الكلي للدائرة مشابهًا لجهد العناصر الفردية:
U1 = U2 = U.
ويتم حساب القوة الكلية للتيار الكهربائي كمجموع التيارات المتوفرة في جميع الموصلات الموجودة على التوازي:
أنا = I1 + I2.
لضمان أقصى كفاءة للشبكات الكهربائية ، من الضروري فهم جوهر كلا النوعين من التوصيلات وتطبيقهما بشكل مناسب ، باستخدام القوانين وحساب عقلانية التنفيذ العملي.
اتصال مختلط من الموصلات
يمكن دمج وصلات المقاومة المتسلسلة والمتوازية في دائرة كهربائية واحدة إذا لزم الأمر. على سبيل المثال ، يُسمح بتوصيل المقاومات المتوازية في سلسلة بمقاوم آخر أو بمجموعتها ، ويعتبر هذا النوع مُدمجًا أو مختلطًا.
في مثل هذه الحالة ، يتم حساب المقاومة الإجمالية بأخذ مجموع قيم الاتصال المتوازي في النظام ولوصلة السلسلة. تحتاج أولاً إلى حساب المقاومة المكافئة للمقاومات على التوالي ، ثم حساب عناصر التوازي. يعتبر الاتصال التسلسلي أولوية ، وغالبًا ما تستخدم الدوائر من هذا النوع المدمج في الأجهزة المنزلية والأجهزة المنزلية.
لذلك ، بالنظر إلى أنواع توصيلات الموصلات في الدوائر الكهربائية واستنادًا إلى قوانين عملها ، يمكن للمرء أن يفهم تمامًا جوهر تنظيم دوائر معظم الأجهزة الكهربائية المنزلية. مع التوصيلات المتوازية والمتسلسلة ، يختلف حساب مؤشرات المقاومة والقوة الحالية. من خلال معرفة مبادئ الحساب والصيغ ، يمكنك استخدام كل نوع من أنواع تنظيم الدوائر بكفاءة لتوصيل العناصر بأفضل طريقة وبأقصى قدر من الكفاءة.
مقالات مماثلة:
