Een van de pijlers waarop veel concepten in de elektronica zijn gebaseerd, is het concept van serie- en parallelschakeling van geleiders. Het is gewoon noodzakelijk om de belangrijkste verschillen tussen deze soorten verbindingen te kennen. Zonder dit kan men geen enkel diagram begrijpen en lezen.
Richtlijnen
Elektrische stroom beweegt langs de geleider van de bron naar de verbruiker (belasting). Meestal wordt een koperen kabel als geleider gekozen. Dit komt door de eis die aan de geleider wordt gesteld: deze moet makkelijk elektronen afgeven.
Ongeacht de verbindingsmethode, de elektrische stroom gaat van plus naar min. Het is in deze richting dat het potentieel afneemt. Het is de moeite waard eraan te denken dat de draad waardoor de stroom stroomt ook weerstand heeft. Maar de waarde ervan is erg klein. Daarom worden ze verwaarloosd. De weerstand van de geleider wordt verondersteld nul te zijn. In het geval dat de geleider weerstand heeft, is het gebruikelijk om het een weerstand te noemen.
Parallelle verbinding
In dit geval zijn de elementen in de keten met elkaar verbonden door twee knooppunten. Ze hebben geen verbindingen met andere knooppunten. Delen van de keten met zo'n verbinding worden takken genoemd. Het parallelle aansluitschema wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding.
In een meer begrijpelijke taal, in dit geval, zijn alle geleiders aan het ene uiteinde verbonden in het ene knooppunt en het andere - in het tweede. Dit leidt ertoe dat de elektrische stroom in alle elementen wordt verdeeld. Dit verhoogt de geleidbaarheid van het hele circuit.
Bij het op deze manier aansluiten van geleiders op het circuit, zal de spanning van elk van hen hetzelfde zijn. Maar de stroomsterkte van het hele circuit zal worden bepaald als de som van de stromen die door alle elementen vloeien. Rekening houdend met de wet van Ohm, wordt door eenvoudige wiskundige berekeningen een interessant patroon verkregen: de reciproke van de totale weerstand van het hele circuit wordt gedefinieerd als de som van de reciproke waarden van de weerstanden van elk afzonderlijk element. Er wordt alleen rekening gehouden met parallel geschakelde elementen.
Seriële verbinding
In dit geval zijn alle elementen van de keten zo verbonden dat ze geen enkel knooppunt vormen. Deze verbindingsmethode heeft één belangrijk nadeel. Het ligt in het feit dat als een van de geleiders uitv alt, alle volgende elementen niet kunnen werken. Een treffend voorbeeld van zo'n situatie is een gewone slinger. Als een van de bollen erin doorbrandt, werkt de hele slinger niet meer.
Seriële verbinding van elementen is anders omdat de stroomsterkte in alle geleiders gelijk is. Wat betreft de circuitspanning, deze is gelijk aande som van de spanning van de afzonderlijke elementen.
In dit schema worden de geleiders één voor één in het circuit opgenomen. En dit betekent dat de weerstand van het hele circuit de som is van de individuele weerstanden die kenmerkend zijn voor elk element. Dat wil zeggen, de totale weerstand van het circuit is gelijk aan de som van de weerstanden van alle geleiders. Dezelfde afhankelijkheid kan wiskundig worden afgeleid met behulp van de wet van Ohm.
Gemengde schema's
Er zijn situaties waarin u op hetzelfde circuit zowel seriële als parallelle verbindingen van elementen kunt zien. In dit geval spreken we van een gemengde aansluiting. De berekening van dergelijke schema's wordt voor elke groep geleiders afzonderlijk uitgevoerd.
Dus, om de totale weerstand te bepalen, is het noodzakelijk om de weerstand van parallel geschakelde elementen en de weerstand van in serie geschakelde elementen op te tellen. In dit geval is de seriële verbinding dominant. Dat wil zeggen, het wordt in de eerste plaats berekend. En pas daarna wordt de weerstand van elementen met parallelschakeling bepaald.
LED's aansluiten
Als je de basis kent van de twee soorten verbindingselementen in een circuit, kun je het principe begrijpen van het maken van circuits voor verschillende elektrische apparaten. Overweeg een voorbeeld. Het bedradingsschema van de LED's hangt grotendeels af van de spanning van de stroombron.
Bij een lage netspanning (tot 5 V) worden de LED's in serie geschakeld. In dit geval een doorvoercondensator en lineairweerstanden. De geleidbaarheid van de LED's wordt verhoogd door het gebruik van systeemmodulatoren.
Als de netspanning 12 V is, kan zowel seriële als parallelle netwerkverbinding worden gebruikt. Bij seriële aansluiting worden schakelende voedingen gebruikt. Als een schakeling van drie LED's wordt samengesteld, kan een versterker achterwege blijven. Maar als de schakeling meer elementen bevat, is een versterker nodig.
In het tweede geval, dat wil zeggen, wanneer parallel aangesloten, is het noodzakelijk om twee open weerstanden en een versterker (met een capaciteit van meer dan 3 A) te gebruiken. Bovendien wordt de eerste weerstand vóór de versterker geïnstalleerd en de tweede - na.
Bij een hoge netspanning (220 V) nemen ze hun toevlucht tot seriële aansluiting. Tegelijkertijd worden ook operationele versterkers en step-down voedingen gebruikt.
