Jedním z pilířů, na kterých je založena řada koncepcí v elektronice, je koncept sériového a paralelního spojení vodičů. Je prostě nutné znát hlavní rozdíly mezi těmito typy připojení. Bez toho nelze pochopit a přečíst jediný diagram.
Pokyny
Elektrický proud se pohybuje podél vodiče od zdroje ke spotřebiči (zátěži). Nejčastěji je jako vodič vybrán měděný kabel. To je způsobeno požadavkem, který je kladen na vodič: musí snadno uvolňovat elektrony.
Bez ohledu na způsob připojení se elektrický proud pohybuje od plus do mínus. Právě v tomto směru potenciál klesá. Je třeba si uvědomit, že drát, kterým proud protéká, má také odpor. Jeho hodnota je ale velmi malá. Proto jsou opomíjeny. Předpokládá se, že odpor vodiče je nulový. V případě, že má vodič odpor, je zvykem ho nazývat rezistor.
Paralelní připojení
V tomto případě jsou prvky zahrnuté v řetězci propojeny dvěma uzly. Nemají žádné spojení s jinými uzly. Úseky řetězce s takovým spojením se nazývají větve. Schéma paralelního připojení je znázorněno na obrázku níže.
Ve srozumitelnějším jazyce jsou v tomto případě všechny vodiče připojeny na jednom konci v jednom uzlu a na druhém konci ve druhém. To vede k tomu, že elektrický proud je rozdělen do všech prvků. To zvyšuje vodivost celého obvodu.
Při připojení vodičů k obvodu tímto způsobem bude napětí každého z nich stejné. Ale proudová síla celého obvodu bude určena jako součet proudů procházejících všemi prvky. Vezmeme-li v úvahu Ohmův zákon, jednoduchými matematickými výpočty se získá zajímavý vzorec: převrácená hodnota celkového odporu celého obvodu je definována jako součet převrácených hodnot odporů každého jednotlivého prvku. Berou se v úvahu pouze prvky zapojené paralelně.
Sériové připojení
V tomto případě jsou všechny prvky řetězce spojeny tak, že netvoří jeden uzel. Tento způsob připojení má jednu významnou nevýhodu. Spočívá ve skutečnosti, že pokud jeden z vodičů selže, všechny následující prvky nebudou moci fungovat. Pozoruhodným příkladem takové situace je obyčejná girlanda. Pokud jedna z žárovek v něm shoří, přestane fungovat celá girlanda.
Sériové zapojení prvků se liší tím, že proudová síla ve všech vodičích je stejná. Pokud jde o napětí obvodu, je rovnosoučet napětí jednotlivých prvků.
V tomto schématu jsou vodiče zahrnuty do obvodu jeden po druhém. A to znamená, že odpor celého obvodu bude součtem jednotlivých odporů charakteristických pro každý prvek. To znamená, že celkový odpor obvodu se rovná součtu odporů všech vodičů. Stejnou závislost lze odvodit matematicky pomocí Ohmova zákona.
Smíšená schémata
Jsou situace, kdy na stejném obvodu můžete vidět sériové i paralelní zapojení prvků. V tomto případě mluvíme o smíšeném zapojení. Výpočet takových schémat se provádí samostatně pro každou skupinu vodičů.
Pro stanovení celkového odporu je tedy nutné sečíst odpor prvků zapojených paralelně a odpor prvků zapojených do série. V tomto případě je dominantní sériové připojení. To znamená, že se počítá na prvním místě. A teprve poté se určí odpor prvků s paralelním připojením.
Připojovací LED diody
Znáte-li základy dvou typů spojovacích prvků v obvodu, můžete pochopit princip vytváření obvodů pro různé elektrické spotřebiče. Zvažte příklad. Schéma zapojení LED do značné míry závisí na napětí zdroje proudu.
Při nízkém síťovém napětí (do 5 V) jsou LED zapojeny do série. V tomto případě průchozí kondenzátor a lineárnírezistory. Vodivost LED je zvýšena použitím systémových modulátorů.
Pokud je síťové napětí 12 V, lze použít sériové i paralelní síťové připojení. V případě sériového zapojení se používají spínané zdroje. Pokud je sestaven obvod tří LED, lze se obejít bez zesilovače. Pokud ale obvod bude obsahovat více prvků, pak je potřeba zesilovač.
V druhém případě, tedy při paralelním zapojení, je nutné použít dva otevřené odpory a zesilovač (s kapacitou větší než 3 A). Navíc je první rezistor instalován před zesilovačem a druhý - po.
Při vysokém síťovém napětí (220 V) se uchýlí k sériovému připojení. Zároveň jsou navíc použity operační zesilovače a snižovací napájecí zdroje.
