Trong vật lý, chủ đề kết nối song song và nối tiếp được nghiên cứu, và nó có thể không chỉ là vật dẫn mà còn có thể là tụ điện. Điều quan trọng ở đây là không được nhầm lẫn về cách mỗi người trong số họ trông như thế nào trên sơ đồ. Và chỉ sau đó áp dụng các công thức cụ thể. Nhân tiện, bạn cần phải ghi nhớ họ.
Làm thế nào để phân biệt giữa hai hợp chất này?
Hãy xem kỹ sơ đồ. Nếu các dây được biểu diễn dưới dạng đường, thì các ô tô trên đó sẽ đóng vai trò của điện trở. Trên một con đường thẳng không có ngã ba, các ô tô chạy nối tiếp nhau, nối tiếp nhau. Kết nối hàng loạt của các dây dẫn cũng trông giống nhau. Đường trong trường hợp này có thể có số lượng lối rẽ không giới hạn, nhưng không phải là một ngã tư duy nhất. Bất kể con đường (dây điện) có ngoằn ngoèo như thế nào, các máy móc (điện trở) sẽ luôn được đặt nối tiếp nhau, trong một dây chuyền.
Nếu xem xét kết nối song song thì lại là một vấn đề hoàn toàn khác. Sau đó, các điện trở có thể được so sánh với các vận động viên khi bắt đầu. họ đangmỗi người đứng trên đường đua của mình, nhưng họ có cùng hướng chuyển động và vạch đích ở cùng một nơi. Tương tự, các điện trở - mỗi điện trở có dây riêng, nhưng chúng đều được kết nối tại một số điểm.
Công thức cho sức mạnh hiện tại
Nó luôn được thảo luận trong chủ đề "Điện". Kết nối song song và nối tiếp ảnh hưởng đến lượng dòng điện trong điện trở theo những cách khác nhau. Đối với họ, các công thức có nguồn gốc có thể được ghi nhớ. Nhưng chỉ cần nhớ ý nghĩa đã được đầu tư vào chúng là đủ.
Vì vậy, dòng điện mắc nối tiếp của các dây dẫn luôn giống nhau. Có nghĩa là, ở mỗi người trong số họ giá trị của sức mạnh hiện tại là không khác nhau. Bạn có thể rút ra một phép tương tự nếu bạn so sánh một dây điện với một đường ống. Trong đó, nước luôn chảy theo cùng một chiều. Và tất cả các chướng ngại vật trên đường đi của nó sẽ bị cuốn trôi với cùng một lực. Tương tự với dòng điện. Do đó, công thức cho tổng dòng điện trong một đoạn mạch có nối tiếp các điện trở có dạng như sau:
Igen=I1=I2
Ở đây, chữ I biểu thị cường độ dòng điện. Đây là một ký hiệu phổ biến, vì vậy bạn cần phải nhớ nó.
Dòng điện trong kết nối song song sẽ không còn là giá trị không đổi. Tương tự với một đường ống, nó chỉ ra rằng nước sẽ được chia thành hai dòng nếu đường ống chính có một nhánh. Hiện tượng tương tự cũng được quan sát với dòng điện khi xuất hiện một nhánh của dây dẫn trên đường đi của nó. Công thức cho tổng cường độ dòng điện khi các dây dẫn được kết nối song song:
Igen=I1+ I2
Nếu phân nhánh được tạo thành từ các dâynhiều hơn hai, thì trong công thức trên sẽ có nhiều số hạng hơn bằng cùng một số.
Công thức cho ứng suất
Khi xem một đoạn mạch trong đó các dây dẫn mắc nối tiếp, điện áp trong toàn bộ phần được xác định bằng tổng các giá trị này trên mỗi điện trở cụ thể. Bạn có thể so sánh tình huống này với các tấm. Sẽ dễ dàng cho một người giữ một trong số họ, anh ta cũng sẽ có thể lấy chiếc thứ hai ở gần đó, nhưng khó khăn. Một người sẽ không thể giữ ba tấm cạnh nhau được nữa, cần phải có sự trợ giúp của một người thứ hai. Vân vân. Nỗ lực của mọi người cộng lại.
Công thức tổng hiệu điện thế của một đoạn mạch có mắc nối tiếp gồm các dây dẫn có dạng như sau:
Ugen=U1+ U2, trong đó U là ký hiệu được thông qua cho điện áp.
Một tình huống khác phát sinh nếu xem xét kết nối song song của các điện trở. Khi các đĩa được xếp chồng lên nhau, chúng vẫn có thể được giữ bởi một người. Vì vậy, bạn không phải thêm bất cứ điều gì. Tương tự cũng được quan sát khi các dây dẫn được kết nối song song. Hiệu điện thế trên mỗi chúng là như nhau và bằng hiệu điện thế trên tất cả chúng cùng một lúc. Công thức cho tổng điện áp là:
Ưgen=Ư1=Ư2
Công thức về điện trở
Bạn không thể ghi nhớ chúng nữa, nhưng biết công thức của định luật Ohm và suy ra công thức mong muốn từ nó. Theo luật này,hiệu điện thế bằng tích của dòng điện và điện trở. Tức là, U=IR, trong đó R là điện trở.
Sau đó, công thức bạn sẽ cần làm việc phụ thuộc vào cách các dây dẫn được kết nối:
- trong chuỗi, vì vậy bạn cần bình đẳng cho điện áp - Igen Rtổng=I1 R1+ I2 R2;
- song song, cần sử dụng công thức cho cường độ hiện tại - Utổng/ Rtổng=U 1/ R1+ Ư2/ R2.
Tiếp theo là các phép biến đổi đơn giản, dựa trên thực tế là ở đẳng thức thứ nhất, tất cả các dòng điện có cùng giá trị và ở thứ hai - điện áp bằng nhau. Vì vậy, chúng có thể được rút ngắn. Tức là, các biểu thức sau thu được:
- Rgen=R1+ R2(đối với kết nối loạt dây dẫn).
- 1 / Rgen=1 / R1+ 1 / R2(khi kết nối song song).
Khi số lượng điện trở kết nối với mạng tăng lên, số hạng trong các biểu thức này sẽ thay đổi.
Cần lưu ý rằng kết nối song song và nối tiếp của các dây dẫn có ảnh hưởng khác nhau đến tổng điện trở. Đầu tiên trong số chúng làm giảm điện trở của đoạn mạch. Hơn nữa, nó hóa ra nhỏ hơn điện trở nhỏ nhất được sử dụng. Khi được kết nối thành chuỗi, mọi thứ đều logic: các giá trị cộng lại, vì vậy tổng số sẽ luôn là số lớn nhất.
Công việc hiện tại
Ba đại lượng trước đó tạo nên quy luật nối song song và sắp xếp nối tiếp các vật dẫn trong mạch. Vì vậy, bắt buộc phải biết chúng. Về công việc và quyền lực, bạn chỉ cần nhớ công thức cơ bản. Nó được viết như sau: A \u003d IUt, trong đó A là công của dòng điện, t là thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn.
Để xác định tổng công bằng cách mắc nối tiếp, bạn cần thay thế điện áp trong biểu thức ban đầu. Bạn nhận được đẳng thức: A \u003d I(U1+ U2)t, mở dấu ngoặc trong đó hóa ra làm việc trên toàn bộ phần bằng với số tiền của họ trên từng người tiêu dùng hiện tại cụ thể.
Việc lập luận tiến hành tương tự nếu xem xét một lược đồ kết nối song song. Chỉ có sức mạnh hiện tại được cho là phải được thay thế. Nhưng kết quả sẽ giống nhau: A=A1+ A2.
Sức mạnh hiện tại
Khi suy ra công thức cho công suất (ký hiệu "P") của một đoạn mạch, bạn lại cần sử dụng một công thức: P \u003d UI. Sau khi suy luận như vậy, kết quả là kết nối song song và nối tiếp là được mô tả bằng công thức tính lũy thừa như vậy: P \u003d P1+ P2.
Có nghĩa là, bất kể kế hoạch được vẽ ra như thế nào, tổng sức mạnh sẽ là tổng của những người tham gia vào công việc. Điều này giải thích một thực tế là không thể đưa nhiều thiết bị mạnh vào mạng chung cư cùng một lúc. Cô ấy không thể chịu được.
Việc nối dây dẫn ảnh hưởng đến việc sửa vòng hoa ngày Tết như thế nào?
Ngay sau khi một trong các bóng đèn bị cháy, bạn sẽ thấy rõ chúng được kết nối như thế nào. Tạikết nối nối tiếp, không có cái nào trong số chúng sẽ sáng lên. Đó là do đèn không sử dụng được nữa tạo ra đứt mạch. Do đó, bạn cần kiểm tra mọi thứ để xác định xem cái nào bị cháy hết thì thay mới - và vòng hoa sẽ bắt đầu hoạt động.
Nếu nó sử dụng kết nối song song, thì nó sẽ không ngừng hoạt động nếu một trong các bóng đèn bị lỗi. Rốt cuộc, chuỗi sẽ không bị đứt hoàn toàn, mà chỉ có một phần song song. Để sửa chữa một vòng hoa như vậy, bạn không cần phải kiểm tra tất cả các phần tử của mạch điện, mà chỉ những phần tử không phát sáng.
Điều gì xảy ra với mạch nếu tụ điện được bao gồm thay vì điện trở?
Khi chúng mắc nối tiếp, ta quan sát thấy tình huống sau: các điện tích từ các điểm cộng của nguồn điện chỉ đến các bản bên ngoài của các tụ cực. Những người ở giữa chỉ cần chuyển điện tích đó dọc theo chuỗi. Điều này giải thích thực tế rằng các điện tích giống nhau xuất hiện trên tất cả các tấm, nhưng với các dấu hiệu khác nhau. Do đó, điện tích của mỗi tụ điện mắc nối tiếp có thể được viết như sau:
qgen=q1=q2.
Để xác định hiệu điện thế trên mỗi tụ điện, bạn cần biết công thức: U=q / C. Trong đó, C là điện dung của tụ điện.
Tổng điện áp tuân theo quy luật tương tự như điện trở. Do đó, thay thế điện áp trong công thức điện dung bằng tổng, chúng ta nhận được rằng tổng điện dung của các thiết bị phải được tính theo công thức:
C=q / (Ư1+ Ư 2).
Bạn có thể đơn giản hóa công thức này bằng cách lật các phân số và thay thế tỷ lệ điện áp để sạc bằng điện dung. Hóa ra đẳng thức sau: 1 / С=1 / С1+ 1 / С2.
Tình hình có vẻ hơi khác khi các tụ điện được kết nối song song. Sau đó, tổng điện tích được xác định bằng tổng tất cả các điện tích tích tụ trên các tấm của tất cả các thiết bị. Và giá trị điện áp vẫn được xác định theo quy luật chung. Do đó, công thức tổng điện dung của các tụ điện mắc song song là:
С=(q 1 + q 2) / U.
Tức là, giá trị này được coi là tổng của từng thiết bị được sử dụng trong kết nối:
S=S1+ S2.
Làm thế nào để xác định tổng điện trở của một kết nối tùy ý của các dây dẫn?
Tức là một trong đó các phần kế tiếp nhau thay thế các phần song song và ngược lại. Đối với họ, tất cả các luật được mô tả vẫn còn hiệu lực. Chỉ bạn cần áp dụng chúng theo từng giai đoạn.
Đầu tiên, nó được cho là để mở rộng kế hoạch. Nếu khó hình dung, thì bạn cần vẽ những gì sẽ xảy ra. Lời giải thích sẽ trở nên rõ ràng hơn nếu chúng ta xem xét nó với một ví dụ cụ thể (xem hình).
Thật thuận tiện khi bắt đầu vẽ từ điểm B và C. Chúng phải được đặt ở một khoảng cách nào đó với nhau và cách các cạnh của trang tính. Ở bên trái, một dây tiếp cận điểm B và hai dây đã được chuyển hướng sang bên phải. Mặt khác, điểm B có hai nhánh bên trái và một dây sau nó.
Bây giờ bạn cần điền vào khoảng trống giữa cácdấu chấm. Nên đặt ba điện trở có hệ số 2, 3 và 4 dọc theo dây trên, còn một điện trở có hệ số 5 đi từ dưới lên thì ba điện trở đầu mắc nối tiếp. Với điện trở thứ năm, chúng được mắc song song.
Hai điện trở còn lại (điện trở thứ nhất và thứ sáu) được mắc nối tiếp với phần được xem xét của BV. Do đó, bản vẽ có thể được bổ sung một cách đơn giản với hai hình chữ nhật ở hai bên của các điểm đã chọn. Nó vẫn là áp dụng các công thức để tính toán điện trở:
- đầu tiên được cung cấp cho kết nối nối tiếp;
- sau đó cho song song;
- và lặp lại liên tục.
Bằng cách này, bạn có thể triển khai bất kỳ kế hoạch nào, thậm chí rất phức tạp.
Vấn đề kết nối nối tiếp các dây dẫn
Tình trạng. Hai bóng đèn và một điện trở mắc nối tiếp thành mạch điện sau nhau. Hiệu điện thế tổng cộng là 110 V và cường độ dòng điện là 12 A. Giá trị của điện trở là bao nhiêu nếu giá trị của mỗi đèn là 40 V?
Quyết định. Vì một kết nối chuỗi đang được xem xét, các công thức cho các định luật của nó đã được biết đến. Bạn chỉ cần áp dụng chúng một cách chính xác. Bắt đầu bằng cách tìm ra giá trị điện áp trên điện trở. Để làm điều này, bạn cần lấy tổng số trừ hai lần hiệu điện thế của một bóng đèn. Hóa ra là 30 V.
Bây giờ đã biết hai đại lượng, U và I (đại lượng thứ hai được cho trong điều kiện, vì tổng dòng điện bằng dòng điện trong mỗi người tiêu dùng nối tiếp), chúng ta có thể tính điện trở của điện trở bằng cách sử dụng Định luật Ohm. Hóa ra là 2,5 ohms.
Trả lời. Điện trở của điện trở là 2,5 ôm.
Nhiệm vụđể kết nối tụ điện, song song và nối tiếp
Tình trạng. Có ba tụ điện với dung lượng 20, 25 và 30 microfarads. Xác định tổng điện dung của chúng khi mắc nối tiếp và song song.
Quyết định. Bắt đầu dễ dàng hơn với kết nối song song. Trong tình huống này, cả ba giá trị chỉ cần được thêm vào. Do đó, tổng điện dung là 75uF.
Việc tính toán sẽ phức tạp hơn một chút khi các tụ điện này được mắc nối tiếp. Rốt cuộc, trước tiên bạn cần phải tìm tỷ lệ hợp nhất cho mỗi năng lực này, và sau đó cộng chúng với nhau. Nó chỉ ra rằng đơn vị chia cho tổng công suất là 37/300. Khi đó giá trị mong muốn là khoảng 8 microfarads.
Trả lời. Tổng điện dung mắc nối tiếp là 8 uF, mắc song song - 75 uF.
