Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Схема параллельного подключения: Схема параллельного подключения ламп в цепи

Содержание

Схема параллельного подключения ламп в цепи

Начинающим электрикам довольно часто приходится сталкиваться с особенностями подключения того или иного электрооборудования. Ярким примером может считаться схема параллельного подключения ламп, как один из наиболее распространенных вариантов. Именно его используют профессионалы в быту при монтаже освещения, последовательная схема применяется сравнительно редко. Поэтому с целью недопущения ошибок во время параллельного подключения стоит рассмотреть вопрос более детально.

Что такое параллельное подключение?

Под параллельным подключением в электротехнике следует понимать такой способ соединения электрических приборов, при котором каждый из них имеет аналогичное соединение полюсов по отношению к источнику питания или в электрической цепи.

Для этого рассмотрим пример параллельного включения лампочек накаливания:

Параллельное подключение ламп к источникуРис. 1. Параллельное подключение ламп к источнику

Как видите, здесь каждая лампа от Л1 до Л4 соединяется одним контактом к фазному выводу, а вторым, к нулевому. Или в таком же порядке для цепи постоянного тока – один контакт лампы  к плюсу, а второй к минусу. Таким образом, получается, что все выводы фазы одинаковые и соединены в одну точку, также в одну точку подключены и нулевые выводы. С технической стороны параллельное подключение может производиться любым количеством ламп от двух и более.

Особенностью этого соединения является подача напряжения от источника E в месте включения контакта от каждой лампы. Соответственно, каждая из ламп получает номинал питания, к примеру,  220 вольт сети придется на пару контактов. Следует отметить, что кроме ламп Ильича параллельное подключение подходит и для любых других типов осветительного оборудования (светодиодных лампочек, люминесцентных, галогенных и т.д.).

Помимо вышеприведенного примера можно встретить и другие способы параллельного подсоединения:

Варианты смешанного параллельного подключенияРис. 2. Варианты смешанного параллельного подключения

Как видите на рисунке выше лампочки Л1 – Л3 на первой схеме имеют параллельное включение по отношению друг к другу. Однако по отношению к резистору R1 и диоду VD1 подключение всей группы будет последовательным. На второй схеме лампы Л1 – Л2 и Л3 – Л4 подключены последовательно по отношению друг к другу, но попарно Л1 – Л2 с парой Л3 – Л4 подключены параллельно. На практике важно учитывать не только особенности конфигурации цепи, но и физические параметры.

Физические параметры

Важным этапом при подключении галогенных, светодиодных или люминесцентных светильников являются физические данные. Основным параметром для всех ламп можно считать омическое сопротивление, на основании которого и рассчитывается потребляемая мощность.

Для примера рассмотрим вариант подключения приборов освещения, как классической резистивной нагрузки:

Параллельное включение резистивной нагрузкиРис. 3. Параллельное включение резистивной нагрузки

Так те же нити накаливания представляют собой чисто резистивную нагрузку, поэтому мы их будем рассчитывать, как сумму резисторов R1 – R3. Для параллельных схем включения вычисление суммарного сопротивления всех устройств производится исходя из соотношения:

1/Rобщ = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3

После преобразования выражение получит вид:

Формула R общее

Аналогичным образом вычисление производится для включения люминесцентных и светодиодных светильников. Заметьте, что при расчетах в идеальных условиях сопротивлением соединительных проводов пренебрегают. Такой прием актуален и для большинства осветительных приборов, так как величина получается несоизмеримо меньше. Однако в случае расчета слаботочных ламп или светодиодов сопротивлением проводов не всегда можно пренебречь, поэтому они также участвуют в расчетах.

Преимущества и недостатки

В домашних и производственных целях параллельное подключение широко используется для решения различных задач. При выборе такого способа важно учитывать все за и против, поэтому дальше мы рассмотрим преимущества и недостатки для освещения люминесцентными, накаливания, светодиодными или другими типами ламп.

К преимуществам схемы следует отнести:

  • на каждую лампу подается строго установленная величина напряжения, не зависимо от их сопротивления;
  • каждая лампа работает на полную мощность, выдавая заявленные номинальные параметры;
  • в случае перегорания одной из ламп в цепи остальные продолжат выполнять свои непосредственные функции без каких-либо изменений в штатном режиме.

Недостатки такого способа подключения в большей части связаны с экономическими аспектами или аварийными режимами работы:

  • требуется больший расход соединительных проводников при подключении на большие расстояния;
  • при повышении напряжения более номинального лампочка светится гораздо сильнее, из-за чего галогенные светильники и лампы Ильича будут чаще выходить со строя;
  • начинающие электрики или неискушенные в электротехнике могут запутаться на этапе подключения точечных или других светильников.

Практическое применение

Все соединения в электрических схемах подразделяются на последовательные и параллельные. На практике параллельная схема применяется для любого освещения у вас дома:

  • точечных светильников;
  • ламп в люстре;
  • модулей в светодиодной ленте и т.д.

Не зависимо от конкретного вида подключения и применяемого оборудования, схема будет идентична. В некоторых ситуациях, чтобы подключить точечных светильник применяется блок питания или электронный трансформатор, в других монтаж люминесцентных ламп производится напрямую от сети, что показано на рисунке ниже:

Подключение светильников по комнатамРис. 4. Подключение светильников по комнатам

Видео по теме

Последовательное и параллельное соединение. Применение и схемы

В электрических цепях элементы могут соединяться по различным схемам, в том числе они имеют последовательное и параллельное соединение.

Последовательное соединение

При таком соединении проводники соединяются друг с другом последовательно, то есть, начало одного проводника будет соединяться с концом другого. Основная особенность данного соединения заключается в том, что все проводники принадлежат одному проводу, нет никаких разветвлений. Через каждый из проводников будет протекать один и тот же электрический ток. Но суммарное напряжение на проводниках будет равняться вместе взятым напряжениям на каждом из них.

Рассмотрим некоторое количество резисторов, соединенных последовательно. Так как нет разветвлений, то количество проходящего заряда через один проводник, будет равно количеству заряда, прошедшего через другой проводник. Силы тока на всех проводниках будут одинаковыми. Это основная особенность данного соединения.

Это соединение можно рассмотреть иначе. Все резисторы можно заменить одним эквивалентным резистором.

Ток на эквивалентном резисторе будет совпадать с общим током, протекающим через все резисторы. Эквивалентное общее напряжение будет складываться из напряжений на каждом резисторе. Это является разностью потенциалов на резисторе.

Если воспользоваться этими правилами и законом Ома, который подходит для каждого резистора, можно доказать, что сопротивление эквивалентного общего резистора будет равно сумме сопротивлений. Следствием первых двух правил будет являться третье правило.

Применение

Последовательное соединение используется, когда нужно целенаправленно включать или выключать какой-либо прибор, выключатель соединяют с ним по последовательной схеме. Например, электрический звонок будет звенеть только тогда, когда он будет последовательно соединен с источником и кнопкой. Согласно первому правилу, если электрический ток отсутствует хотя бы на одном из проводников, то его не будет и на других проводниках. И наоборот, если ток имеется хотя бы на одном проводнике, то он будет и на всех других проводниках. Также работает карманный фонарик, в котором есть кнопка, батарейка и лампочка. Все эти элементы необходимо соединить последовательно, так как нужно, чтобы фонарик светил, когда будет нажата кнопка.

Иногда последовательное соединение не приводит к нужным целям. Например, в квартире, где много люстр, лампочек и других устройств, не следует все лампы и устройства соединять последовательно, так как никогда не требуется одновременно включать свет в каждой из комнат квартиры. Для этого последовательное и параллельное соединение рассматривают отдельно, и для подключения осветительных приборов в квартире применяют параллельный вид схемы.

Параллельное соединение

В этом виде схемы все проводники соединяются параллельно друг с другом. Все начала проводников объединены в одну точку, и все концы также соединены вместе. Рассмотрим некоторое количество однородных проводников (резисторов), соединенных по параллельной схеме.

Этот вид соединения является разветвленным. В каждой ветви содержится по одному резистору. Электрический ток, дойдя до точки разветвления, разделяется на каждый резистор, и будет равняться сумме токов на всех сопротивлениях. Напряжение на всех элементах, соединенных параллельно, является одинаковым.

Все резисторы можно заменить одним эквивалентным резистором. Если воспользоваться законом Ома, можно получить выражение сопротивления. Если при последовательном соединении сопротивления складывались, то при параллельном будут складываться величины обратные им, как записано в формуле выше.

Применение

Если рассматривать соединения в бытовых условиях, то в квартире лампы освещения, люстры должны быть соединены параллельно. Если их соединить последовательно, то при включении одной лампочки мы включим все остальные. При параллельном же соединении мы можем, добавляя соответствующий выключатель в каждую из ветвей, включать соответствующую лампочку по мере желания. При этом такое включение одной лампы не влияет на остальные лампы.

Все электрические бытовые устройства в квартире соединены параллельно в сеть с напряжением 220 В, и подключены к распределительному щитку. Другими словами, параллельное соединение используется при необходимости подключения электрических устройств независимо друг от друга. Последовательное и параллельное соединение имеют свои особенности. Существуют также смешанные соединения.

Работа тока

Последовательное и параллельное соединение, рассмотренное ранее, было справедливо для величин напряжения, сопротивления и силы тока, являющихся основными. Работа тока определяется по формуле:

А = I х U х t, где А – работа тока, t – время течения по проводнику.

Для определения работы при последовательной схеме соединения, необходимо заменить в первоначальном выражении напряжение. Получаем:

А=I х (U1 + U2) х t

Раскрываем скобки и получаем, что на всей схеме работа определяется суммой на каждой нагрузке.

Точно также рассматриваем параллельную схему соединения. Только меняем уже не напряжение, а силу тока. Получается результат:

А = А1+А2

Мощность тока

При рассмотрении формулы мощности участка цепи снова необходимо пользоваться формулой:

Р=U х I

После аналогичных рассуждений выходит результат, что последовательное и параллельное соединение можно определить следующей формулой мощности:

Р=Р1 + Р2

Другими словами, при любых схемах общая мощность равна сумме всех мощностей в схеме. Этим можно объяснить, что не рекомендуется включать в квартире сразу несколько мощных электрических устройств, так как проводка может не выдержать такой мощности.

Влияние схемы соединения на новогоднюю гирлянду

После перегорания одной лампы в гирлянде можно определить вид схемы соединения. Если схема последовательная, то не будет гореть ни одной лампочки, так как сгоревшая лампочка разрывает общую цепь. Чтобы выяснить, какая именно лампочка сгорела, нужно проверять все подряд. Далее, заменить неисправную лампу, гирлянда будет функционировать.

При применении параллельной схемы соединения гирлянда будет продолжать работать, даже если одна или несколько ламп сгорели, так как цепь не разорвана полностью, а только один небольшой параллельный участок. Для восстановления такой гирлянды достаточно увидеть, какие лампы не горят, и заменить их.

Последовательное и параллельное соединение для конденсаторов

При последовательной схеме возникает такая картина: заряды от положительного полюса источника питания идут только на наружные пластины крайних конденсаторов. Конденсаторы, находящиеся между ними, передают заряд по цепи. Этим объясняется появление на всех пластинах равных зарядов с разными знаками. Исходя из этого, заряд любого конденсатора, соединенного по последовательной схеме, можно выразить такой формулой:

qобщ= q1 = q2 = q3

Для определения напряжения на любом конденсаторе, необходима формула:

U= q/С

Где С — емкость. Суммарное напряжение выражается таким же законом, который подходит для сопротивлений. Поэтому получаем формулу емкости:

С= q/(U1 + U2 + U3)

Чтобы сделать эту формулу проще, можно перевернуть дроби и заменить отношение разности потенциалов к заряду емкости. В результате получаем:

1/С= 1/С1 + 1/С2 + 1/C3

Немного иначе рассчитывается параллельное соединение конденсаторов.

Общий заряд вычисляется как сумма всех зарядов, накопившихся на пластинах всех конденсаторов. А величина напряжения также вычисляется по общим законам. В связи с этим формула суммарной емкости при параллельной схеме соединения выглядит так:

С= (q1 + q2 + q3)/U

Это значение рассчитывается как сумма каждого прибора в схеме:

С=С1 + С2 + С3

Смешанное соединение проводников

В электрической схеме участки цепи могут иметь и последовательное и параллельное соединение, переплетающихся между собой. Но все законы, рассмотренные выше для отдельных видов соединений, справедливы по-прежнему, и используются по этапам.

Сначала нужно мысленно разложить схему на отдельные части. Для лучшего представления ее рисуют на бумаге. Рассмотрим наш пример по изображенной выше схеме.

Удобнее всего ее изобразить, начиная с точек Б и В. Они расставляются на некотором расстоянии между собой и от края листа бумаги. С левой стороны к точке Б подключается один провод, а справа отходят два провода. Точка В наоборот, слева имеет две ветки, а после точки отходит один провод.

Далее нужно изобразить пространство между точками. По верхнему проводнику расположены 3 сопротивления с условными значениями 2, 3, 4. Снизу будет идти ток с индексом 5. Первые 3 сопротивления включены в схему последовательно, а пятый резистор подключен параллельно.

Остальные два сопротивления (первый и шестой) подключены последовательно с рассматриваемым нами участком Б-В. Поэтому схему дополняем 2-мя прямоугольниками по сторонам от выбранных точек.

Теперь используем формулу расчета сопротивления:
  • Первая формула для последовательного вида соединения.
  • Далее, для параллельной схемы.
  • И окончательно для последовательной схемы.

Аналогичным образом можно разложить на отдельные схемы любую сложную схему, включая соединения не только проводников в виде сопротивлений, но и конденсаторов. Чтобы научиться владеть приемами расчета по разным видам схем, необходимо потренироваться на практике, выполнив несколько заданий.

Похожие темы:

5 применений последовательного соединения ламп

последовательное подключение лампочек в цепи освещенияКак известно, в быту повсеместно используется параллельное подключение ламп. Однако последовательная схема также может применяться и быть полезна.

Давайте рассмотрим все нюансы обеих схем, ошибки которые можно допустить при сборке и приведем примеры практической их реализации в домашних условиях.

Последовательная схема подключения

В начале рассмотрим простейшую сборку из двух последовательно подключенных лампочек накаливания.схема подключения ламп накаливания последовательная

Имеем:

  • две лампы вкрученные в патроны
  • два провода питания выходящие из патронов

как подключить последовательно две лампочки накаливанияЧто нужно, чтобы подключить их последовательно? Ничего сложного здесь нет.

Просто берете любой конец провода от каждой лампы и скручивает их между собой.последовательное подключение двух лампочек

На два оставшихся конца вам необходимо подать напряжение 220 Вольт (фазу и ноль).

Как будет работать такая схема? При подаче фазы на провод, она пройдя через нить накала одной лампы, через скрутку попадает на вторую лампочку. И далее встречается с нулем.

Почему такое простое соединение практически не применяется в квартирах и домах? Объясняется это тем, что лампы в этом случае будут гореть менее чем в полнакала.лампы горят в полнакала при подключении последовательно

При этом напряжение будет распределяться на них равномерно. К примеру, если это обычные лампочки по 100 Ватт с рабочим напряжением 220 Вольт, то на каждую из них будет приходиться плюс-минус 110 Вольт.

Соответственно и светить они будут менее чем в половину от своей изначальной мощности.

Грубо говоря, если вы подключите параллельно две лампы по 100Вт каждая, то в итоге получите светильник мощностью в 200Вт. А если эту же схему собрать последовательно, то общая мощность светильника будет гораздо меньше, чем мощность всего одной лампочки.

Вот результат измерения силы тока такой сборки при фактическом питающем напряжении 240В.сила тока для двух параллельных ламп

Исходя из формулы расчета получаем, что две лампочки светят с мощностью равной всего: P=I*U=69.6Вт

При этом, падение яркости будет равномерным только при условии, что лампочки у вас одинаковой мощности.

почему лампочки светят с разной яркостью при последовательном подключении

Если они отличаются, допустим одна из них 60Вт, а другая 40Вт, то и напряжение на них будет распределяться уже по другому.

Что это дает нам в практическом смысле при реализации данных схем?

Какая лампочка будет светить ярче и почему

Лучше и ярче будет гореть лампа, у которой нить накала имеет большее сопротивление.

Возьмите к примеру лампочки, кардинально отличающиеся по мощности - 25Вт и 200Вт и соедините последовательно.

Какая из них будет светиться почти в полный накал? Та, что имеет P=25Вт.почему лампы светят по разному при последовательной схеме подключения

Удельное сопротивление ее вольфрамовой нити значительно больше чем у двухсотки, а следовательно падение напряжения на ней сравнимо с напряжением в сети. При последовательном соединении ток будет одинаков в любом участке цепи.

При этом величина силы тока, способная разжечь 25-ти ваттку, никак не способна "поджечь" двухсотку. Грубо говоря, источник света с лампой 200Вт и более, будет восприниматься относительно 25Вт как обычный участок провода, через который течет ток.почему лампы светят по разному при последовательной схеме подключения

Можно увеличить количество ламп и добавить в схему еще одну. Делается это опять все просто.схема с тремя последовательно включенным лампами накаливания

Два конца питающего провода третьей лампы, скручиваете с любыми концами от первых двух. А на оставшиеся опять подаете 220В.

Как будет светиться в этом случае данная гирлянда? Падение напряжения будет еще больше, а значит лампочки загорятся не то что в полсилы, а вообще будут еле-еле гореть.

Недостатки схемы

Помимо существенного падения напряжения, вторым отрицательным моментом такой схемы, является ее ненадежность.

Если у вас сгорит всего одна из лампочек в этой цепочке, то сразу же потухнут и все остальные.недостатки последовательной схемы подключения лампочек

Еще нужно сделать замечание, что такая последовательная схема будет хорошо работать на обычных лампах накаливания. На некоторых других видах, в том числе светодиодных, никакого эффекта можете и не дождаться.что такое индукционная лампа сравнение с ДРЛ ДНаТ люминесцентными и светодиодными

У них в конструкции может быть заложена электронная схема, которой нужно питание порядка 220В. Безусловно, они могут работать и от пониженных значений в 150-160В, но 90В и менее, для них уже будет недостаточно.

Ошибки при сборке схемы и подключении выключателя

Кстати, некоторые электрики при монтаже освещения в квартире могут совершить случайную ошибку, которая как раз таки связана с последовательным подключением источников освещения.

В результате, у вас будет наблюдаться следующий эффект. При включении выключателя света будет загораться одна лампочка в комнате, а при его выключении - другая.

При этом невозможно будет добиться того, чтобы потухли обе сразу. Как такое возможно?

Ошибка кроется в том, что электрик просто перепутал место присоединения одного из проводов выключателя и воткнул его в разрыв между двух ламп разной мощности. Вот наглядная схема такой неправильной сборки.схема неправильной сборки выключателя света и двух ламп при последовательном подключении

Как видно из нее, при включении напряжения, через контакты одноклавишника на второй источник освещения подается напряжение 220V, и он как положено загорается.ошибка при подключении одноклавишного выключателя света почему тускло горят лампы

При этом первый источник остается без питания, т.к. с обоих сторон к нему подведена "одноименка".

А когда вы разрываете цепь, здесь уже образуется та самая последовательная схема и лампа меньшей мощности будет светиться.почему лампочки не тухнут при отключении света неправильная схема сборки одноклавишного выключателя

В то время как большей, практически потухнет. Все как и было описано выше.

Применение в быту

Где же можно в быту, применить такую казалось бы не практичную схему?

Самое широко известное использование подобных конструкций - это елочные новогодние гирлянды.почему не работает гирлянда

Также можно сделать последовательную подсветку в длинном проходном коридоре и без особых затрат получить освещение в стиле лофт.освещение в стиле лофт в коридоре при последовательном подключении ламп накаливания

Постоянно горят лампочки в подъезде или дома из-за большого напряжения? Самый дешевый выход - включить последовательно еще одну.

Вместо одной 60Вт, включаете две сотки и пользуетесь ими практически "вечно". Из-за пониженного напряжения в 110В, вероятность выхода их из строя снижается в сотни раз.сушилка для обуви ультрафиолетовая какую лучше выбрать и почему

Еще одно оригинальное применение, которым я все таки не рекомендую пользоваться, но отдельные электрики в безвыходных ситуациях к нему прибегают. Это так называемая фазировка трехфазных цепей.

Как выполнить фазировку вводов лампочками накаливания

фазировка двух кабелных линий 380в лампами накаливанияДопустим, вам нужно подключить параллельно между собой два трехфазных (380В) ввода, от одного источника питания. Вольтметра, мультиметра или тестера у вас под рукой нет. Что делать?схема фазировки двух вводов 380в

Ведь если перепутать фазы, то запросто можно создать междуфазное КЗ! И здесь вам опять поможет последовательная сборка всего из двух лампочек.

Собираете их по самой первой приведенной схеме и подсоединив один конец провода питания на фазу ввода №1, другим концом поочередно касаетесь жил ввода №2.

При одноименных фазах, лампочки светиться не будут (например фА ввод№1 - фА ввод№2).как сфазировать два ввода 380в с помощью лампочек накаливания

А при разных (фА ввод№1 - фВ ввод№2) - они загорятся.схема фазировки двух вводов 380в при помощи ламп накаливания с последовательной схемы подключения

Такой эксперимент только с одной лампой, вам бы никогда не удался, так как она бы моментально взорвалась от повышенного для нее напряжения в 380В. А в последовательной сборке с двумя изделиями одинаковой мощности, к ним будет приложено напряжение в пределах нормы.

Но самое лучшее и практичное применение - это использовать данную схему вовсе не для освещения, а для обогрева. То есть, ваши источники света в первую очередь будут работать не как светильники, а как обогреватели.

Как сделать такую простую и незамысловатую инфракрасную печку, читайте в статье по ссылке ниже.как собрать обогреватель из галогеновой и простой лампочки накаливания

Что-то подобное зачастую применяется в инкубаторах.

Схема параллельного подключения

Теперь давайте рассмотрим параллельную схему соединения.схема параллельного подключения лампочек накаливания

При параллельном включении концы питающих проводов двух лампочек, просто скручиваются между собой. Далее, на них подается напряжение 220V.

Таким образом можно подключить любое количество светильников. Самое главное, чтобы сечение питающих проводников было рассчитано на такую нагрузку.паралельное подключение лампочек накаливания

В этом случае все светиться и гореть у вас будет ровно с такой яркостью, на которую изначально и были рассчитаны светильники.

На практике, конечно в одну кучу все провода не скручиваются, а поступают несколько иначе. Пускают один общий протяженный кабель, а уже к нему, в виде отпаек, подсоединяются отдельные лампочки.схема параллельного подключения 3-х ламп накаливания

Пи этом схема может быть как шлейфная, так и лучевая. Но обе они являются параллельными.шлейфная и лучевая схема подключения ламп накаливания

Данная схема применяется повсеместно - в многорожковых люстрах, в уличных светильниках, в домашних декоративных светильниках и т.д.как выбрать светодиодную лампу

И если при этом перегорит любая лампочка, остальные как ни в чем ни бывало продолжат светиться.преимущества паралельной схемы подключения ламп накаливания

Напряжение на них подается одновременно и всегда составляет номинальные 220В.

Но все таки при монтаже освещения у себя дома, используя параллельное подключение, не забывайте и о последовательном.

Как было указано выше, оно тоже имеет свои преимущества в определенных ситуациях и может здорово помочь с решением множества задач (декоративная подсветка, светильники-обогреватели, "вечная" лампочка и т.д).

Параллельная схема: характеристики, преимущества и недостатки

В статье узнаете что такое параллельная схема соединения, как ее сделать, характеристики, сила тока в параллельной цепи, его сопротивление и мощность. А также преимущества и недостатки параллельной схемы.

Поведение схемы полностью зависит от конфигурации ее компонентов. В соответствии с конфигурацией их подключения эти цепи подразделяются на параллельные и последовательные. Этот пост раскрывает значение параллельной цепи, как создать параллельную схему, ее различные характеристики, области применения, преимущества и недостатки.

Что такое параллельная цепь

Схема называется параллельной, когда два или более компонентов подключены к одному узлу, а обе стороны компонентов подключены непосредственно к батарее или любому другому источнику. Ток в параллельной цепи имеет два или более пути прохождения через него.

Наиболее распространенным примером параллельной цепи является проводка автомобильных фар. Если бы фары были включены последовательно, то когда одна фара выходила из строя, другая также бы выключалась


Пример автомобильных фар, подключенных по параллельной цепи

Как сделать параллельную цепь

Два или более компонентов схемы соединены через общий источник напряжения для формирования параллельной цепи. На рисунке ниже показан типичный параллельный контур, в котором резисторы (R1, R2, R3, R4) соединены параллельно. Обе стороны резисторов подключены непосредственно к источнику напряжения. Параллельный путь называется ветвью, и напряжение на всех ветвях одинаково, но ток может быть разным.

принципиальная схема параллельной цепипринципиальная схема параллельной цепи
Принципиальная схема параллельной цепи

Характеристики параллельной цепи

Основные характеристики параллельной цепи перечислены ниже:

Сила тока в параллельной цепи

Согласно закону Ома, I = U / R. Это подразумевает, что каждый резистор в этой цепи будет потреблять ток от источника. Следовательно, общий ток, потребляемый от источника, равен сумме токов ветвления, и ток, протекающий в каждом тракте, зависит от сопротивления ветви. Тем не менее, напряжение остается неизменным и создает разность потенциалов на его клеммах. 

Общий ток (It) может быть рассчитан с использованием уравнения,

It = I1 + I2 + I3 +…. In

Где ( I1 + I2 + I3 +… In ) — токи ветвления

Давайте рассмотрим, что параллельная цепь построена с двумя резисторами (R1 и R2) с разными значениями (10 Ом и 5 Ом) соответственно. Напряжение 10V подается через резисторы , в результате тока 1А , проведенной от батареи через R1 и R2, который получен из уравнения I = U / R.

Следовательно, два тока ветвления в цепи составляют 1А и 2А, которые суммируют до 3А.

It = 1 + 2 = 3А

Сопротивления в параллельной цепи

Общее сопротивление любого количества резисторов рассчитывается по уравнению,

Уравнение сопротивления в параллельной цепиУравнение сопротивления в параллельной цепи

Взаимное значение R1 = 1/R1 = 1/10 = 0,1

Взаимное от R2 = 1/R2 = 1/5 = 0,2

Сумма обратных выше = 0,3

t = 1 / 0,3 = 3,33 Ом

Мощность в параллельной цепи

Как только общий ток и приложенные значения напряжения известны, мощность может быть рассчитана с использованием уравнения P = UI . В приведенном выше примере, приложенное напряжение U = 10В и I = 3A, P = 10×3 = 30 Вт

Применение параллельной цепи

Приложения параллельных цепей включают в себя:

  • Электропроводка к точкам питания в каждом доме выполнена в форме параллельных цепей.
  • Источник питания постоянного тока в автомобильной промышленности использует параллельные цепи.
  • Аппаратное обеспечение компьютера разработано с использованием параллельных цепей.

Преимущества параллельной цепи

Преимущества параллельных цепей включают в себя:

  • Равное напряжение распределяется на каждый компонент в цепи.
  • На ток не влияет даже то, что в цепь добавлено или удалено больше компонентов (резисторов).

Недостатки параллельной цепи

Недостатки параллельных цепей перечислены ниже:

  • Дорого строить
  • Короткое замыкание может произойти случайно в параллельной проводке и может начаться пожар
  • Даже если один из компонентов неисправен, ток все равно может проходить через цепь.

Последовательное и параллельное соединение ламп

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Сегодня мы рассмотрим практичные схемы последовательного и параллельного соединения ламп накаливания.

В статье схемы подключения трех и более ламп я рассказывал про параллельное соединение, а вот про последовательное упустил. В этой статье мы рассмотрим оба вида соединений используемых в быту.

Пойдем от простого к сложному. Обыкновенная лампа на принципиальных схемах обозначается таким образом:

Обозначение ламп на принципиальных схемах

Следующий момент Вы должны понять и запомнить:

Соединительные провода на схемах показываются линиями. Места соединения трех и более проводов показываются точками, а если провода пересекаются без соединения, то в месте их пересечения точка не ставится.

На рисунке ниже показано, когда провода просто пересекаются, то есть проходят рядом и не касаются друг друга, и когда провода уже соединены между собой — об этом говорит точка, стоящая в пересечении.

Соединения проводов

А теперь рассмотрим виды соединений:

Последовательное соединение ламп накаливания.

Последовательное соединение ламп накаливания в домашнем быту используется редко. В свое время я подключал две лампы последовательно у себя в подъезде, но это был единичный случай.

Тут ситуация была такая, что подъездная лампа перегорала с периодичностью в один месяц, и надо было что-то делать.

Обычно, в таких случаях лампу включают через диод, чтобы она питалась пониженным напряжением 110В и долго служила. Вариант проверенный, но при этом сама лампа мерцает, да и светит в полнакала.

Когда же стоят две последовательно, то они так же питаются пониженным напряжением 110В, не мерцают, долго служат, светят и потребляют энергии как одна. Причем их можно развести по разным углам помещения, что тоже плюс.
Но повторюсь – это редкий случай.

Посмотрите на рисунок ниже. Здесь изображены две схемы последовательного соединения ламп накаливания. В верхней части рисунка показана принципиальная схема, а в нижней части – монтажная. Причем для лучшего восприятия, монтажная схема показана с реальным изображением ламп и двужильного провода.

Последовательное соединение двух ламп

Здесь в линии коричневого цвета, лампы HL1 и HL2 соединены последовательно – одна за другой. Поэтому такое соединение называют последовательным.

Если подать напряжение питания 220В на концы L и N, то загорятся обе лампы, но гореть они будут не в полную силу, а в половину накала. Так как сопротивление нитей ламп рассчитано на питающее напряжение 220В, и когда они стоят в цепи последовательно, одна за другой, то за счет добавления сопротивления нити накала следующей лампы, общее сопротивление цепи будет увеличиваться, а значит, для следующей лампы напряжение всегда будет меньше согласно закону Ома.

Поэтому при последовательном соединении двух ламп напряжение 220В будет делиться пополам, и составит 110В для каждой.

На следующем рисунке показаны три лампы соединенные последовательно.

Последовательное соединение трех ламп

На этой схеме напряжение на каждой лампе составит около 73 Вольт, так как будет делиться уже между тремя лампами.

Так же примером последовательного соединения могут служить новогодние гирлянды. Здесь из миниатюрных лампочек с низким питанием создается одна лампа на напряжение 220В.

Например, берем лампочки, рассчитанные на 6,3 Вольта и делим их на 220 Вольт. Получается 35 штук. То есть, чтобы сделать одну лампу на напряжение 220В, нам нужно соединить последовательно 35 штук с напряжением питания 6,3 Вольта.

Монтажная схема гирлянды

P.S. Так как напряжение в сети не постоянно, то расчет лучше производить исходя из 245 – 250 Вольт.

Как Вы знаете, у гирлянд есть один недостаток. Перегорает одна из ламп, например, канала зеленого цвета, значит, не горит канал зеленого цвета. Тогда мы идем на базар, покупаем лампочки зеленого цвета, а потом дома по одной вынимаем, вставляем новую, и пока не заработает канал, перебираем его весь.

Вывод:

Недостатком последовательного соединения является то, что если выйдет из строя хоть одна из ламп, гореть не будут все, так как нарушается электрическая цепь.

А вторым недостатком, как Вы уже догадались, является слабое свечение. Поэтому последовательное соединение ламп накаливания на напряжение 220В в домашних условиях практически не применяется.

Параллельное соединение ламп.

Параллельным соединением называют такое соединение, где все элементы электрической цепи, в данном случае лампы накаливания, находятся под одним и тем же напряжением. То есть получается, что каждая лампа, своими контактами, подключена и к фазе и к нулю. И если перегорит любая из ламп, то остальные будут гореть. Именно такое соединение ламп, рассчитанных на напряжение питания 220В, используется в домашнем быту, и не только.

Параллельное соединение ламп накаливания

На следующем рисунке так же изображено параллельное соединение. Здесь все три лампы соединены в одном месте. Еще такое соединение называют «звезда»

Еще один способ параллельного соединения

Бывают моменты, что когда именно из одной точки нужно развести проводку в разные направления.

Кстати, именно «звездой» делают разводку по квартире при монтаже розеток.

Ну вот в принципе и все. И как всегда по традиции ролик о последовательном и параллельном подключении ламп

Теперь я думаю, у Вас не должно возникнуть проблем с последовательным и параллельным соединением ламп.
Удачи!

Последовательное и параллельное соединение: схемы подключений

Ток в электроцепи проходит по проводникам от источника напряжения к нагрузке, то есть к лампам, приборам. В большинстве случаев в качестве проводника используются медные провода. В цепи может быть предусмотрено несколько элементов с разными сопротивлениями. В схеме приборов проводники могут быть соединены параллельно или последовательно, также могут быть смешанные типы.

mednie provodamednie provoda

Элемент схемы с сопротивлением называется резистором, напряжение данного элемента является разницей потенциалов между концами резистора. Параллельное и последовательное электрическое соединение проводников характеризуется единым принципом функционирования, согласно которому ток протекает от плюса к минусу, соответственно потенциал уменьшается. На электросхемах сопротивление проводки берется за 0, поскольку оно ничтожно низкое.

Параллельное соединение предполагает, что элементы цепы подсоединены к источнику параллельно и включаются одновременно. Последовательное соединение означает, что проводники сопротивления подключаются в строгой последовательности друг за другом.

При просчете используется метод идеализации, что существенно упрощает понимание. Фактически в электрических цепях потенциал постепенно снижается в процессе перемещения по проводке и элементам, которые входят в параллельное или последовательное соединение.

Последовательное соединение проводников

Схема последовательного соединения подразумевает, что они включаются в определенной последовательности один за другим. Причем сила тока во всех из них равна. Данные элементы создают на участке суммарное напряжение. Заряды не накапливаются в узлах электроцепи, поскольку в противном случае наблюдалось бы изменение напряжения и силы тока. При постоянном напряжении ток определяется значением сопротивления цепи, поэтому при последовательной схеме сопротивление меняется в случае изменения одной нагрузки.

posledovatelnoe soedinenieposledovatelnoe soedinenie

Недостатком такой схемы является тот факт, что в случае выхода из строя одного элемента остальные также утрачивают возможность функционировать, поскольку цепь разрывается. Примером может служить гирлянда, которая не работает в случае перегорания одной лампочки. Это является ключевым отличием от параллельного соединения, в котором элементы могут функционировать по отдельности.

Последовательная схема предполагает, что по причине одноуровневого подключения проводников их сопротивление в любой точки сети равно. Общее сопротивление равняется сумме уменьшения напряжений отдельных элементов сети.

При данном типе соединения начало одного проводника подсоединяется к концу другого. Ключевая особенность соединения состоит в том, что все проводники находятся на одном проводе без разветвлений, и через каждый из них протекает один электроток. Однако общее напряжение равно сумме напряжений на каждом. Также можно рассмотреть соединение с другой точки зрения – все проводники заменяются одним эквивалентным резистором, и ток на нем совпадает с общим током, который проходит через все резисторы. Эквивалентное совокупное напряжение является суммой значений напряжения по каждому резистору. Так проявляется разность потенциалов на резисторе.

Использование последовательного подключения целесообразно, когда требуется специально включать и выключать определенное устройство. К примеру, электрозвонок может звенеть только в момент, когда присутствует соединение с источником напряжения и кнопкой. Первое правило гласит, что если тока нет хотя бы на одном из элементов цепи, то и на остальных его не будет. Соответственно при наличии тока в одном проводнике он есть и в остальных. Другим примером может служить фонарик на батарейках, который светит только при наличии батарейки, исправной лампочки и нажатой кнопки.

В некоторых случаях последовательная схема нецелесообразна. В квартире, где система освещения состоит из множества светильников, бра, люстр, не стоит организовывать схему такого типа, поскольку нет необходимости включать и выключать освещение во всех комнатах одновременно. С этой целью лучше использовать параллельное соединение, чтобы иметь возможность включения света в отдельно взятых комнатах.

Параллельное соединение проводников

В параллельной схеме проводники представляют собой набор резисторов, одни концы которых собираются в один узел, а другие – во второй узел. Предполагается, что напряжение в параллельном типе соединения одинаковое на всех участках цепи. Параллельные участки электроцепи носят название ветвей и проходят между двумя соединительными узлами, на них имеется одинаковое напряжение. Такое напряжение равно значению на каждом проводнике. Сумма показателей, обратных сопротивлениям ветвей, является обратной и по отношению к сопротивлению отдельного участка цепи параллельной схемы.

paralelnoe soedinenieparalelnoe soedinenie

При параллельном и последовательном соединениях отличается система расчета сопротивлений отдельных проводников. В случае параллельной схемы ток уходит по ветвям, что способствует повышению проводимости цепи и уменьшает совокупное сопротивление. При параллельном подключении нескольких резисторов с аналогичными значениями совокупное сопротивление такой электроцепи будет меньше одного резистора число раз, равное числу резисторов в схеме.

В каждой ветви предусмотрено по одному резистору, и электроток при достижении точки разветвления делится и расходится к каждому резистору, его итоговое значение равно сумме токов на всех сопротивлениях. Все резисторы заменяются одним эквивалентным резистором. Применяя закон Ома, становится понятным значение сопротивления – при параллельной схеме суммируются значения, обратные сопротивлениям на резисторах.

При данной схеме значение тока обратно пропорционально значению сопротивления. Токи в резисторах не взаимосвязаны, поэтому при отключении одного из них это никоим образом не отразится на остальных. По этой причине такая схема используется во множестве устройств.

Рассматривая возможности применения параллельной схемы в быту, целесообразно отметить систему освещения квартиры. Все лампы и люстры должны быть соединены параллельно, в таком случае включение и отключение одного из них никак не влияет на работу остальных ламп. Таким образом, добавляя выключатель каждой лампочки в ветвь цепи, можно включать и отключать соответствующий светильник по необходимости. Все остальные лампы работают независимо.

Все электроприборы объединяются параллельно в электросеть с напряжением 220 В, затем они подключаются к распределительному щитку. То есть все приборы подключаются независимо от подключения прочих устройств.

Законы последовательного и параллельного соединения проводников

Для детального понимания на практике обоих типов соединений, приведем формулы, объясняющие законы данных типов соединений. Расчет мощности при параллельном и последовательном типе соединения отличается.

При последовательной схеме имеется одинаковая сила тока во всех проводниках:

I = I1 = I2.

Согласно закону Ома, данные типы соединений проводников в разных случаях объясняются иначе. Так, в случае последовательной схемы, напряжения равны друг другу:

U1 = IR1, U2 = IR2.

Помимо этого, общее напряжение равно сумме напряжений отдельно взятых проводников:

U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR.

Полное сопротивление электроцепи рассчитывается как сумма активных сопротивлений всех проводников, вне зависимости от их числа.

В случае параллельной схемы совокупное напряжение цепи аналогично напряжению отдельных элементов:

U1 = U2 = U.

А совокупная сила электротока рассчитывается как сумма токов, которые имеются по всем проводникам, расположенным параллельно:

I = I1 + I2.

Чтобы обеспечить максимальную эффективность электрических сетей, необходимо понимать суть обоих типов соединений и применять их целесообразно, используя законы и рассчитывая рациональность практической реализации.

Смешанное соединение проводников

Последовательная и параллельная схема соединения сопротивления могут сочетаться в одной электросхеме при необходимости. К примеру, допускается подключение параллельных резисторов по последовательной схеме к другому резистору или их группе, такое тип считается комбинированным или смешанным.

smeshannoe soedineniesmeshannoe soedinenie

В таком случае совокупное сопротивление рассчитывается посредством получения сумм значений для параллельного соединения в системе и для последовательного. Сначала необходимо рассчитывать эквивалентные сопротивления резисторов в последовательной схеме, а затем элементов параллельного. Последовательное соединение считается приоритетным, причем схемы такого комбинированного типа часто используются в бытовой технике и приборах.

Итак, рассматривая типы подключений проводников в электроцепях и основываясь на законах их функционирования, можно полностью понять суть организации схем большинства бытовых электроприборов. При параллельном и последовательном соединениях расчет показателей сопротивления и силы тока отличается. Зная принципы расчета и формулы, можно грамотно использовать каждый тип организации цепей для подключения элементов оптимальным способом и с максимальной эффективностью.

Последовательное и параллельное соединение источников питания |

Что такое источник питания

Источник питания – это специальное устройство, которое может генерировать ЭДС. К источникам питания постоянного тока можно отнести аккумуляторы, батарейки, различные генераторы постоянного тока (лабораторный блок питания), элементы Пельтье и тд. То есть это все те устройства, которые создают ЭДС.

Источник питания на примере гидравлики

Давайте рассмотрим водобашню, в которой есть автоматическая подача воды. То есть сколько бы мы не потребляли воды из башни, ее уровень воды будет неизменным.

водобашня в деревне

Схематически это будет выглядеть вот так:

водобашня

Башню с автоматической подачей воды можно считать источником питания. В химических же источниках питания происходит разряд, что ведет к тому, что уровень напряжения понижается при длительной работе. А что такое напряжение по аналогии с гидравликой? Это тот же самый уровень воды)

Давайте отпилим у водобашни верхнюю часть для наглядности. У нас получится цилиндр, который заполнен водой. Возьмем за точку отсчета уровень земли. Пусть он у нас будет равняться нулю.

Последовательное и параллельное соединение источников питания

Теперь вопрос на засыпку. В каком случае давление на дно будет больше? Когда в башне немного воды

Последовательное и параллельное соединение источников питания

либо когда башня полностью залита водой так, что даже вода выходит за ее края

Последовательное и параллельное соединение источников питания

Разумеется, когда башня наполнена только наполовину водой, на дне башни давление меньше, чем тогда, когда в башне воды под завязку.

Думаю, не надо объяснять, что если в башне вообще нет воды, то никакого давления на дне башни не будет.

 

Последовательное и параллельное соединение источников питания

По тому же самому принципу работает батарейка или аккумулятор

аккумулятор 18650

На электрических схемах ее обозначение выглядит примерно вот так:

аккумулятор схематическое обозначение

Также, чтобы получить необходимое напряжение, одноэлементные источники питания соединяют последовательно. На схеме это выглядит вот так:

батарея из большого количества одиночных элементов

Любой аккумулятор или источник постоянного тока имеет два полюса: “плюс” и “минус”. Минус – это уровень земли, как в нашем примере с водобашней, а плюс – это напряжение, по аналогии с гидравликой это и будет тот самый уровень воды.

Последовательное соединение источников питания

Теперь давайте представим вот такую ситуацию. Что будет, если в нашей обрезанной водобашне полной воды добавим еще одну такую же сверху полную воды? Схематически это будет выглядеть примерно вот так:

Последовательное и параллельное соединение источников питания

Как вы думаете, уменьшится давление на землю, или увеличится? Понятное дело, что увеличится! Да еще и ровно в два раза! Почему так произошло? Уровень воды стал выше, следовательно, давление на дно увеличилось.

Если “минус” одной батарейки соединить с “плюсом” другой батарейки, то их общее напряжение суммируется.

Полностью заряженная батарейка будет выглядеть как башня, полностью залитая водой с учетом того, что работает насос автоматической подачи воды. По аналогии, насос – это ЭДС.

Последовательное и параллельное соединение источников питания

Наполовину разряженная батарейка будет уже выглядеть примерно вот так:

Последовательное и параллельное соединение источников питания

Можно сказать, насос уже не справляется.

Батарейка посаженная в “ноль” будет выглядеть вот так:

Последовательное и параллельное соединение источников питания

Насос автоматической подачи воды сломался.

Естественно, что если вы соедините полностью заряженную и наполовину дохлую батарейку последовательно, то их общее напряжение будет выглядеть примерно вот так:

последовательное соединение на примере с водобашнями

Давайте все это продемонстрируем на практике. Итак, у нас есть 2 литий-ионных аккумулятора. Я их пометил цифрами 1 и 2. С плюса каждого аккумулятора я вывел красный провод, а с минуса – черный.

аккумуляторы li-ion 18650

Давайте замеряем напряжение аккумулятора под №1 с помощью мультиметра. Как это сделать, я еще писал в статье Как измерить ток и напряжение мультиметром.

как измерить напряжение на аккумуляторе литий-ион

На первом аккумуляторе у нас напряжение 3,66 Вольт. Это типичное значение литий-ионного аккумулятора.

Таким же способом замеряем напряжение на аккумуляторе №2

измерение напряжения на аккумуляторе

О, как совпало). Те же самые 3,66 Вольт.

Для того, чтобы соединить последовательно эти аккумуляторы, нам надо сделать что-то подобное:

Последовательное и параллельное соединение источников питания

Также как и в башнях, нам надо соединить основание одной башни с верхушкой другой башни. В источниках питания, типа аккумуляторов или батареек, нам надо соединить минус одной батарейки с плюсом другой. Так мы и сделаем. Соединяем плюс одной батарейки с минусом другой и получаем… сумму напряжений каждой батарейки! Как вы помните, на первой батарейке у нас было напряжение 3,66 В, на второй тоже 3,66 В. 3,66+3,6=7,32 В.

Мультиметр показывает 7,33 В. 0,01В спишем на погрешность измерений.

последовательное соединение аккумуляторов

Это свойство прокатывает не только с двумя аккумуляторами, но также с их бесконечным множеством. Думаю, не стоит говорить, что если выставить в ряд штук 100 таких аккумуляторов, соединить последовательно и коснуться крайних полюсов голыми руками, то все это может завершиться даже летальным исходом.

Параллельное соединение источников питания

Но что будет, если источники питания соединить параллельно? Давайте же рассмотрим это с точки зрения той же самой гидравлики. Имеем те же самые башни, в которых воды до самых краев:

Последовательное и параллельное соединение источников питания

Нет, здесь мы не будет извращаться. Мы просто соединим наши башни у самого основания трубой:

Последовательное и параллельное соединение источников питания

Давление на дно у каждой башни изменится? Думаю, нет. Оно останется таким же, как в одной из башен. А что поменялось? Поменялся просто объем воды. Ее стало в 2 раза больше.

Но вы можете сказать, что в первом случае у нас тоже воды стало в 2 раза больше!

Последовательное и параллельное соединение источников питания

Да, все оно так, но здесь важное значение имеет именно то, что давление на дно башни изменилось и стало также в два раза больше. Если сделать врезку одинакового диаметра прямо у подножия водобашни, то  в случае, когда водобашни стоят одна на другой сила потока воды будет в два раза быстрее, чем если бы мы делали точно такую же врезку на картинке, где мы соединяли водобашни трубой. Более подробно эту мысль я еще озвучивал в статье про Закон Ома.

Если всю эту мысль спроецировать на наши источники питания, то получается, что при последовательном соединении у нас суммировалась напряжение, а при параллельном должна суммироваться сила тока. Но это не значит, что нагрузка, которая кушала, к примеру, 1 Ампер, после того, как мы ее цепанем к двум параллельным источникам питания, будет кушать 2 Ампера. При параллельном соединении у нас напряжение остается таким же, а вот емкость батарей увеличивается. Но нагрузка все равно будет кушать тот же самый 1 Ампер, иначе бы все это противоречило закону Ома.

Настало время все это рассмотреть на реальном примере. Итак, замеры мы уже делали. Осталось соединить два источника питания параллельно, в нашем случае это аккумуляторы li-ion:

параллельное соединение аккумуляторов

Как вы видите, напряжение не изменилось.

При параллельном соединении источников питания должно соблюдаться условие, что на них должно быть одинаковое напряжение.

Вот сами подумайте, что может произойти, если одна из башен будет пустая?

Последовательное и параллельное соединение источников питания

Думаю, нетрудно догадаться, что вода из одной башни будет перетекать в другую башню, пока их уровень не выровняется (закон сообщающихся сосудов), если у одной башни сломался насос и она пустая.

То же самое и с источниками питания. Нельзя соединять источники питания разных напряжений параллельно. Это чревато тем, что вы убьете здоровые аккумуляторы, а дохлые так и останутся дохлыми или чуток зарядятся. Если разница между напряжениями аккумулятора большая, то в такой цепи может течь бешеная сила тока, которая вызовет нагрев и даже возгорание аккумуляторов.

Последовательное и параллельное соединение источников питания

Нельзя соединять источники питания разных напряжений параллельно

Последовательно-параллельное соединение источников питания

А кто вам мешает соединять аккумуляторы или батарейки сразу и последовательно и параллельно? Но разве так можно? Можно). На примере с водобашнями это может выглядеть вот так:

Последовательное и параллельное соединение источников питания

Здесь мы видим две башни, каждая из которых состоит их двух башенок, и эти две большие башни соединены с помощью трубы.

Очень часто последовательно-параллельное соединение используется в электротранспорте. Недавно я делал батарею для своего электровелосипеда из li-ion аккумуляторов 18650. Для моего электробайка требовалось напряжение в 36 Вольт. Итак, теперь включаем логику. Один аккумулятор выдает 3,6 Вольт. Чтобы получить 36 Вольт, мне надо соединить 10 аккумуляторов последовательно.

Чтобы было проще для понимания, я их нарисую не по ГОСТу:

батарея 36 вольт

Ура! Я получил 36 Вольт для своего электровелосипеда. Но вот проблема в том, что один такой аккумулятор может отдать в нагрузку силу тока 2800 миллиАмпер в течение 1 часа или 2,8 Ампер в течение 1 часа. Такой параметр указывается на аккумуляторах как mAh. Об этом я подробно писал в этой статье “Как измерить ток и напряжение мультиметром“.

То, что я все аккумуляторы соединил последовательно, не означает, что их емкость возросла в 10 раз. В 10 раз возросло только напряжение, так как я их соединил последовательно. То есть общая сумма получилась 36 Вольт и все те же самые 2800 mAh как и у одного аккумулятора.

Поэтому, чтобы увеличить емкость, я должен в параллель этой ветви соединить точно такую же ветвь из аккумуляторов, иначе мой электровелосипед не проедет и пару тройку километров. Я ведь хочу кататься весь день!

Сказано – сделано. Цепляем еще одну ветвь в 36 Вольт. Вы ведь не забыли правило, что при параллельном соединении у нас напряжение должно быть одинаково? В результате мы получаем что-то типа этого:

последовательно-параллельное соединение

Итого, мы получили те же самые пресловутые 36 Вольт, но вот емкость увеличилась в два раза. 2800 mAh +2800 mAh = 5600 mAh. Ну вот, с такой батареей можно проехать уже чуть дальше. Но мне этого тоже показалось мало, поэтому я добавил еще 2 ветви. В результате моя самопальная батарея для электровелосипеда схематически, по идее, должна выглядеть вот так:

последовательно-параллельное соединение аккумуляторов литий ион

Пару слов о BMS (Battery Management System)

Дело в том, что для того, чтобы управлять зарядом, предохранять от короткого замыкания и управлять силой выдаваемого тока к такой батарее надо приделать плату BMS (Battery Managment System). Самые простые выглядят вот так:

дешевая BMS 10s

 

Чуть получше и дороже:

качественная BMS 10s

10S 36V на BMS говорит нам о том, что эта BMS рассчитана для 10 аккумуляторов, включенных последовательно. Если на каждом аккумуляторе будет по 3,6 В, следовательно, 10х3,6=36 Вольт что и написано на самой BMS.

Discharge current  – ток разрядки, то есть максимальный выдаваемый ток

Charge current – ток зарядки, то есть максимальный ток заряда

Внутри такой платы имеется все, чтобы полностью управлять состоянием батареи.

плата bms

Схемы подключения таких BMS выглядят примерно вот так:

дешевая bms схема подключения

Как вы видите, у нас BMS вроде как должна заряжать только 10 банок в ряд. Но в нашей самопальной батарее их 40. Что же делать? Почему бы вместо одной банки не поставить в параллель 4 банки и не обмануть BMS?

параллельное включение банок аккумуляторов

Получается, схема с BMS 10s4p под плату с BMS будет выглядеть вот так:

батарея 10s4p схема пайки

В сообществе электронщиков и самоделкиных такая батарея называется 10S4P. Расшифровывается очень просто:

Sserial – с англ.  – последовательный.

Pparallel – параллельный.

В нашем случае 10 аккумуляторов последовательно и 4 в параллель – 10S4P. Все до боли просто)

А вот выглядит моя самопальная батарея для электровелосипеда пока что без модуля BMS.

батарея 10s4p для электровелосипеда

90000 Difference Between Series and Parallel Circuits 90001 90002 Series and Parallel Circuits - Formula and Examples 90003 90004 VIEW MORE 90005 All electric devices need circuits to run smoothly and efficiently.Now, what are these circuits? Are they just electronic components put together and connected by wires? Well, almost. But a circuit is more than just that. Imagine, you can use a circuit to perform a task as simple as lighting a bulb and tasks as massive as getting a car to start. The placement of a component in the wrong area or the wrong terminal or even connecting the wrong ends can create a lot of issues. Hence, we should know all about the basics of circuits in order to master the trade. 90004 90007 In this particular article, we will learn more about the different types of circuits and how their differences and similarities.Read on, to find out more. 90005 90004 90007 90011 What is the circuit? 90012 90005 An electronic circuit can be defined as the complete course of electronic components such as conductors through which current can travel. These circuits provide a pathway for the flow of current. The main necessity of a circuit is that it should start and end at the same point. Or simply put, a circuit should form a loop. An electronic circuit is also called an electrical circuit. 90007 A basic circuit consists of three components; they are the voltage source, load, and the conductive pathway.90004 90007 Let's learn more about this. 90005 90004 90007 1. VOLTAGE SOURCE 90005 90004 90007 A voltage source provides the circuit with power or an energy source. It causes the current to flow. A typical example of a voltage source is a battery. 90005 90004 2. CONDUCTIVE PATHWAY 90005 90007 A conductive path basically provides a route for the current to flow through. The current flows through all the components right from the starting point back to the endpoint, which is also the starting point.It is essential that the conductive pathway forms a correct loop leading the voltage source from the negative terminal to the positive terminal. 90004 3. LOAD 90005 90004 90007 The load is the electronic component that consumes power. It does all the work in the circuit. It is said to be the heart of the circuit because, without a load, there is no point in building a circuit. It is practically useless. 90005 90004 90007 A typical example of a load is a single light bulb. Light bulbs are used in simple circuits whereas, in complex bigger circuits, the load can be a combination of various other electronic components such as capacitors, resistors, transistors etc.90007 There are different types of circuits; the two basic ones are series and parallel circuits. 90005 90007 (image will be uploaded soon) 90004 SERIES CIRCUIT 90005 90004 90007 A circuit is said to be in series when the same current flows through all the components connected in the circuit. The current has only one path. For example: If we take a light source, say fairy lights. This is basically a wire with multiple tiny bulbs connected in series to each other. If one bulb fuses the current stops at the fused bulb, all the bulbs after the fused bulb do not light up.The reason is that the circuit is connected in series. There is only one path for electricity. The amount of power is the same throughout all the components in the circuit. The speed or the rate of flow of electricity will never fluctuate throughout the entire circuit. The resistance of this circuit is the sum of all the individual resistances. The higher the number of resistors in the circuit, the higher the opposition, and hence the harder it is for current to flow. 90005 90007 (image will be uploaded soon) 90004 A circuit is said to be connected in parallel if it has multiple paths for electricity to flow through.Resistors and the sources will be connected between two sets of electrically common points. The electricity can flow in various directions, both horizontal as well as vertical. The components that are a part of a parallel circuit will have a constant voltage across all ends. The potential that the circuit carries will also be identical. 90005 90004 90007 In a parallel circuit, there is always more than one resistor (bulb), and they are arranged in such a way that the electricity can travel through many paths.This means electricity (electrons) can move from one end of the cell through many branches to the other end of the cell. 90005 90007 (image will be uploaded soon) 90004 DIFFERENCES BETWEEN SERIES AND PARALLEL CIRCUITS 90005 90007 1. One of the significant differences is the formulae that are used for both series and parallel circuits to measure resistance. 90004 For A Series Circuit 90007 Total Resistance (R) = r1 (individual resistance) + r2 + r3 90007 For a Parallel Circuit 90007 Total Resistance (R) = 1 / r1 + 1 / r2 + 1 / r3 90005 90004 90007 2.Besides the difference in formula, the fact that makes series circuit different from the parallel circuit is that if one component in the series circuit breaks, then the resistor burns out, hence the circuit will not be complete. Whereas, in parallel circuits, however, the functioning of the other component 90005 90004 3. In a series circuit, the current at any point in the circuit is defined by one of in the most important and fundamental law of electricity, known as Ohm's Law . To refresh your memory, Ohm's Law states that I = V / R, where I stands for electrical current, V is the voltage supplied by the source and R represents the total resistance or the opposition to the flow of electric current of the circuit.Whereas in a parallel circuit, the current in each branch of the circuit is always inversely proportional to the resistance given by the resistor in each branch, and the total current is always equal to the sum of the currents in each individual branch. 90007 90005 .90000 Series and Parallel Circuits - learn.sparkfun.com 90001 Favorited Favorite 48 90002 Series and Parallel Circuits 90003 90004 Simple circuits (ones with only a few components) are usually fairly straightforward for beginners to understand. But, things can get sticky when other components come to the party. Where's the current going? What's the voltage doing? Can this be simplified for easier understanding? Fear not, intrepid reader.Valuable information follows. 90005 90004 In this tutorial, we'll first discuss the difference between series circuits and parallel circuits, using circuits containing the most basic of components - resistors and batteries - to show the difference between the two configurations. We'll then explore what happens in series and parallel circuits when you combine different types of components, such as capacitors and inductors. 90005 90008 Covered in this Tutorial 90009 90010 90011 What series and parallel circuit configurations look like 90012 90011 How passive components act in these configurations 90012 90011 How a voltage source will act upon passive components in these configurations 90012 90017 90008 Suggested Reading 90009 90004 You may want to visit these tutorials on the basic components before diving into building the circuits in this tutorial.90005 90008 Video 90009 90004 90025 90026 90005 90002 Series Circuits 90003 90008 Nodes and Current Flow 90009 90004 Before we get too deep into this, we need to mention what a 90033 node 90034 is. It's nothing fancy, just representation of an electrical junction between two or more components. When a circuit is modeled on a schematic, these nodes represent the wires between components. 90005 90004 90037 Example schematic with four uniquely colored nodes.90038 90005 90004 That's half the battle towards understanding the difference between series and parallel. We also need to understand 90033 how current flows 90034 through a circuit. Current flows from a high voltage to a lower voltage in a circuit. Some amount of current will flow through every path it can take to get to the point of lowest voltage (usually called ground). Using the above circuit as an example, here's how current would flow as it runs from the battery's positive terminal to the negative: 90005 90004 90037 Current (indicated by the blue, orange, and pink lines) flowing through the same example circuit as above.Different currents are indicated by different colors. 90038 90005 90004 Notice that in some nodes (like between R 90049 1 90050 and R 90049 2 90050) the current is the same going in as at is coming out. At other nodes (specifically the three-way junction between R 90049 2 90050, R 90049 3 90050, and R 90049 4 90050) the main (blue) current splits into two different ones. 90037 That's 90038 the key difference between series and parallel! 90005 90008 Series Circuits Defined 90009 90004 Two components are in series if they share a common node and if the 90033 same current 90034 flows through them.Here's an example circuit with three series resistors: 90005 90004 There's only one way for the current to flow in the above circuit. Starting from the positive terminal of the battery, current flow will first encounter R 90049 1 90050. From there the current will flow straight to R 90049 2 90050, then to R 90049 3 90050, and finally back to the negative terminal of the battery. Note that there is only one path for current to follow. These components are in series. 90005 90002 Parallel Circuits 90003 90008 Parallel Circuits Defined 90009 90004 If components share 90037 two 90038 common nodes, they are in parallel.Here's an example schematic of three resistors in parallel with a battery: 90005 90004 From the positive battery terminal, current flows to R 90049 1 90050 ... and R 90049 2 90050, and R 90049 3 90050. The node that connects the battery to R 90049 1 90050 is also connected to the other resistors. The other ends of these resistors are similarly tied together, and then tied back to the negative terminal of the battery. There are three distinct paths that current can take before returning to the battery, and the associated resistors are said to be in parallel.90005 90004 Where series components all have equal currents running through them, parallel components all have the same voltage drop across them - series: current :: parallel: voltage. 90005 90008 Series and Parallel Circuits Working Together 90009 90004 From there we can mix and match. In the next picture, we again see three resistors and a battery. From the positive battery terminal, current first encounters R 90049 1 90050. But, at the other side of R 90049 1 90050 the node splits, and current can go to both R 90049 2 90050 and R 90049 3 90050.The current paths through R 90049 2 90050 and R 90049 3 90050 are then tied together again, and current goes back to the negative terminal of the battery. 90005 90004 In this example, R 90049 2 90050 and R 90049 3 90050 are in parallel with each other, and R 90049 1 90050 is in series with the parallel combination of R 90049 2 90050 and R 90049 3 90050. 90005 90002 Calculating Equivalent Resistances in Series Circuits 90003 90004 Here's some information that may be of some more practical use to you.When we put resistors together like this, in series and parallel, we change the way current flows through them. For example, if we have a 10V supply across a 10k & ohm; resistor, Ohm's law says we've got 1mA of current flowing. 90005 90004 If we then put another 10k & ohm; resistor in series with the first and leave the supply unchanged, we've cut the current in half because the resistance is doubled. 90005 90004 In other words, there's still only one path for current to take and we just made it even harder for current to flow.How much harder? 10k & ohm; + 10k & ohm; = 20k & ohm ;. And, that's how we calculate resistors in series - just 90033 add their values ​​90034. 90005 90004 To put this equation more generally: the total resistance of 90037 N 90038 - some arbitrary number of - resistors is their total sum. 90005 90002 Calculating Equivalent Resistances in Parallel Circuits 90003 90004 What about parallel resistors? That's a bit more complicated, but not by much.Consider the last example where we started with a 10V supply and a 10k & ohm; resistor, but this time we add another 10k & ohm; in parallel instead of series. Now there are two paths for current to take. Since the supply voltage did not change, Ohm's Law says the first resistor is still going to draw 1mA. But, so is the second resistor, and we now have a total of 2mA coming from the supply, doubling the original 1mA. This implies that we've cut the total resistance in half. 90005 90004 While we can say that 10k & ohm; || 10k & ohm; = 5k & ohm; ( "||" roughly translates to "in parallel with"), we're not always going to have 2 identical resistors.What then? 90005 90004 The equation for adding an arbitrary number of resistors in parallel is: 90005 90004 If reciprocals are not your thing, we can also use a method called "product over sum" when we have two resistors in parallel: 90005 90004 However, this method is only good for two resistors in one calculation. We can combine more than 2 resistors with this method by taking the result of R1 || R2 and calculating that value in parallel with a third resistor (again as product over sum), but the reciprocal method may be less work.90005 90002 Experiment Time - Part 1 90003 90004 What you'll need: 90005 90004 Let's try a simple experiment just to prove that these things work the way we're saying they do. 90005 90004 First, we're going to hook up some 10k & ohm; resistors in series and watch them add in a most un-mysterious way. Using a breadboard, place one 10k & ohm; resistor as indicated in the figure and measure with a multimeter. Yes, we already know it's going to say it's 10k & ohm ;, but this is what we in the biz call a "sanity check".Once we've convinced ourselves that the world has not changed significantly since we last looked at it, place another one in similar fashion but with a lead from each resistor connecting electrically through the breadboard and measure again. The meter should now say something close to 20k & ohm ;. 90005 90004 You may notice that the resistance you measure might not be exactly what the resistor says it should be. Resistors have a certain amount of 90033 tolerance 90034, which means they can be off by a certain percentage in either direction.Thus, you may read 9.99k & ohm; or 10.01k & ohm ;. As long as it's close to the correct value, everything should work fine. 90005 90004 The reader should continue this exercise until convincing themselves that they know what the outcome will be before doing it again, or they run out of resistors to stick in the breadboard, whichever comes first. 90005 90002 Experiment Time - Part 2 90003 90004 Now let's try it with resistors in a 90033 parallel 90034 configuration.Place one 10k & ohm; resistor in the breadboard as before (we'll trust that the reader already believes that a single 10k & ohm; resistor is going to measure something close to 10k & ohm; on the multimeter). Now place a second 10k & ohm; resistor next to the first, taking care that the leads of each resistor are in electrically connected rows. But before measuring the combination, calculate by either product-over-sum or reciprocal methods what the new value should be (hint: it's going to be 5k & ohm;).Then measure. Is it something close to 5k & ohm ;? If it's not, double check the holes into which the resistors are plugged. 90005 90004 Repeat the exercise now with 3, 4 and 5 resistors. The calculated / measured values ​​should be 3.33k & ohm ;, 2.5k & ohm; and 2k & ohm ;, respectively. Did everything come out as planned? If not, go back and check your connections. If it did, EXCELSIOR! Go have a milkshake before we continue. You've earned it. 90005 90002 Rules of Thumb for Series and Parallel Resistors 90003 90004 There are a few situations that may call for some creative resistor combinations.For example, if we're trying to set up a very specific reference voltage you'll almost always need a very specific ratio of resistors whose values ​​are unlikely to be "standard" values. And while we can get a very high degree of precision in resistor values, we may not want to wait the X number of days it takes to ship something, or pay the price for non-stocked, non-standard values. So in a pinch, we can always build our own resistor values. 90005 90008 Tip # 1: Equal Resistors in Parallel 90009 90004 Adding 90037 N 90038 like-valued resistors 90037 R 90038 in parallel gives us 90037 R / N 90038 ohms.Let's say we need a 2.5k & ohm; resistor, but all we've got is a drawer full of 10k & ohm; 's. Combining four of them in parallel gives us 10k & ohm; / 4 = 2.5k & ohm ;. 90005 90008 Tip # 2: Tolerance 90009 90004 Know what kind of tolerance you can tolerate. For example, if you needed a 3.2k & ohm; resistor, you could put 3 10k & ohm; resistors in parallel. That would give you 3.3k & ohm ;, which is about a 4% tolerance from the value you need. But, if the circuit you're building needs to be closer than 4% tolerance, we can measure our stash of 10k & ohm; 's to see which are lowest values ​​because they have a tolerance, too.In theory, if the stash of 10k & ohm; resistors are all 1% tolerance, we can only get to 3.3k & ohm ;. But part manufacturers are known to make just these sorts of mistakes, so it pays to poke around a bit. 90005 90008 Tip # 3: Power Ratings in Series / Parallel 90009 90004 This sort of series and parallel combination of resistors works for power ratings, too. Let's say that we need a 100 & ohm; resistor rated for 2 watts (W), but all we've got is a bunch of 1k & ohm; quarter-watt (¼W) resistors (and it's 3am, all the Mountain Dew is gone, and the coffee's cold).You can combine 10 of the 1k & ohm; 's to get 100 & ohm; (1k & ohm; / 10 = 100 & ohm;), and the power rating will be 10x0.25W, or 2.5W. Not pretty, but it will get us through a final project, and might even get us extra points for being able to think on our feet. 90005 90004 We need to be a little more careful when we combine resistors of dissimilar values ​​in parallel where total equivalent resistance and power ratings are concerned. It should be completely obvious to the reader, but ... 90005 90008 Tip # 4: Different Resistors in Parallel 90009 90004 The combined resistance of two resistors of different values ​​is always less than the smallest value resistor.The reader would be amazed at how many times someone combines values ​​in their head and arrives at a value that's halfway between the two resistors (1k & ohm; || 10k & ohm; does NOT equal anything around 5k & ohm ;!). The total parallel resistance will always be dragged closer to the lowest value resistor. Do yourself a favor and read tip # 4 10 times over. 90005 90008 Tip # 5: Power Dissipation in Parallel 90009 90004 The power dissipated in a parallel combination of dissimilar resistor values ​​is not split evenly between the resistors because the currents are not equal.Using the previous example of (1k & ohm; || 10k & ohm;), we can see that the 1k & ohm; will be drawing 10X the current of the 10k & ohm ;. Since Ohm's Law says power = voltage x current, it follows that the 1k & ohm; resistor will dissipate 10X the power of the 10k & ohm ;. 90005 90004 Ultimately, the lessons of tips 4 and 5 are that we have to pay closer attention to what we're doing when combining resistors of dissimilar values ​​in parallel. But tips 1 and 3 offer some handy shortcuts when the values ​​are the same.90005 90002 Series and Parallel Capacitors 90003 90004 Combining capacitors is just like combining resistors ... only the opposite. As odd as that sounds, it's absolutely true. Why would this be? 90005 90004 A capacitor is just two plates spaced very close together, and it's basic function is to hold a whole bunch of electrons. The greater the value of capacitance, the more electrons it can hold. If the size of the plates is increased, the capacitance goes up because there's physically more space for electrons to hang out.And if the plates are moved farther apart, the capacitance goes down, because the electric field strength between them goes down as the distance goes up. 90005 90004 Now let's say we've got two 10μF capacitors wired together in series, and let's say they're both charged up and ready discharge into the friend sitting next to you. 90005 90004 Remember that in a series circuit there's only one path for current to flow. It follows that the number of electrons that are discharging from the cap on the bottom is going to be the same number of electrons coming out of the cap on the top.So the capacitance has not increased, has it? 90005 90004 In fact, it's even worse than that. By placing the capacitors in series, we've effectively spaced the plates farther apart because the spacing between the plates of the two capacitors adds together. So we do not have 20μF, or even 10μF. We've got 5μF. The upshot of this is that we add series capacitor values ​​the same way we add parallel resistor values. Both the product-over-sum and reciprocal methods are valid for adding capacitors in series.90005 90004 It may seem that there's no point to adding capacitors in series. But it should be pointed out that one thing we did get is twice as much voltage (or voltage ratings). Just like batteries, when we put capacitors together in series the voltages add up. 90005 90004 Adding 90033 capacitors in parallel 90034 is like adding resistors in series: the values ​​just add up, no tricks. Why is this? Putting them in parallel effectively increases the size of the plates without increasing the distance between them.More area equals more capacitance. Simple. 90005 90002 Experiment Time - Part 3 90003 90004 What you'll need: 90005 90004 Let's see some series and parallel connected capacitors in action. This will be a little trickier than the resistor examples, because it's harder to measure capacitance directly with a multimeter. 90005 90004 Let's first talk about what happens when a capacitor charges up from zero volts. When current starts to go in one of the leads, an equal amount of current comes out the other.And if there's no resistance in series with the capacitor, it can be quite a lot of current. In any case, the current flows until the capacitor starts to charge up to the value of the applied voltage, more slowly trickling off until the voltages are equal, when the current flow stops entirely. 90005 90004 As stated above, the current draw can be quite large if there's no resistance in series with the capacitor, and the time to charge can be very short (like milliseconds or less). For this experiment, we want to be able to watch a capacitor charge up, so we're going to use a 10k & ohm; resistor in series to slow the action down to a point where we can see it easily.But first we need to talk about what an RC time constant is. 90005 90004 What the above equation says is that one time constant in seconds (called tau) is equal to the resistance in ohms times the capacitance in farads. Simple? No? We shall demonstrate on the next page. 90005 90002 Experiment Time - Part 3, Continued ... 90003 90004 For the first part of this experiment, we're going to use one 10K resistor and one 100μF (which equals 0.0001 farads). These two parts create a time constant of 1 second: 90005 90004 When charging our 100μF capacitor through a 10k & ohm; resistor, we can expect the voltage on the cap to rise to about 63% of the supply voltage in 1 time constant, which is 1 second.After 5 time constants (5 seconds in this case) the cap is about 99% charged up to the supply voltage, and it will follow a charge curve something like the plot below. 90005 90004 Now that we know that stuff, we're going to connect the circuit in the diagram (make sure to get the polarity right on that capacitor!). 90005 90004 With our multimeter set to measure volts, check the output voltage of the pack with the switch turned on. That's our supply voltage, and it should be something around 4.5V (it'll be a bit more if the batteries are new). Now connect the circuit, taking care that the switch on the battery pack is in the "OFF" position before plugging it into the breadboard. Also, take care that the red and black leads are going to the right places. If it's more convenient, you can use alligator clips to attach the meter probes to the legs of the capacitor for measurement (you can also spread those legs out a bit to make it easier). 90005 90004 Once we're satisfied that the circuit looks right and our meter's on and set to read volts, flip the switch on the battery pack to "ON".After about 5 seconds, the meter should read pretty close to the battery pack voltage, which demonstrates that the equation is right and we know what we're doing. Now turn the switch off. It's still holding that voltage pretty well, is not it? That's because there's no path for current to discharge the capacitor; we've got an open circuit. To discharge the cap, you can use another 10K resistor in parallel. After about 5 seconds, it will be back to pretty close to zero. 90005 90002 Experiment Time - Part 3, Even More... 90003 90004 Now we're on to the interesting parts, starting with connecting two capacitors in series. Remember that we said the result of which would be similar to connecting two resistors in parallel. If this is true, we can expect (using product-over-sum) 90005 90004 What's that going to do to our time constant? 90005 90004 With that in mind, plug in another capacitor in series with the first, make sure the meter is reading zero volts (or there-abouts) and flip the switch to "ON".Did it take about half as much time to charge up to the battery pack voltage? That's because there's half as much capacitance. The electron gas tank got smaller, so it takes less time to charge it up. A third capacitor is suggested for this experiment just to prove the point, but we're betting the reader can see the writing on the wall. 90005 90004 Now we'll try capacitors in parallel, remembering that we said earlier that this would be like adding resistors in series. If that's true, then we can expect 200μF, right? Then our time constant becomes 90005 90004 This means that it will now take about 10 seconds to see the parallel capacitors charge up to the supply voltage of 4.5V. 90005 90004 For the proof, start with our original circuit of one 10k & ohm; resistor and one 100μF capacitor in series, as hooked up in the first diagram for this experiment. We already know that the capacitor is going to charge up in about 5 seconds. Now add a second capacitor in parallel. Make sure the meter is reading close to zero volts (discharge through a resistor if it is not reading zero), and flip the switch on the battery pack to "ON". Takes a long time, does not it? Sure enough, we made the electron gas tank bigger and now it takes longer to fill it up.To prove it to yourself, try adding the third 100μF capacitor, and watch it charge for a good, long time. 90005 90002 Series and Parallel Inductors 90003 90008 Series and Parallel Inductors 90009 90004 Cases where inductors need to be added either in series or in parallel are rather rare, but not unheard of. In any case, let's address them just to be complete. 90005 90004 In a nutshell they add just like resistors do, which is to say they add with a plus sign when in series, and with product-over-sum when in parallel.The tricky part comes when they are placed close together so as to have interacting magnetic fields, whether intentionally or not. For this reason, it is preferable to have a single component rather than two or more, though most inductors are shielded to prevent interacting magnetic fields. 90005 90004 In any case, suffice it to say that they add like resistors do. More information than that regarding inductors is well beyond the scope of this tutorial. 90005 90002 Resources and Going Further 90003 90004 Now that you're familiar with the basics of serial and parallel circuits, why not check out some of these tutorials? 90005 90010 90011 Voltage Dividers - One of the most basic, and recurring circuits is the voltage divider.This is a circuit which really builds upon the concepts explored in this tutorial. 90012 90011 What is an Arduino? - Now that you've got the basics of circuits under your belt, you could head directly to learning about microcontrollers with one of the most popular platforms out there: Arduino. 90012 90011 Switch Basics - We've talked about some of the more basic circuit elements in this tutorial, but this was not one of them. Switches are a critical component in just about every electronics project out there.Learn all about switches in this tutorial 90012 90011 Sewing with Conductive Thread - Circuits do not have to be all breadboards and wire. E-textiles uses conductive thread to sew lights and other electronics into clothing or other fabric. 90012 90017 .90000 What is the Difference between Series vs Parallel Circuits | EAGLE 90001 90002 Oh no! Why are not your Christmas lights on? Oh, you thought it would be funny to pull one of the bulbs out, and now the whole thing has gone belly up! If you're one of those unlucky souls that managed black out their entire light setup, do not be sad, you're not alone. Every year, millions of lights go dark around the world for one critical lesson - to teach you the difference between series and parallel circuits! 90003 90004 First, the Basics 90005 90002 Before we dive into the difference between series and parallel circuits, let's go over some basics terms that we'll be throwing around.90003 90008 90009 90010 Current. Electricity has work to do, and when the electrons are flowing around a circuit, that's current at work. 90011 90012 90009 90010 Circuit. 90011 If it's a closed, continuous path, then electricity will flow on it. Along this path, electricity can do a ton of amazing things, like power your smartphone, or send humans to space! 90012 90009 90010 Resistance. This is what electricity encounters when it flows along physical material, whether that's a copper wire or a plain old 'resistor.Resistance restricts the flow of electric current. 90011 90012 90021 90002 Below you'll find an image of a simple circuit, which includes a battery, a switch, and a light bulb. 90003 90024 90002 90026 The simplest of circuits, powering a light bulb with a battery. 90027 90003 90004 The Season of Series 90005 90002 Let's go back to our Christmas lights to understand exactly how a circuit wired in series works. Say you have a strand of lights, connected one after the other. If you viewed this in a circuit, it would look something like this: 90003 90033 90002 90026 Your Christmas lights in series, notice the lights are all connected one after the other.(Image source) 90027 90003 90002 When we plug our strand of lights into an outlet, what will the current do? Let's follow the flow: 90003 90008 90009 90010 Powering it up. 90011 When we plug our Christmas lights in, current starts flowing from our wall outlet. 90012 90009 90010 Flowing along. 90011 It then moves along the strand of copper wire and through our Christmas light, making them shine brightly. 90012 90009 90010 Coming home. 90011 When our current reaches the end of our strand of lights, it heads for a ground to get some rest, and so the cycle continues.90012 90021 90002 It does not matter what kind of components you place in a series circuit, you could mix and match capacitors, resistors, LEDs, and a bunch of Christmas lights together and the current would still flow the same, from one part to another. 90003 90002 Now, this is where Christmas lights tend to have their downfall. What happens if you yank out one of those bulbs in your strand of lights? If your lights are anything like ours, then all of them turned off! Why is this? Think about it, if the current is flowing from light to light, and you disrupt that connection, then you're cutting off the path on which the electricity is trying to flow.This is called an 90010 open circuit 90011. 90003 90004 Current and Resistance in Series 90005 90002 There is a fundamental law of the universe to remember for how current and resistance work in a series circuit: 90003 90064 90002 90010 The more work (resistance) that a series circuit does, the more its current will decrease. 90011 90003 90069 90002 Makes sense, right? As you add more resistance to a circuit, like some Christmas lights, or even a resistor, then the more work for your circuit has to do.Let's say you take the circuit we introduced at the beginning of this blog that had one light bulb. Now, what would happen if you add another light to this circuit? Will both bulbs shine as bright? Nope. When you plug in that second bulb, both will get equally dim, because you have added more resistance to your circuit, which decreases the flow of current. 90003 90072 90002 90026 Adding another light bulb in series decreases the 90027 current 90026 because our battery now has more work to do! 90027 90003 90002 But how do you go about figuring out how much resistance you have in a series circuit? You just add all of the different resistance values ​​together.For example, in the circuit below we have two resistors, each being 10k Ohms. To get the total resistance in this circuit, just add all of the numbers together. That's 10k + 10k, which comes to 20k Ohms of total resistance. 90003 90081 90002 90026 Adding our resistors together in a series circuit is easy, just add each one together. 90027 90003 90002 And what would your current be in this circuit based on that amount of resistance? Here's how you can figure it out. 90087 90003 90008 90009 Using our trusty Ohm's Law Triangle, we get the equation we need to use: I = V / R, or Current = Voltage divided by Resistance.90012 90009 Plugging in the numbers that we know, we get I = 10V / 20k. 0.5 milliamps (mA) are flowing through our circuit! 90012 90009 What if we took out one of the resistors? Now our equation is I = 10V / 10k, and we've increased our current to 1 milliamps (mA) by reducing our resistance. 90012 90021 90004 Working in Parallel 90005 90002 Now, would not it be great if you pulled out one of the bulbs in your strand of Christmas lights but the rest of them stayed on? If your Christmas lights were all wired in parallel, then this is exactly how they would behave! 90003 90002 In a parallel circuit, imagine your strand of lights all connected together.But instead of each bulb being connected one after the other, they are all connected separately, in their circuits like in the image below. As you can see, each bulb has its own mini circuit that is separate from the other, but they all work together as part of a larger circuit. 90003 90103 90002 90026 Your Christmas lights now in parallel, notice how each light has its own circuit. (Image source) 90027 90003 90002 But how does the current flow in this kind of circuit? It does not just follow one path; it follows all of them, all at the same time! Here's why this is awesome - Imagine that you yank out one of the bulbs in this type of circuit.Rather than stopping your whole Christmas light operation, the rest of the circuit will keep on flowing because each light is not dependent the light before or after it for its source of electricity. 90003 90004 Current and Resistance in Parallel 90005 90002 When a circuit is wired in parallel, current and resistance start to do some strange stuff that you might not expect, here's what you'll want to remember: 90003 90064 90002 90010 In parallel circuits, as you increase the resistance, you'll also 90011 90010 90119 increase 90120 90011 90010 the current, but your resistance gets cut in half as a result.90011 90003 90069 90002 Wait, what? That sounds crazy! But think about it regarding your Christmas lights. As you add more colorful lights to your circuit, then you need to draw more current to power all of those lights, right? And so a magical thing begins to happen, the more lights that you add, the higher your current climbs, but that increased current has an opposite effect on your resistance. 90003 90002 This might be a bit tough to wrap your mind around, so let's go through a simple example.Check out the circuit below: 90003 90130 90002 90026 Here we have a parallel circuit with two 10k resistors and a 10V battery. 90027 90003 90002 Here we have a 10V battery source and two 10k resistors that are connected in parallel. Now, since each resistor has its own circuit, we need to figure out how much current each will use: 90003 90008 90009 Going back to our Ohm's Law Triangle, we know the equation we need to use is I = V / R, or Current equals Voltage divided by Resistance. 90012 90009 And plugging our numbers in, we get I = 10V / 10k, which comes to 1mA.But that's only one of the two resistor circuits; we now need to double the current to get our total for the entire circuit, which is 2mA. 90012 90009 Now, what happens to our resistance at two amps? We can use Ohm's Law to figure it out with R = V / I, which comes to R = 10V / 2mA = 5k Ohms. Because we doubled our current, our original 10k resistors are now only doing half the resistance! 90012 90021 90002 Yeah, this all gets pretty crazy, does not it? It's just one of those laws of the universe.90003 90004 How Your Christmas Lights Really Work 90005 90002 So how do those Christmas lights of yours really work? Here's a hint - they are neither 100% series or 100% parallel, they're both! Those smart engineering elves decided that the most efficient way to make your Christmas lights work is to connect several series of lights together in parallel. Check out the image below to see what we mean: 90003 90151 90002 90026 You'll find many of today's Christmas lights wired in a series / parallel combination.(Image source) 90027 90003 90002 Here's why this series / parallel hybrid is great - if you yank out one light, only one section of your lights will turn off, not all of them. This is because you have only affected one of the series circuits in your larger parallel circuit. But why did not the engineering elves just make all the lights in parallel? That would require a ton of wires, and Santa needs to watch his manufacturing costs just like us! 90003 90002 But wait, you might remember that one year when you had a light burn out, but the rest of your lights kept working, what happened there? You can thank this little magic trick on what's called a 90010 shunt 90011.This little device allows current to continue moving through a circuit even after the light burns out. How so? Let's take a closer look at one of your Christmas lights below: 90003 90162 90002 90026 The shunt wire keeps electricity moving even after a light burns out. (Image source) 90027 90003 90002 See that wire that's wrapped around the bottom part of the light? That's the shunt, and it has a coating on it that prevents any electricity from flowing through it while the light is working properly.But when the wire at the top burns out, the increase in temperature melts the coating off of the shunt wire, allowing electricity to keep passing from one terminal to the other of the light, and so your Christmas lights keep working! 90003 90004 The Gift of Giving 90005 90002 There's your present for the year! You now have some newfound knowledge about the difference between circuits wired in series and parallel, and how they work together to make your Christmas lights shine brightly. 90003 90002 Circuits wired in series are the easiest to understand, with current flowing in one continuous, smooth direction.And the more work you have a series circuit do, the more your current will decrease. Parallel circuits are a bit trickier, allowing multiple circuits to connect while operating individually as part of a larger circuit. Because of this interesting connection, as you increase the resistance in a parallel circuit, you'll also increase the current! 90003 90002 If you're still having trouble wrapping your head around all of this, then here's a great video by Bozeman Science that makes it easy to understand: 90003 90002 90178 90179 90003 90002 And if you're still lost, then perhaps you have hit your limit on eggnog.Ready to design your own circuits today? Try Autodesk EAGLE for free! 90003 .90000 Series vs Parallel Circuit Configuration 90001 Series and Parallel arrangements are two basic configurations in which we can arrange the electrical components. 90002 You'll learn: 90002 90004 90005 What is series circuit 90006 90005 Basic properties of series circuits 90006 90005 How to solve resistors in series circuits 90006 90005 Examples to solve series circuits 90006 90005 What is parallel configuration 90006 90005 How to solve resistors in parallel circuits 90006 90005 Basic properties of parallel circuits 90006 90005 Examples to solve parallel resistor circuits 90006 90021 90022 Let's take an overview of series vs parallel configuration: 90023 90024 What is Series Configuration 90025 A series circuit involves the simple arrangement of components in such way that one end of both components are joined together and there is no other connection in between them.The figure below displays two resistors R 90026 1 90027 and R 90026 2 90027 in the series configuration. 90002 90002 A series circuit always follows the above configuration. The figure below displays a series circuit with a voltage source and two resistors. 90002 90002 90034 Properties of Series Circuits 90035 A series circuit has unique properties which make it distinct from the parallel. Let's understand them. 90022 90037 Current always remains same: 90038 The current in series circuit always remains same.If 5 A current is flowing through the R 90026 1 90027 then the same current will flow through the R 90026 2 90027. 90002 90037 90002 90038 90037 Voltage divides in series circuits: 90038 The amount of voltage in series components is not same. Instead, the magnitude of voltage dropped across the individual components is dependent on the magnitude of their resistance. The voltage divider rule is used to calculate this drop. 90023 90022 90037 Resistance is additive: 90038 The resistors in series are additive and one can replace multiple series resistors by a single equivalent resistor whose magnitude.90002 90023 90024 How to solve resistors in series: With Examples 90025 90022 As explained above, the resistors are solved by simply adding them. 90023 90022 R 90026 eq 90027 = R 90026 1 90027 + R 90026 2 90027 + R 90026 3 90027 ... R 90026 n 90027 90023 90022 The figure below illustrates how this formula can be utilized for three series resistors of 5, 10, and 15 for obtaining their equivalent value. 90023 90022 Let's solve a more practical example where we are interested to find the current flowing through a series circuit.You'll also learn to apply the Ohm's law in series circuits. 90023 90022 Example # 1: Three resistors of 10 Ω, 20 Ω, and 30 Ω in series are powered by a 12 V battery. Find the current flowing through the circuit. 90023 90022 Solution: 90023 90022 Step 1: Find the R 90026 eq 90027 = R 90026 1 90027 + R 90026 2 90027 + R 90026 3 90027 = 10 Ω + 20 Ω + 30 Ω = 60 Ω 90023 90022 Step 2: Apply the Ohm's law to calculate current I = V / R 90026 eq 90027 = 12 V / 60 Ω = 0.2 A 90023 90024 What is parallel configuration 90025 90022 In the previous section, we observed the combination of components (resistors) which formed an electric circuit.The common point where two or more than two components meet is technically referred as the node. A dark spot or a dot is used to indicate the junction point (node) in circuits. The figure below displays a node formed between R 90026 1 90027 and R 90026 2 90027. 90023 90022 Two or more than two components are in parallel configuration when one end of all terminals share a common node, and the other ends of terminals share the other common node. The figure below displays another example of the parallel connection.90023 90022 There is an alternate way to redraw the above schematic. 90023 90022 While the above two figures are essentially same the second figure does not contain a node. We can go both ways one can either indicate a node by a dot or just can connect the components in this configuration. 90023 90034 Properties of parallel circuits 90035 90022 Let's understand the behavior of current, voltage, and resistance in the parallel circuits. 90023 90022 90037 Voltage always remains the same: 90038 The potential difference across all parallel components remains the same.90023 90037 Current divides in parallel: 90038 The current entering any node divides among the parallel resistors. The magnitude of the divided current is always inversely related to the resistance. The current divider rule helps us to understand this behavior. 90024 How to solve parallel resistors 90025 90022 Two or more than two resistors can be solved in parallel by using the equation below: 90023 90022 Let's solve an example to understand this: 90023 90022 Example # 1 Three parallel resistors of 6 Ω, 12 Ω, and 20 Ω are connected in parallel.Find the equivalent resistance. 90023 90022 Solution: 90023 90022 1 / R 90026 eq 90027 = 1 / R 90026 1 90027 + 1 / R 90026 2 90027 + 1 / R 90026 3 90027. = [1/6 Ω] + [1/12 Ω] 90026 90027 + [1/20 Ω] = 3.33 Ω 90023 90022 Let's solve another problem where we apply the Ohm's law to parallel circuits. 90023 90022 Example # 2: A parallel circuit contains two resistors whose resistance values ​​are 20 Ω each. Find the overall current which is supplied by the 5 V source. 90023 90022 Solution: 90023 90022 Step 1: To find R 90026 eq 90027 by 1 / R 90026 eq 90027 = 1 / R 90026 1 90027 + 1 / R 90026 2 90027 = [1/20 Ω] + [1/20 Ω] = 10 Ω 90023 90022 In the present case the Ohm's law will become: 90023 90022 I = V / R = 5/10 = 0.5 A 90023 90022 So that was all about Series vs Parallel Circuit configuration. Let's recap our discussion in tabulated form: 90023 90161 90162 90163 90164 Property 90165 90164 Series Circuits 90165 90164 Parallel Circuits 90165 90170 90163 90172 How it looks 90173 90172 90002 90173 90172 90002 90173 90170 90163 90172 Current 90173 90172 It always remains same in series. 90173 90172 It divides in parallel. 90173 90170 90163 90172 Voltage 90173 90172 It divides in series.90173 90172 Remains same in parallel. 90173 90170 90163 90172 Resistance 90173 90172 Is additive: R 90026 eq 90027 = R 90026 1 90027 + R 90026 2 90027 + R 90026 3 90027 ... R 90026 n 90027 90173 90172 Is solved by: [1 / R 90026 eq 90027] = [1 / R 90026 1 90027] + [1 / R 90026 2 90027] + [1 / R 90026 3 90027] ... [1 / R 90026 n 90027 ] 90173 90170 90225 90226 .

admin

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о