Серийните вериги свързват резистори така, че токът, измерен по амплитуда или ампераж, да следва един път във веригата и да остане постоянен през цялото време. Токът протича в обратна посока на електроните през всеки резистор, които възпрепятстват потока на електрони, един след друг в една посока от положителния край на батерията до отрицателен. Няма външни разклонения или пътеки, през които токът да може да се движи, както би имало в паралелна верига.
Примери за вериги от серии
Поредичните вериги са често срещани в ежедневието. Примерите включват някои видове коледни или празнични светлини. Друг често срещан пример е ключ за осветление. Освен това компютрите, телевизорите и другите домакински електронни устройства работят чрез концепцията за последователна верига.
Съвети
В последователна верига амперажът или амплитудата на тока остава постоянен и може да бъде изчислен чрез закона на ОмV = I / Rдокато напрежението пада на всеки резистор, което може да се сумира, за да се получи общото съпротивление. За разлика от това, в паралелна верига амплитудата на тока се променя през разклоняващите се резистори, докато напрежението остава постоянно.
Сила на тока (или ампера) в верига от серия
Можете да изчислите амплитудата, в ампери или ампери, зададени от променливата А, на последователната верига, като сумирате съпротивлението на всеки резистор във веригата катоRи обобщавайки спада на напрежението катоV, след това решаване за I в уравнениетоV = I / Rв койтоVе напрежението на батерията във волта,Азе текущо иRе общото съпротивление на резисторите в ома (Ω). Спадът на напрежението трябва да бъде равен на напрежението на батерията в последователна верига.
УравнениетоV = I / R, известен като закон на Ом, също важи за всеки резистор във веригата. Текущият поток през последователна верига е постоянен, което означава, че е еднакъв при всеки резистор. Можете да изчислите спада на напрежението на всеки резистор, като използвате закона на Омс. Последователно напрежението на батериите се увеличава, което означава, че те продължават по-кратко време, отколкото ако са паралелни.
Схема и формула на серия
•••Syed Hussain Ather
В горната схема всеки резистор (обозначен със зиг-заг линии) е свързан последователно към източника на напрежение, батерията (обозначена с + и - заобикаляща разединените линии). Токът протича в една посока и остава постоянен във всяка част на веригата.
Ако обобщите всеки резистор, ще получите общо съпротивление от 18 Ω (ома, където ом е мярката на съпротивлението). Това означава, че можете да изчислите тока с помощтаV = I / Rв койтоRе 18 Ω иVе 9 V, за да се получи ток I от 162 A (ампера).
Кондензатори и индуктори
В последователна верига можете да свържете кондензатор с капацитет° Си го оставете да се зарежда с времето. В тази ситуация токът по веригата се измерва като
I = \ frac {V} {R} e ^ {- t / (RC)}
в койтоVе във волта,Rе в ома,° Се във Фарадс,Tе времето в секунди иАзе в усилватели. Тукдсе отнася до константата на Ойлерд.
Общият капацитет на последователна верига се дава от
\ frac {1} {C_ {общо}} = \ frac {1} {C_1} + \ frac {1} {C_2} + ...
в която всеки инверсът на всеки отделен кондензатор се сумира от дясната страна (1 / C1, 1 / C2и др.). С други думи, обратното на общия капацитет е сумата от отделните обрати на всеки кондензатор. С нарастването на времето зарядът на кондензатора се увеличава и токът се забавя и се приближава, но никога не достига напълно, нула.
По същия начин можете да използвате индуктор за измерване на ток
I = \ frac {V} {R} e ^ {- tR / L}
в която общата индуктивност L е сумата от стойностите на индуктивността на отделните индуктори, измерени в Henries. Когато последователна верига изгражда заряд при протичане на ток, индукторът, намотка от тел, която обикновено обгражда магнитно ядро, генерира магнитно поле в отговор на потока на тока. Те могат да се използват във филтри и осцилатори,
Серия срещу Паралелни вериги
Когато се работи с вериги паралелно, при които токът се разклонява през различни части на веригите, изчисленията са „обърнати“. Вместо да се определи общото съпротивление като сбор от индивидуални съпротивления, се дава общото съпротивление от
\ frac {1} {R_ {общо}} = \ frac {1} {R_1} + \ frac {1} {R_2} + ...
(същия начин за изчисляване на общия капацитет на последователна верига).
Напрежението, а не токът, е постоянно в цялата верига. Общият ток на паралелната верига е равен на сумата от тока във всеки клон. Можете да изчислите както тока, така и напрежението, като използвате закона на Ом (V = I / R).
•••Syed Hussain Ather
В паралелната верига по-горе, общото съпротивление ще бъде дадено от следните четири стъпки:
- 1 / Rобща сума= 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3
- 1 / Rобща сума = 1/1 Ω + 1/4 Ω + 1/5 Ω
- 1 / Rобща сума = 20/20 Ω + 5/20 Ω + 4/20 Ω
- 1 / Rобща сума = 29/20 Ω
- Rобща сума = 20/29 Ω или около .69 Ω
В горното изчисление имайте предвид, че можете да стигнете до стъпка 5 от стъпка 4 само когато има само един член от лявата страна (1 / Rобща сума ) и само един член от дясната страна (29/20 Ω).
По същия начин общият капацитет в паралелна верига е просто сумата на всеки отделен кондензатор, а общата индуктивност също се дава от обратна връзка (1 / Lобща сума = 1 / L1 + 1 / L2 + … ).
Постоянен ток срещу Променлив ток
В схемите токът може или да тече постоянно, какъвто е случаят с постоянен ток (DC), или да се колебае във вълнообразен модел във вериги с променлив ток (AC). В AC верига токът се променя между положителна и отрицателна посока във веригата.
Британският физик Майкъл Фарадей демонстрира силата на постояннотокови токове с динамо електрическия генератор през 1832 г., но той не може да предава мощността му на големи разстояния и постояннотоковото напрежение изисква сложно вериги.
Когато през 1887 г. сръбско-американският физик Никола Тесла създава асинхронен двигател, използващ променлив ток, той демонстрира как лесно предавани на дълги разстояния и могат да бъдат преобразувани между високи и ниски стойности с помощта на трансформатори, устройство, използвано за смяна волтаж. Достатъчно скоро, около края на домакинствата от 20-ти век в Америка започнаха да спират постояннотоковия ток в полза на променливотоковото напрежение.
В днешно време електронните устройства използват AC и DC, когато е подходящо. Постояннотоковите токове се използват с полупроводници за по-малки устройства, които трябва само да се включват и изключват като лаптопи и мобилни телефони. Променливотоковото напрежение се пренася през дълги проводници, преди да се преобразува в постоянен ток с помощта на токоизправител или диод за захранване на тези уреди като крушки и батерии.