A soros áramkörök úgy kötik össze az ellenállásokat, hogy az amplitúdóval vagy áramerősséggel mért áram az áramkör egyik útját járja végig állandóan. Az áram az egyes ellenállásokon az elektronok ellentétes irányában áramlik, amelyek akadályozzák az áramlást elektronok egymás után egyetlen irányban az akkumulátor pozitív végétől az negatív. Nincsenek olyan külső elágazások vagy utak, amelyeken keresztül az áram haladhat, mint ahogyan egy párhuzamos áramkörben lenne.
Soros áramköri példák
A szériaáramkörök gyakoriak a mindennapi életben. Ilyenek lehetnek például a karácsonyi vagy ünnepi fények. Egy másik gyakori példa a villanykapcsoló. Ezenkívül a számítógépek, a televíziók és más háztartási elektronikai eszközök egy soros áramkör koncepcióján keresztül működnek.
Tippek
Soros áramkörben az áramerősség vagy az amplitúdó állandó marad, és Ohm törvénye alapján kiszámíthatóV = I / Rmiközben a feszültség csökken az egyes ellenállásokon, amelyek összegezhetők a teljes ellenállás megszerzéséhez. Ezzel szemben egy párhuzamos áramkörben az áram amplitúdója változik az elágazó ellenállásokon, miközben a feszültség állandó marad.
Áramerősség (vagy áramerősség) egy soros áramkörben
Kiszámíthatja a soros áramkör amplitúdóját amperben vagy amperben, amelyet az A változó ad meg, összegezve az áramkör minden ellenállásának ellenállását:Rés a feszültségeséseket as összegezveV, majd megoldjuk I-re az egyenletbenV = I / RamibenVaz akkumulátor feszültsége voltban,énaktuális, ésRaz ellenállások teljes ellenállása ohmban (Ω). A feszültségesésnek meg kell egyeznie az akkumulátor feszültségével egy soros áramkörben.
Az egyenletV = I / R, az Ohm-törvény néven ismert, az áramkör minden ellenállásánál is érvényes. Az áramáram egy soros áramkörben állandó, ami azt jelenti, hogy minden ellenállásnál azonos. Az egyes ellenállások feszültségesését Ohms törvény segítségével számíthatja ki. Sorozatban az elemek feszültsége megnő, vagyis rövidebb ideig tartanak, mintha párhuzamosan lennének.
Sorozat áramköre és képlete
•••Syed Hussain Ather
A fenti áramkörben minden ellenállást (cikk-cakk vonalakkal jelölve) sorba kapcsolnak a feszültségforráshoz, az akkumulátorhoz (amelyet a leválasztott vezetékeket körülvevő + és - jelölnek). Az áram egy irányban áramlik, és az áramkör minden részén állandó marad.
Ha összesítené az egyes ellenállásokat, akkor 18 Ω teljes ellenállást kapna (ohm, ahol ohm az ellenállás mértéke). Ez azt jelenti, hogy az áram segítségével kiszámíthatjaV = I / RamibenRértéke 18 Ω ésV9 V, hogy az I áram 162 A (amper) legyen.
Kondenzátorok és induktivitások
Soros áramkörben kondenzátort csatlakoztathat egy kapacitássalCés idővel hagyja töltődni. Ebben a helyzetben az áramkörön átáramló áramot mértük
I = \ frac {V} {R} e ^ {- t / (RC)}
amibenVvoltban van,Rohmban van,CFaradson van,taz idő másodpercben, ésénamperben van. Itteaz Euler-állandóra utale.
A soros áramkör teljes kapacitását a
\ frac {1} {C_ {total}} = \ frac {1} {C_1} + \ frac {1} {C_2} + ...
amelyben az egyes kondenzátorok inverzét a jobb oldalon összegzik (1 / C1, 1 / C2stb.). Más szavakkal, a teljes kapacitás inverze az egyes kondenzátorok egyedi inverzeinek összege. Az idő növekedésével a kondenzátor töltése felépül, és az áram lelassul és megközelíti, de soha nem éri el teljesen a nullát.
Ehhez hasonlóan használhat egy induktort az áram mérésére
I = \ frac {V} {R} e ^ {- tR / L}
amelyben az összes L induktivitás az egyes induktorok induktivitási értékeinek összege, Henries-ben mérve. Amikor egy soros áramkör áramot építve töltést épít fel, az induktor, egy huzaltekercs, amely általában körülvesz egy mágneses magot, mágneses teret generál az áram áramlására válaszul. Használhatók szűrőkben és oszcillátorokban,
Sorozat vs. Párhuzamos áramkörök
Amikor párhuzamos áramkörökkel foglalkozunk, amelyekben az áram az áramkörök különböző részein átágazik, a számításokat „megfordultak”. Ahelyett, hogy a teljes ellenállást az egyes ellenállások összegeként határoznánk meg, a teljes ellenállást adjuk meg által
\ frac {1} {R_ {total}} = \ frac {1} {R_1} + \ frac {1} {R_2} + ...
(ugyanez a módszer a soros áramkör teljes kapacitásának kiszámítására).
A feszültség nem az áram, hanem az áramkör állandó. A teljes párhuzamos áramkör megegyezik az egyes ágak áramának összegével. Az áramot és a feszültséget egyaránt kiszámíthatja az Ohm-törvény (V = I / R).
•••Syed Hussain Ather
A fenti párhuzamos áramkörben a teljes ellenállást a következő négy lépés adja meg:
- 1 / Rteljes= 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3
- 1 / Rteljes = 1/1 Ω + 1/4 Ω + 1/5 Ω
- 1 / Rteljes = 20/20 Ω + 5/20 Ω + 4/20 Ω
- 1 / Rteljes = 29/20 Ω
- Rteljes = 20/29 Ω vagy körülbelül .69 Ω
A fenti számítás során vegye figyelembe, hogy az 5. lépést csak akkor érheti el a 4. lépéstől, ha csak egy kifejezés van a bal oldalon (1 / Rteljes ) és csak egy kifejezés a jobb oldalon (29/20 Ω).
Hasonlóképpen, a párhuzamos áramkörben lévő teljes kapacitás egyszerűen az egyes kondenzátorok összege, és a teljes induktivitást inverz összefüggés (1 / Lteljes = 1 / L1 + 1 / L2 + … ).
Egyenáram vs. Váltakozó áram
Áramkörökben az áram folyamatosan áramolhat, mint az egyenáramban (DC), vagy hullámszerű mintában ingadozhat, váltakozó áramú áramkörökben (AC). Egy váltakozó áramú áramkörben az áram az áramkör pozitív és negatív iránya között változik.
Michael Faraday brit fizikus a dinamó elektromos generátorával mutatta be az egyenáramok erejét 1832, de nem tudta átadni az energiáját nagy távolságokon, és az egyenfeszültségek bonyolultak áramkörök.
Amikor Nikola Tesla, a szerb-amerikai fizikus 1887-ben létrehozott egy indukciós motort váltakozó áram használatával, bebizonyította, hogy ez könnyen nagy távolságokon keresztül továbbítható, és átalakítható magas és alacsony értékek között transzformátorokkal, egy eszköz, amelyet a változáshoz használnak feszültség. Elég hamarosan, a 20. századi forduló környékén Amerika-szerte a háztartások elkezdték megszüntetni az egyenáramot az AC javára.
Napjainkban az elektronikus eszközök váltakozó áramot és egyenáramot is használnak, ha szükséges. Az egyenáramokat félvezetőkkel használják olyan kisebb eszközökhöz, amelyeket csak be- és kikapcsolni kell, például laptopokhoz és mobiltelefonokhoz. A váltóáramú feszültséget hosszú vezetékeken keresztül szállítják, mielőtt egyenirányítóvá alakítják át egyenirányító vagy dióda segítségével ezeknek a készülékeknek, például izzóknak és elemeknek.