Sērijveida ķēdes savieno rezistorus tā, ka strāva, ko mēra pēc amplitūdas vai strāvas stipruma, seko vienam ceļam ķēdē un visā tā paliek nemainīga. Caur katru rezistoru strāva plūst elektronu pretējā virzienā, kas kavē plūsmu elektronu, viens pēc otra vienā virzienā no akumulatora pozitīvā gala līdz negatīvs. Nav ārēju atzaru vai ceļu, pa kuriem strāva varētu pārvietoties, kā tas būtu paralēlā ķēdē.
Sēriju shēmu piemēri
Sēriju shēmas ir izplatītas ikdienas dzīvē. Piemēri ietver dažus Ziemassvētku vai svētku gaismas veidus. Vēl viens izplatīts piemērs ir gaismas slēdzis. Turklāt datori, televizori un citas mājsaimniecības elektroniskās ierīces darbojas, izmantojot sērijveida shēmas koncepciju.
Padomi
Sērijveida ķēdē strāvas stiprums vai amplitūda paliek nemainīga, un to var aprēķināt, izmantojot Oma likumuV = I / Rkamēr spriegums samazinās katram rezistoram, ko var summēt, lai iegūtu kopējo pretestību. Turpretī paralēlā ķēdē strāvas amplitūda mainās visā sazarojošos rezistoros, kamēr spriegums paliek nemainīgs.
Strāvas stiprums (vai ampēri) sērijas ķēdē
Jūs varat aprēķināt sērijas ķēdes amplitūdu ampēros vai ampēros, ko dod mainīgais A, summējot pretestību katrā ķēdes rezistorā kāRun sasummējot sprieguma kritumus kāV, pēc tam atrisinot vienādojumā IV = I / RkurāVir akumulatora spriegums voltos,Esir aktuāls, unRir rezistoru kopējā pretestība omos (Ω). Sprieguma kritumam jābūt vienādam ar akumulatora spriegumu virknes ķēdē.
VienādojumsV = I / R, kas pazīstams kā Ohma likums, attiecas arī uz katru ķēdes rezistoru. Strāvas plūsma visā sērijas ķēdē ir nemainīga, kas nozīmē, ka tā ir vienāda katrā rezistorā. Izmantojot Ohma likumu, jūs varat aprēķināt sprieguma kritumu katrā rezistorā. Sērijveidā akumulatoru spriegums tiek palielināts, tas nozīmē, ka tie kalpo īsāku laiku nekā tad, ja tie būtu paralēli.
Sērijas shēma un formula
•••Syed Hussain Ather
Iepriekšminētajā ķēdē katrs rezistors (apzīmēts ar zig-zag līnijām) ir virknē savienots ar sprieguma avotu, akumulatoru (apzīmēts ar atvienotajām līnijām apkārt esošajiem + un -). Strāva plūst vienā virzienā un paliek nemainīga katrā ķēdes daļā.
Ja jūs summētu katru rezistoru, jūs iegūtu kopējo pretestību 18 Ω (omi, kur omi ir pretestības mērs). Tas nozīmē, ka jūs varat aprēķināt strāvu, izmantojotV = I / RkurāRir 18 Ω unVir 9 V, lai iegūtu strāvu I 162 A (ampēri).
Kondensatori un induktori
Sērijveida ķēdē jūs varat savienot kondensatoru ar kapacitātiCun ļaujiet tam laika gaitā uzlādēt. Šajā situācijā strāvu visā ķēdē mēra kā
I = \ frac {V} {R} e ^ {- t / (RC)}
kurāVir voltos,Rir omos,Catrodas Faradā,tir laiks sekundēs, unEsir ampēros. Šeiteattiecas uz Eulera konstantie.
Sērijas ķēdes kopējo kapacitāti izsaka
\ frac {1} {C_ {total}} = \ frac {1} {C_1} + \ frac {1} {C_2} + ...
kurā katra individuālā kondensatora apgrieztā vērtība ir summēta labajā pusē (1 / C1, 1 / C2utt.). Citiem vārdiem sakot, kopējās kapacitātes apgrieztais skaitlis ir katra kondensatora atsevišķo apgriezto summu summa. Palielinoties laikam, kondensatora lādiņš palielinās, un strāva palēninās un tuvojas, bet nekad pilnībā nesasniedz nulli.
Līdzīgi, strāvas mērīšanai varat izmantot induktoru
I = \ frac {V} {R} e ^ {- tR / L}
kurā kopējā induktivitāte L ir atsevišķu induktoru induktivitātes vērtību summa, mērot Henrijā. Kad virknes ķēde veido lādiņu, strāvai plūstot, induktors, stieples spole, kas parasti ieskauj magnētisko kodolu, reaģējot uz strāvas plūsmu, rada magnētisko lauku. Tos var izmantot filtros un oscilatoros,
Sērija vs. Paralēlās ķēdes
Risinot paralēli ķēdes, kurās strāva sazarojas caur dažādām ķēžu daļām, aprēķini tiek “pagriezti”. Tā vietā, lai noteiktu kopējo pretestību kā atsevišķu pretestību summu, tiek dota kopējā pretestība pēc
\ frac {1} {R_ {total}} = \ frac {1} {R_1} + \ frac {1} {R_2} + ...
(tas pats veids, kā aprēķināt virknes ķēdes kopējo kapacitāti).
Spriegums, nevis strāva, ir nemainīgs visā ķēdē. Kopējā paralēlās ķēdes strāva ir vienāda ar strāvas summu katrā zarā. Jūs varat aprēķināt gan strāvu, gan spriegumu, izmantojot Ohma likumu (V = I / R).
•••Syed Hussain Ather
Iepriekšminētajā paralēlajā ķēdē kopējo pretestību nosaka šādi četri soļi:
- 1 / RKopā= 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3
- 1 / RKopā = 1/1 Ω + 1/4 Ω + 1/5 Ω
- 1 / RKopā = 20/20 Ω + 5/20 Ω + 4/20 Ω
- 1 / RKopā = 29/20 Ω
- RKopā = 20/29 Ω vai aptuveni .69 Ω
Veicot iepriekšminēto aprēķinu, ņemiet vērā, ka 5. soli var sasniegt tikai no 4. darbības, ja kreisajā pusē ir tikai viens termins (1 / RKopā ) un labajā pusē ir tikai viens termins (29/20 Ω).
Tāpat kopējā kapacitāte paralēlajā ķēdē ir vienkārši katra atsevišķa kondensatora summa, un kopējo induktivitāti izsaka arī apgrieztā attiecība (1 / LKopā = 1 / L1 + 1 / L2 + … ).
Tiešā strāva vs. Maiņstrāva
Ķēdēs strāva var vai nu pastāvīgi plūst, kā tas ir līdzstrāvā (DC), vai arī svārstīties viļņveidīgā veidā maiņstrāvas ķēdēs (AC). Maiņstrāvas ķēdē strāva mainās starp pozitīvo un negatīvo virzienu ķēdē.
Britu fiziķis Maikls Faradejs demonstrēja līdzstrāvas jaudu ar dinamo elektrisko ģeneratoru 1832. gadā, taču viņš nevarēja pārraidīt tā jaudu lielos attālumos, un līdzstrāvas spriegumi bija nepieciešami sarežģīti ķēdes.
Kad serbu un amerikāņu fiziķis Nikola Tesla 1887. gadā izveidoja asinhrono motoru, izmantojot maiņstrāvu, viņš parādīja, cik viegli pārraidīts lielos attālumos, un tos var pārveidot starp augstām un zemām vērtībām, izmantojot transformatorus - ierīci, ko izmanto mainīšanai spriegums. Pietiekami drīz, ap 20. gadsimta sākumu, mājsaimniecības visā Amerikā sāka pārtraukt līdzstrāvas strāvu par labu maiņstrāvai.
Mūsdienās elektroniskās ierīces vajadzības gadījumā izmanto gan maiņstrāvu, gan līdzstrāvu. Līdzstrāvas strāvas tiek izmantotas kopā ar pusvadītājiem mazākām ierīcēm, kuras nepieciešams tikai ieslēgt un izslēgt, piemēram, klēpjdatoriem un mobilajiem tālruņiem. Maiņstrāvas spriegums tiek transportēts pa gariem vadiem, pirms tas tiek pārveidots par līdzstrāvu, izmantojot taisngriezi vai diode, lai darbinātu šīs ierīces, piemēram, spuldzes un baterijas.