シリアル接続のプロパティ。 抵抗の直列接続と並列接続、導体接続

電気回路内の電流は、電圧源から負荷、つまりランプやデバイスまで導体を通過します。 ほとんどの場合、導体として使用されます。 銅線。 回路には、異なる抵抗を持つ複数の要素が含まれる場合があります。 計器回路では、導体は並列または直列に接続でき、複数のタイプが混在することもあります。

抵抗のある回路要素を抵抗、電圧といいます。 この要素のは抵抗器の両端間の電位差です。 パラレルとシリアル 電気接続導体は、電流がプラスからマイナスに流れ、それに応じて電位が減少するという単一の動作原理によって特徴付けられます。 電気回路では、配線抵抗は無視できるほど小さいため、0 として扱われます。

並列接続は、回路の要素がソースに並列に接続され、同時にオンになることを前提としています。 直列接続とは、抵抗導体が厳密な順序で次々に接続されていることを意味します。

計算時には理想化法が使用され、理解を大幅に簡素化します。 実際、電気回路では、並列または直列接続された配線や素子の中を電位が徐々に下がっていきます。

導体の直列接続

スキーム シリアル接続は、それらが特定の順序で次々とオンになることを意味します。 しかも現状の強さはどれも同等。 これらの要素により、その領域に総応力が生じます。 電気回路のノードには電荷が蓄積されません。そうしないと、電圧と電流の変化が観察されるからです。 で 定電圧電流は回路の抵抗値によって決まるため、直列回路では一方の負荷が変化すると抵抗も変化します。

この方式の欠点は、1 つの要素が故障すると、回路が壊れるため他の要素も機能できなくなることです。 例としては、1 つの電球が切れると機能しない花輪が挙げられます。 これは 重要な違い要素が別々に機能できる並列接続から。

順序回路では、導体の単一レベル接続により、その抵抗がネットワーク内のどの点でも等しいと想定しています。 合計抵抗は、個々のネットワーク要素の電圧低下の合計に等しくなります。

このタイプの接続では、1 つの導体の始点が別の導体の終点に接続されます。 接続の主な特徴は、すべての導体が分岐せずに 1 本のワイヤ上にあり、それぞれの導体に 1 つの電流が流れることです。 ただし、合計電圧はそれぞれの電圧の合計に等しくなります。 別の観点から接続を見ることもできます。すべての導体が 1 つの等価抵抗器に置き換えられ、それに流れる電流がすべての抵抗器を通過する合計電流と一致します。 等価累積電圧は、各抵抗にかかる電圧値の合計です。 これは、抵抗器の両端の電位差がどのように現れるかです。

デイジーチェーン接続の使用は、特定のデバイスを具体的にオンまたはオフにする必要がある場合に便利です。 たとえば、電気ベルは、電圧源とボタンに接続されている場合にのみ鳴ります。 最初の規則は、回路の少なくとも 1 つの要素に電流が流れない場合、残りの要素にも電流が流れないことを示しています。 したがって、1 つの導体に電流が流れると、他の導体にも電流が流れます。 別の例としては、電池式の懐中電灯があります。これは、電池があり、電球が作動し、ボタンが押された場合にのみ点灯します。

場合によっては、順序回路は実用的ではありません。 照明システムが多くのランプ、燭台、シャンデリアで構成されているアパートでは、すべての部屋の照明を同時にオンまたはオフにする必要がないため、このタイプのスキームを組織するべきではありません。 この目的のためには、使用することをお勧めします 並列接続個別の部屋の照明をオンにすることができます。

導体の並列接続

並列回路では、導体は抵抗器のセットであり、その一部の端は 1 つのノードに組み込まれ、もう一方の端は 2 番目のノードに組み込まれます。 電圧は次のように仮定されます。 パラレルタイプ接続はチェーンのすべての部分で同じです。 電気回路の並列セクションは分岐と呼ばれ、2 つの接続ノード間を通過し、同じ電圧になります。 この電圧は各導体の値に等しくなります。 分岐の抵抗の逆数指標の合計も、並列回路の回路の個々のセクションの抵抗に関して逆数になります。

並列接続と直列接続では、個々の導体の抵抗を計算するシステムが異なります。 並列回路の場合、電流は分岐を流れ、回路の導電率が増加し、全体の抵抗が減少します。 同様の値を持ついくつかの抵抗器が並列に接続されている場合、そのような電気回路の合計抵抗は、1 つの抵抗器よりも小さくなり、 に等しい回数になります。

各分岐には 1 つの抵抗があり、電流は分岐点に達すると分割されて各抵抗に分岐し、最終的な値はすべての抵抗の電流の合計に等しくなります。 すべての抵抗は 1 つの同等の抵抗に置き換えられます。 オームの法則を適用すると、抵抗の値が明らかになります。並列回路では、抵抗器の抵抗値の逆数が合計されます。

この回路では、電流値は抵抗値に反比例します。 抵抗器の電流は相互接続されていないため、抵抗器の 1 つがオフになっても、他の抵抗器にはまったく影響しません。 このため、この回路は多くの機器で使用されています。

日常生活で並列回路を使用する可能性を考えるときは、アパートの照明システムに注目することをお勧めします。 すべてのランプとシャンデリアは並列に接続する必要があります。この場合、そのうちの 1 つをオンまたはオフにしても、残りのランプの動作には影響しません。 したがって、回路の分岐内の各電球にスイッチを追加することで、必要に応じて対応する照明をオンまたはオフにすることができます。 他のすべてのランプは独立して動作します。

すべての電気製品は、電圧 220 V の電気ネットワークに並列に接続され、接続されます。 つまり、他のデバイスの接続に関係なく、すべてのデバイスが接続されます。

導体の直列接続と並列接続の法則

両方のタイプの接続を実際に詳しく理解するために、これらのタイプの接続の法則を説明する公式を示します。 並列接続と直列接続の電力計算は異なります。

直列回路では、すべての導体に同じ電流が流れます。

オームの法則によれば、この種の導体接続は さまざまなケース違うように説明されています。 したがって、直列回路の場合、電圧は互いに等しくなります。

U1 = IR1、U2 = IR2。

さらに、合計電圧は個々の導体の電圧の合計に等しくなります。

U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR。

電気回路の合計抵抗は、導体の数に関係なく、すべての導体のアクティブ抵抗の合計として計算されます。

並列回路の場合、回路の合計電圧は個々の要素の電圧と同様になります。

そして、電流の合計強度は、並列に配置されたすべての導体に存在する電流の合計として計算されます。

提供する 最大効率電気ネットワークでは、両方のタイプの接続の本質を理解し、法律を使用し、実際の実装の合理性を計算して、それらを適切に適用する必要があります。

導体の混合接続

必要に応じて、直列抵抗回路と並列抵抗回路を 1 つの電気回路に組み合わせることができます。 たとえば、並列抵抗を直列に接続したり、抵抗のグループに接続したりすることは許可されており、このタイプは結合または混合されていると見なされます。

この場合、総抵抗は、システム内の並列接続の値と直列接続の値を合計することによって計算されます。 まず、直列回路内の抵抗の等価抵抗を計算し、次に並列回路の要素を計算する必要があります。 シリアル接続が優先され、そのような回路が考えられます。 複合型でよく使われる 家庭用電化製品そしてデバイス。

したがって、電気回路における導体の接続の種類を検討し、その機能の法則に基づいて考えることで、ほとんどの回路の構成の本質を完全に理解することができます。 家庭用電化製品。 並列接続と直列接続では、抵抗と電流の計算が異なります。 計算と公式の原理を理解すれば、各タイプの回路構成を適切に使用して要素を接続できます。 可能な限り最善の方法でそして最大の効率で。

抵抗器の直列、並列、および混合接続。 電気回路にはかなりの数の受信機が含まれています ( 電灯、電気加熱装置など）は、特定の特性を持ついくつかの要素として考えることができます。 抵抗。この状況は、私たちに編集と研究の機会を与えてくれます。 電気図特定の受信機を特定の抵抗を持つ抵抗器に置き換えます。 以下のような方法があります 抵抗接続(電気エネルギーの受信機): 直列、並列、および混合。

抵抗器の直列接続. シリアル接続の場合いくつかの抵抗器を使用すると、最初の抵抗器の終端が 2 番目の抵抗器の始点に接続され、2 番目の抵抗器の終端が 3 番目の抵抗器の始点に接続されます。この接続により、直列回路のすべての要素が通過します。
同じ電流Iです。
受信機のシリアル接続を図に示します。 25、a.
ランプを抵抗 R1、R2、R3 の抵抗器に置き換えると、図に示す回路が得られます。 25、b.
ソースで Ro = 0 と仮定すると、キルヒホッフの第 2 法則に従って、3 つの直列接続された抵抗について次のように書くことができます。

E = IR 1 + IR 2 + IR 3 = I(R 1 + R 2 + R 3) = IR eq (19)

どこ 要求 =R1+R2+R3.
したがって、回路の個々のセクションの電圧はオームの法則に従っているため、直列回路の等価抵抗は、直列接続されたすべての抵抗の抵抗の合計に等しくなります。 U 2 = IR 2、U 3 = IR ×、この場合 E = U、つまり検討中の回路の場合

U = U 1 + U 2 + U3 (20)

したがって、ソース端子の電圧 U は、直列接続された各抵抗の電圧の合計に等しくなります。
これらの式から、直列接続された抵抗間で電圧が抵抗に比例して分配されることもわかります。

U 1: U 2: U 3 = R 1: R 2: R 3 (21)

つまり、直列回路内の受信機の抵抗が大きいほど、それにかかる電圧も大きくなります。

同じ抵抗値 R1 を持ついくつかの、たとえば n 個の抵抗器が直列に接続されている場合、回路の等価抵抗 Rek は抵抗 R1 の n 倍、つまり Rek = nR1 になります。 この場合の各抵抗の電圧 U1 は、合計電圧 U の n 分の 1 です。

受信機が直列に接続されている場合、そのうちの 1 つの受信機の抵抗が変化すると、それに接続されている他の受信機の電圧も直ちに変化します。 電源が切れたり中断されたりしたとき 電気回路電流はレシーバーの 1 つと他のレシーバーで停止します。 したがって、受信機の直列接続はめったに使用されません - 電気エネルギー源の電圧が消費者が設計されている定格電圧よりも高い場合にのみ使用されます。 たとえば、地下鉄の車両に電力が供給される電気ネットワークの電圧は 825 V ですが、これらの車両で使用される電灯の公称電圧は 55 V です。したがって、地下鉄の車両では、電灯は直列に点灯します。各回路のランプ。
抵抗の並列接続. 並列接続時いくつかの受信機の場合、それらは電気回路の 2 点間に接続され、並列分岐を形成します (図 26、a)。 交換中

抵抗 R1、R2、R3 の抵抗を備えたランプを使用すると、図に示す回路が得られます。 26、b.
したがって、オームの法則によれば、並列接続するとすべての抵抗に同じ電圧 U がかかります。

Ｉ１＝Ｕ／Ｒ１； Ｉ ２ ＝Ｕ／Ｒ ２ ； I 3 =U/R 3。

キルヒホッフの第一法則に従った回路の非分岐部分の電流 I = I 1 +I 2 +I 3、または

I = U / R 1 + U / R 2 + U / R 3 = U (1/R 1 + 1/R 2 + 1/R 3) = U / R eq (23)

したがって、3 つの抵抗を並列に接続した場合の検討中の回路の等価抵抗は次の式で決まります。

1/要求量 = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 (24)

式 (24) の値 1/R eq、1/R 1、1/R 2 および 1/R 3 の代わりに、対応する導電率 G eq、G 1、G 2 および G 3 を導入すると、次が得られます。 並列回路の等価コンダクタンスは、並列接続された抵抗のコンダクタンスの合計に等しい:

G eq = G 1 + G 2 + G 3 (25)

したがって、並列接続された抵抗の数が増加すると、電気回路の導電率が増加し、抵抗が減少します。
上記の式から、電流は電気抵抗に反比例するか、または導電率に正比例して並列分岐間に分配されることがわかります。 たとえば、3 つのブランチがある場合、

I 1: I 2: I 3 = 1/R 1: 1/R 2: 1/R 3 = G 1 + G 2 + G 3 (26)

この点において、個々の分岐に沿った電流の分布とパイプを通る水流の分布の間には完全な類似点があります。
与えられた式により、さまざまな特定の場合の等価回路抵抗を決定することができます。 たとえば、2 つの抵抗を並列に接続すると、結果として生じる回路抵抗は

R eq =R 1 R 2 /(R 1 +R 2)

3 つの抵抗を並列に接続した場合

Req =R 1 R 2 R 3 /(R 1 R 2 +R 2 R 3 +R 1 R 3)

同じ抵抗値 R1 を持ついくつかの、たとえば n 個の抵抗器が並列に接続されている場合、結果として生じる回路抵抗 Rec は抵抗 R1 の n 倍、つまり 1 倍小さくなります。

Req = R1/n(27)

この場合、各分岐を通過する電流 I1 は、合計電流の n 分の 1 になります。

I1 = I/n (28)

レシーバーが並列接続されている場合、それらはすべて同じ電圧下にあり、各レシーバーの動作モードは他のレシーバーに依存しません。 これは、いずれかのレシーバーを通過する電流が他のレシーバーに大きな影響を与えないことを意味します。 いずれかの受信機の電源がオフになるか、障害が発生しても、残りの受信機はオンのままになります。

貴重な。 したがって、パラレル接続はシリアル接続に比べて大きな利点があり、その結果、パラレル接続が最も広く使用されています。 特に、特定の（定格）電圧で動作するように設計された電球とモーターは常に並列接続されます。
電気機関車について 直流また、一部のディーゼル機関車では、速度制御中に主電動機を異なる電圧でオンにする必要があるため、加速中に直列接続から並列接続に切り替わります。

抵抗器の混合接続. 混合化合物これは、抵抗器の一部が直列に接続され、一部が並列に接続される接続です。 たとえば、図の図では、 図２７では、抵抗Ｒ１およびＲ２を有する２つの直列接続された抵抗があり、抵抗Ｒ３を有する抵抗がそれらと並列に接続され、抵抗Ｒ４を有する抵抗が抵抗Ｒ１、Ｒ２およびＲ３を有する抵抗のグループと直列に接続されている。 。
混合接続された回路の等価抵抗は、通常、複雑な回路を段階的に単純な回路に変換する変換方法によって決定されます。 たとえば、図の図の場合、 まず、抵抗 R1 と R2 を直列接続した抵抗の等価抵抗 R12 を決定します: R12 = R1 + R2。 この場合、図のような図になります。 図２７の等価回路を図２７に置き換えます。 27、b. 次に、並列接続された抵抗の等価抵抗 R123 と R3 は次の式を使用して決定されます。

Ｒ１２３＝Ｒ１２Ｒ３／（Ｒ１２＋Ｒ３）＝（Ｒ１＋Ｒ２）Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）。

この場合、図のような図になります。 図２７において、ｂは図２７の等価回路に置き換えられる。 27、v. この後、回路全体の等価抵抗は、抵抗 R123 とそれに直列に接続された抵抗 R4 を合計することで求められます。

Req = R 123 + R 4 = (R 1 + R 2) R 3 / (R 1 + R 2 + R 3) + R 4

直列、並列、および混合接続は、発電所の起動時に始動加減抵抗器の抵抗を変更するために広く使用されています。 追記 DC。

詳細カテゴリー: 記事作成日: 2017/09/06 19:48

ドールハウスで複数のランプを接続する方法

照明をどうやって作るかを考えたとき、 ドールハウスまたは、ランプが 1 つではなく複数あるルームボックスの場合、それらをどのように接続してネットワークに結合するかという問題が生じます。 学校で聞いた接続にはシリアルとパラレルの2種類があります。 この記事ではそれらについて検討します。

電気の複雑さに詳しくない人文主義者でもすべてを理解できるように、すべてをシンプルでアクセスしやすい言語で説明するよう努めます。

注記: この記事では、白熱電球を使用した回路のみを検討します。 ダイオードを使用した照明はより複雑なので、別の記事で説明します。

理解を助けるために、各図には図面が添付され、その隣には電気図面が示されています。 配線図.
まずは考えてみましょう シンボル電気図について。

項目名	図上の記号	画像
バッテリー/バッテリー
スイッチ
ワイヤー
ワイヤーの交差（接続なし）
接続線（はんだ付け、ねじり）
白熱灯
故障したランプ
壊れたランプ
燃えるランプ

すでに述べたように、接続には主にシリアルとパラレルの 2 つのタイプがあります。 両方を組み合わせた、直列と並列の混合の 3 つ目もあります。 簡単なため、順次的なものから始めましょう。

シリアル接続

こんな感じです。

まるで手をつないで輪舞するかのように、電球が次々と置かれます。 旧ソ連の花輪はこの原則に従って作られていました。

利点- 接続のしやすさ。
欠陥- 少なくとも 1 つの電球が切れると、回路全体が機能しなくなります。

欠陥のある電球を見つけるには、各電球を調べて確認する必要があります。 電球の数が多い場合、これは面倒になる可能性があります。 また、電球は電圧、電力が同じタイプである必要があります。

このタイプの接続では、電球の電圧が加算されます。 電圧は文字で示されます U、ボルトで測定 V。 電源の電圧は、回路内のすべての電球の電圧の合計と等しくなければなりません。

例その1: 3 つの 1.5V 電球を直列回路に接続したいとします。 このような回路が動作するために必要な電源電圧は、1.5+1.5+1.5=4.5Vとなります。

普通の場合 単三電池電圧1.5V。 それらから4.5Vの電圧を得るには、それらを直列回路に接続する必要もあり、それらの電圧は加算されます。
電源の選択方法について詳しくは、この記事をご覧ください。

例2: 6V 電球を 12V 電源に接続したいと考えています。 6+6=12v。 この電球を2つ接続できます。

例 #3:回路内で 2 つの 3V 電球を接続したいとします。 3+3=6V。 6V電源が必要です。

要約すると、シリアル接続は製造が簡単です。同じタイプの電球が必要です。 欠点: 1 つの電球が故障すると、すべての電球が点灯しなくなります。 回路全体のオンとオフのみを行うことができます。

これに基づいて、ドールハウスを照らすには、2〜3個以下の電球を直列に接続することをお勧めします。 たとえば、壁取り付け用燭台。 接続するには もっと電球の場合は、別のタイプの接続、つまり並列を使用する必要があります。

このトピックに関する記事もお読みください。

• 小型白熱電球のレビュー
• ダイオードまたは白熱灯

電球の並列接続

電球を並列接続するとこんな感じです。

このタイプの接続では、すべての電球と電源の電圧は同じになります。 つまり、12V 電源の場合、各電球の電圧も 12V でなければなりません。 また、電球の数は異なる場合があります。 たとえば、6V の電球がある場合は、6V の電源を使用する必要があります。

1 つの電球が故障しても、他の電球は燃え続けます。

電球は互いに独立して点灯できます。 これを行うには、それぞれに独自のスイッチが必要です。

私たちの都市のアパートの電化製品はこの原則に従って接続されています。 すべてのデバイスの電圧は同じ 220V で、相互に独立してオン/オフを切り替えることができ、電気デバイスの電力は異なる場合があります。

結論: ドールハウス内にランプの数が多い場合は、直列接続よりも少し複雑になりますが、並列接続が最適です。

シリアルとパラレルを組み合わせた別のタイプの接続を考えてみましょう。

結合接続

組み合わせた接続例です。

3 つの直列回路が並列に接続されている

別のオプションは次のとおりです。

3 つの並列回路が直列に接続されています。

このような回路の直列接続されたセクションは、直列接続のように動作します。 並列セクションは並列接続のようなものです。

例

このような方式では、1 つの電球が切れると、直列に接続されているセクション全体が無効になり、他の 2 つの直列回路は動作し続けます。

したがって、各セクションを独立してオンまたはオフにすることができます。 これを行うには、各直列回路に独自のスイッチが必要です。

しかし、電球を 1 つだけ点灯させることはできません。

並列-直列接続では、1 つの電球が故障すると、回路は次のように動作します。

そして、次のような連続セクションに違反がある場合:

例：

6 つの 3V 電球が、それぞれ 2 つの電球からなる 3 つの直列回路に接続されています。 回路は並列に接続されます。 連続する 3 つのセクションに分割し、このセクションを計算します。

直列セクションでは、電球の電圧は合計され、3v+3V=6V となります。 各直列回路の電圧は 6V です。 回路は並列接続されているため、電圧は加算されません。つまり、6V の電源が必要になります。

例

6Vの電球が6個あります。 電球は 3 個のグループで並列回路に接続され、さらに回路は直列に接続されます。 システムを 3 つの並列回路に分割します。

1 つの並列回路では、各電球の電圧は 6V になります。電圧は加算されないため、回路全体の電圧は 6V になります。 そして、回路自体はすでに直列に接続されており、それらの電圧はすでに加算されています。 6V+6V=12Vとなります。 つまり、12V の電源が必要になります。

例

ドールハウスの場合は、この混合接続を使用できます。

各部屋にランプが 1 つあり、すべてのランプが並列接続されているとします。 しかし、ランプ自体の中で 異なる量電球: 2 個 - それぞれ 1 個の電球、2 つの電球からなる 2 アーム壁取り付け用燭台と 3 アームのシャンデリアがあります。 シャンデリアと燭台では、電球が直列に接続されています。

各ランプには独自のスイッチがあります。 電源電圧は12Vです。 並列接続された単一の電球の電圧は 12V でなければなりません。 そして直列に接続されているものについては、回路のセクションに電圧が追加されます
。 したがって、2 つの電球の取り付け用燭台セクションの場合、12V (合計電圧) を 2 (電球の数) で割ると、6V (1 つの電球の電圧) が得られます。
シャンデリアセクションの場合、12V:3=4V (シャンデリア電球 1 個の電圧)。
1 つのランプに 3 つを超える電球を直列に接続しないでください。

これで、白熱電球を接続するコツをすべて学びました。 さまざまな方法で。 そして、どんなに複雑でも、たくさんの電球を使ってドールハウスの照明を作るのは難しくないと思います。 何か他のことが難しい場合は、ドールハウスに光を作る最も簡単な方法に関する記事を読んでください。 基本原則。 幸運を！

抵抗器は電気工学やエレクトロニクスで広く使用されています。 これらは主に電流および電圧回路の調整に使用されます。 主なパラメータ: 電気抵抗(R) は、オーム、電力 (W)、動作中のパラメータの安定性および精度で測定されます。 さらに多くのパラメータを思い出すことができます - 結局のところ、これは普通の工業製品です。

シリアル接続

直列接続とは、後続の各抵抗が前の抵抗に接続され、分岐のない連続した回路を形成する接続です。 このような回路の電流 I=I1=I2 は各点で同じになります。 逆に、異なる点の電圧 U1、U2 は異なり、回路全体の電荷転送の仕事は、各抵抗器での電荷転送の仕事、U=U1+U2 で構成されます。 オームの法則によれば、電圧 U は電流と抵抗の積に等しく、前の式は次のように書くことができます。

ここで、R は回路の合計抵抗です。 つまり、簡単に言うと、抵抗の接続点で電圧降下があり、接続された素子の数が増えるほど、電圧降下が大きくなります。

したがって、
, 一般的な意味このような接続は、直列の抵抗を合計することによって決定されます。 私たちの推論は、直列に接続された任意の数のチェーン セクションに対して有効です。

並列接続

いくつかの抵抗の始まり（点A）を組み合わせてみましょう。 別の点 (B) で、すべての端を接続します。 その結果、回路のセクションが得られます。これは並列接続と呼ばれ、互いに並列した一定数の分岐 (この場合は抵抗) で構成されます。 同時に 電流点 A と B の間の距離は、これらの各分岐に沿って分布します。

すべての抵抗器の電圧は同じになります: U=U1=U2=U3、それらの端は点 A と B です。

単位時間当たりに各抵抗を通過する電荷が合計され、ブロック全体を通過する電荷が形成されます。 したがって、図に示す回路を流れる合計電流は I=I1+I2+I3 となります。

ここで、オームの法則を使用して、最後の等式は次の形式に変換されます。

U/R=U/R1+U/R2+U/R3。

したがって、等価抵抗 R については次のことが当てはまります。

1/R=1/R1+1/R2+1/R3

または、数式を変換した後、次のような別のエントリを取得できます。
.

より多くの抵抗器 (または何らかの抵抗を持つ電気回路の他の部分) を並列回路に接続すると、より多くの電流経路が作成され、回路全体の抵抗が低くなります。

抵抗の逆数を導電率と呼ぶことに注意してください。 回路の各セクションが並列に接続されている場合は、これらのセクションの導電率が加算され、直列に接続されている場合は、それらの抵抗が加算されると言えます。

使用例

直列接続の場合、回路の一箇所で断線が発生すると、回路全体に電流が流れなくなることは明らかです。 たとえば、クリスマス ツリーのガーランドは、電球が 1 つ切れただけで光らなくなります。これは問題です。

しかし、ガーランド内の電球を直列に接続すると、次のような使用が可能になります。 多数の小型電球。それぞれが主電源電圧 (220 V) 用に設計されており、電球の数で割られます。

3 つの電球と EMF の例を使用した抵抗の直列接続

ただしシリアル接続の場合 安全装置その動作（ヒューズリンクの破断）により、その後にある電気回路全体の通電を遮断し、必要なレベルの安全性を提供することができ、これは良いことです。 電気製品の電源ネットワーク内のスイッチも直列に接続されています。

並列接続も広く使用されています。 たとえば、シャンデリアでは、すべての電球が並列に接続されており、同じ電圧下にあります。 1 つのランプが切れても、それは大したことではありません。残りのランプは消えることはなく、同じ電圧のままです。

3 つの電球と発電機の例を使用した抵抗の並列接続

回路の損失能力を高める必要がある場合 火力発電電流が流れると解放されるため、抵抗の直列および並列の組み合わせが広く使用されています。 同じ値の一定数の抵抗を直列および並列に接続する方法の場合、合計電力は抵抗の数と 1 つの抵抗の電力の積に等しくなります。

抵抗器の混合接続

混合化合物もよく使用されます。 たとえば、特定の値の抵抗を取得する必要があるが、それが入手できない場合は、上記のいずれかの方法を使用するか、混合接続を使用できます。

ここから、必要な値を得る式を導き出すことができます。

Rtot.=(R1*R2/R1+R2)+R3

エレクトロニクスやさまざまな技術が発達する時代に、 技術的な装置すべての複雑さは単純な法則に基づいており、このサイトでは表面的に説明していますが、それらはあなたの人生にうまく適用するのに役立つと思います。 たとえば、クリスマスツリーのガーランドの場合、電球は次々に接続されます。 ざっくり言えば、これは別個の抵抗です。

少し前から、花輪が混合された方法で接続され始めました。 一般に、合計すると、抵抗器を使用したこれらすべての例は条件付きで取得されます。 抵抗素子には電流が流れ、電圧降下や発熱が発生する可能性があります。

通常、誰もが答えるのが難しいと感じます。 しかし、この謎は電気に当てはめると完全に解けます。

電気はオームの法則から始まります。

そして、このジレンマを並列接続または直列接続という文脈で考えると、つまり一方の接続がニワトリで、もう一方の接続が卵であると考えると、まったく疑いの余地はありません。

オームの法則はまさに電気回路の根源だからです。 そしてそれは一貫性を保つことだけです。

はい、彼らはガルバニ電池を思いつきましたが、それをどうすればよいのかわからなかったので、すぐに別の電球を思いつきました。 そして、そこから出てきたのがこれです。 ここでは、オームの法則に厳密に従って、1.5 V の電圧が電流としてすぐに電球を通って同じ電池の後ろに流れました。 そしてバッテリー自体の内部では、魔術師の化学反応の影響で、充電は再び彼らの旅の元の地点に行き着きました。 したがって、電圧が 1.5 ボルトだった場合は、そのままになります。 つまり、電圧は常に同じであり、電荷は常に移動し、電球とガルバニ電池を連続的に通過します。

そして、それは通常次のように図に描かれます。

オームの法則によると、I=U/R

次に、電球の抵抗（電流と電圧を書いたもの）は次のようになります。

R= 1/U、 どこR = 1 オーム

そして力が解放される P = 私 * U , つまり、P=2.25Vm

直列回路では、特にこのような単純で否定できない例では、回路の最初から最後まで流れる電流が常に同じであることは明らかです。 そして、ここで 2 つの電球を用意し、まず一方に電流が流れ、次にもう一方に電流が流れるようにすると、同じことが再び起こります。電流は電球ともう一方の両方で同じになります。 サイズは違いますが。 電流には 2 つの電球の抵抗がかかりますが、それぞれの抵抗は以前と同じであり、そのまま残ります。これは排他的に決定されるためです。 物理的性質電球そのもの。 オームの法則を使用して新しい電流を再度計算します。

これは、I=U/R+R、つまり 0.75A となり、最初の電流のちょうど半分になります。

この場合、電流は 2 つの抵抗を克服する必要があるため、電流は小さくなります。 電球の輝きからわかるように、電球は最大強度で燃えています。 そして、2 つの電球のチェーンの合計抵抗は、それらの抵抗の合計に等しくなります。 算術を理解していれば、特定のケースでは乗算の動作を使用できます。N 個の同一の電球が直列に接続されている場合、それらの合計抵抗は N と R の積に等しくなります。ここで、R は 1 つの電球の抵抗です。 ロジックは完璧です。

そして私たちは実験を続けていきます。 ここで、電球で行ったことと同様のことを回路の左側でのみ実行しましょう。最初のものとまったく同じ、別のガルバニ素子を追加します。 ご覧のとおり、合計電圧は 2 倍になり、電流は 1.5 A に戻りました。これは電球によって示され、再びフルパワーで点灯します。

結論としては次のようになります。

• 電気回路が直列に接続されている場合、その要素の抵抗と電圧が合計され、すべての要素の電流は変化しません。

この記述が能動部品 (ガルバニ電池) と受動部品 (電球、抵抗器) の両方に当てはまることを検証するのは簡単です。

つまり、これは、1 つの抵抗の両端で測定された電圧 (電圧降下と呼ばれます) と別の抵抗の両端で測定された電圧を安全に合計でき、合計は同じ 3 V になることを意味します。は半分に等しくなります - その場合、1.5 V になります。そして、これは公平です。 2 つのガルバニ電池が電圧を生成し、2 つの電球が電圧を消費します。 電圧源では、化学プロセスのエネルギーが電圧の形をとる電気に変換され、電球では同じエネルギーが電気から熱と光に変換されるためです。

最初の回路に戻り、別の電球を接続しますが、別の方法で接続します。

これで、2 つの分岐を接続する点の電圧はガルバニ素子の電圧と同じ 1.5 V になります。しかし、両方の電球の抵抗も以前と同じなので、それぞれを流れる電流は 1.5 A になります。グロー」電流。

ガルバニ電池はそれらに同時に電流を供給するため、これらの電流は両方とも同時に流れ出します。 つまり、電圧源からの合計電流は 1.5 A + 1.5 A = 3.0 A になります。

この回路と同じ電球を直列に接続したときの回路の違いは何でしょうか？ 電球の光の中でのみ、つまり電流の中でのみ。

その時は0.75Aだった電流がすぐに3Aになりました。

元の回路と比較すると、電球を直列に接続したとき（スキーム 2）、電流に対する抵抗が大きくなったことがわかります（そのため抵抗が減少し、電球の明るさが失われました）。電球の抵抗は変わりませんが、並列接続では抵抗が小さくなります。 どうしたの？

しかし実際には、私たちは一つの興味深い真実を忘れています。それは、あらゆる剣は両刃の剣であるということです。

抵抗器が電流に抵抗すると言うとき、私たちは抵抗器が依然として電流を流すことを忘れているようです。 そして、電球が並列に接続されたことで、電流に抵抗するのではなく、電流を流す全体的な能力が向上しました。 まあ、それに応じて、ある程度の量 G、抵抗との類推により R導電率と呼ぶべきです。 そしてそれは導体の並列接続に集約されなければなりません。

さて、ここに彼女がいます

オームの法則は次のようになります

私 = U* G&

また、並列接続の場合、電流 I は U*(G+G) = 2*U*G に等しくなります。これはまさに私たちが観測したとおりです。

回路要素を共通の等価要素に置き換える

エンジニアは多くの場合、回路のすべての部分の電流と電圧を認識する必要があります。 そして、実際の電気回路は非常に複雑で分岐していることがあり、電気を積極的に消費し、完全に相互に接続されている多くの要素を含むことができます。 さまざまな組み合わせ。 これを電気回路計算といいます。 住宅、アパート、組織のエネルギー供給を設計するときに行われます。 この場合、適切なワイヤセクション、ネットワーク全体またはその部分の負荷などを選択するためだけであっても、電気回路にどのような電流と電圧が作用するかが非常に重要です。 そして、それらはどれほど複雑であるか 電子回路、何千、あるいは何百万もの要素が含まれていることは、誰もが理解していると思います。

まず最初に提案されるのは、直列や並列などの単純なネットワーク接続で電圧電流がどのように動作するかについての知識を利用することです。 彼らはこれを行います。2 つ以上のアクティブな消費者向けデバイス (電球など) のネットワーク上にあるシリアル接続の代わりに、1 つを描画します。ただし、その抵抗が両方と同じになるようにします。 そうすれば、回路の残りの部分の電流と電圧の図は変わりません。 並列接続の場合も同様です。並列接続の代わりに、両方の接続と同じ CONDUCTIVITY を持つ要素を描画します。

ここで、直列接続と並列接続を 1 つの要素に置き換えて回路を書き直すと、「等価等価回路」と呼ばれる回路が得られます。

この手順は、最も単純な手順 (最初にオームの法則を説明したもの) が残るまで続けることができます。 電球の代わりに、等価負荷抵抗と呼ばれる抵抗が 1 つだけ存在します。

これが最初のタスクです。 これにより、オームの法則を使用して、ネットワーク全体の合計電流、または合計負荷電流を計算できるようになります。

これは電気ネットワークの完全な計算です。

例

回路に 9 つのアクティブ抵抗が含まれているとします。 電球か何か他のものかもしれません。

入力端子には 60 V の電圧が印加されます。

すべての要素の抵抗値は次のとおりです。

未知の電流と電圧をすべて見つけます。

ネットワークの並列セクションと直列セクションを検索し、それらの等価抵抗を計算し、回路を徐々に単純化するというパスをたどる必要があります。 R 3、R 9、R 6 が直列に接続されていることがわかります。 その場合、それらの等価抵抗 Re e 3、6、9 は、それらの合計 Re e 3、6、9 = 1 + 4 + 1 オーム = 6 オームに等しくなります。

ここで、抵抗の並列部分 R 8 と Re 3, 6, 9 を置き換えて、Re 8, 3, 6, 9 を取得します。 導体を並列に接続する場合にのみ、導電率を追加する必要があります。

導電率は、オームの逆数であるジーメンスと呼ばれる単位で測定されます。

分数をひっくり返すと、抵抗 R e 8、3、6、9 = 2 オームが得られます。

最初のケースとまったく同じように、直列に接続された抵抗 R 2、Re 8、3、6、9、および R 5 を組み合わせて、Re 2、8、3、6、9、5 = 1 + 2 を取得します。 + 1 = 4 オーム。

残っているステップは 2 つです。導体 R 7 と R e 2、8、3、6、9、5 を並列接続するための 2 つの抵抗に等しい抵抗値を取得します。

これは、R e 7、2、8、3、6、9、5 = 1/(1/4+1/4)=1/(2/4)=4/2 = 2 オームに等しいです。

の上 最後のステップすべての直列接続された抵抗 R 1、Re 7、2、8、3、6、9、5、および R 4 を合計し、回路全体の抵抗 Re と等価な抵抗、およびこれらの合計に等しい抵抗を取得します。 3つの抵抗

Re = R 1 + R e 7、2、8、3、6、9、5 + R4 = 1 + 2 + 1 = 4 オーム

さて、これらの式の最後に書いた抵抗の単位が誰に敬意を表して名付けられたのかを思い出し、彼の法則を使って回路全体の合計電流 I を計算しましょう。

ここで、逆の方向に進み、ネットワークの複雑さが増す方向に進むと、オームの法則に従って、かなり単純な回路のすべてのチェーンで電流と電圧を取得できます。

これは通常、並列セクションと直列セクションで構成されるアパートの電源計画の計算方法です。 一般に、これはエレクトロニクス分野には適していません。なぜなら、そこでは多くのことが異なって動作し、すべてがはるかに複雑だからです。 たとえば、導体の接続が並列か直列かがわからない場合、そのような回路はキルヒホッフの法則に従って計算されます。