Ar kada susimąstėte, kodėl kartais, perdegus vienai kalėdinei lemputei, užgęsta visa girlianda, o kartais nustoja veikti tik viena lemputė? Ši kasdienė paslaptis puikiai iliustruoja esminį... Skirtumas tarp nuosekliųjų ir lygiagrečių grandinių – du pagrindiniai būdai, kaip galima prijungti elektros komponentus, kurie turi įtakos elektros tekėjimui mūsų įrenginiuose.
Nuosekliųjų ir lygiagrečių grandinių supratimas nėra vien akademinės žinios. Šios sąvokos lemia viską – nuo to, kodėl jūsų namų lizdai veikia nepriklausomai, iki to, kaip patikimai veikia jūsų automobilio elektros sistema. Nesvarbu, ar esate elektronikos studentas, „pasidaryk pats“ entuziastas, besimokantis elektros projektuose, ar tiesiog smalsuolis, kaip elektra veikia jūsų kasdieniame gyvenime, šių sąvokų įvaldymas suteiks vertingų įžvalgų apie jus supantį elektros pasaulį.
Šiame išsamiame vadove išnagrinėsime pagrindinius nuosekliųjų ir lygiagrečių grandinių skirtumus, išnagrinėsime realias taikymo sritis ir pateiksime praktinių patarimų, kaip atpažinti ir šalinti abiejų tipų triktis. Galiausiai suprasite ne tik tai, kaip šios grandinės veikia, bet ir kada bei kodėl naudoti kiekvieną konfigūraciją.
Greitas atsakymas: pagrindinis skirtumas tarp nuosekliųjų ir lygiagrečių grandinių
Serijinės grandinėsKomponentai yra sujungti galais vienu keliu. Per visus komponentus teka ta pati elektros srovė, tačiau įtampa kiekvienam komponentui pasiskirsto pagal jų varžą.
Lygiagrečios grandinėsKomponentai yra sujungti per bendrus prijungimo taškus, sukuriant kelis srovės kelius. Kiekvienas komponentas gauna tą pačią įtampą, tačiau bendra srovė pasiskirsto tarp skirtingų šakų.
EsmėNuosekliosiose grandinėse komponentai priklauso vienas nuo kito (jei vienas sugenda, visi nustoja veikti). Lygiagrečiose grandinėse komponentai veikia nepriklausomai (jei vienas sugenda, kiti toliau veikia normaliai).
Kas yra nuosekliosios grandinės? [Apibrėžimas ir pagrindai]
Kaip veikia nuosekliosios grandinės
A nuoseklioji grandinė sujungia elektros komponentus galais, sudarydamas vieną ištisinį kelią elektros srovei tekėti. Įsivaizduokite tai kaip automobilius, važiuojančius vienos juostos kalnų keliu – kiekvienas automobilis turi važiuoti tuo pačiu keliu, o jei kur nors yra kliūtis, visas eismas sustoja.
Elektros terminais tai reiškia:
- Srovė teka per kiekvieną komponentą vienas po kito
- Per kiekvieną komponentą praeina tas pats srovės kiekis
- Jei kuris nors komponentas sugenda arba yra pašalinamas, visa grandinė nustoja veikti
- Komponentų negalima valdyti atskirai
Pagrindinės serijinių grandinių charakteristikos
Dabartinis elgesysSvarbiausia nuosekliųjų grandinių savybė yra ta, kad srovė išlieka pastovi visoje grandinėjeNesvarbu, ar matuosite srovę prieš pirmąjį komponentą, ar po paskutinio, gausite tą patį rodmenį. Taip yra todėl, kad elektronai gali keliauti tik vienu keliu.
Įtampos pasiskirstymasSkirtingai nuo srovės, įtampa nuosekliojoje grandinėje dalijasi per kiekvieną komponentąJei turite 12 voltų bateriją, maitinančią tris identiškas lemputes, sujungtas nuosekliai, kiekviena lemputė gauna 4 voltus. Įtampos kritimai kiekviename komponente sumuojasi ir yra lygūs šaltinio įtampai – šis principas yra labai svarbus tinkamam grandinės projektavimui.
Atsparumo efektaiNuosekliosiose grandinėse bendras pasipriešinimas lygus visų individualių varžų sumaiPridėjus daugiau komponentų, padidėja bendra varža, o tai sumažina srovės tekėjimą visoje grandinėje. Štai kodėl pridėjus daugiau šviestuvų prie nuosekliosios grandinės, visi šviestuvai tampa pritemdyti.
Viskas arba nieko operacijaTurbūt labiausiai pastebimas bruožas yra tas, kad nuosekliosios grandinės veikia „viskas arba nieko“ principu. Įjungus jungiklį, visi komponentai įsijungia kartu. Kai vienas komponentas sugenda, nustoja veikti viskas.
Serijinių grandinių pavyzdžiai, kuriuos matote kiekvieną dieną
Šventinės girliandos (tradicinio stiliaus)Senesnėse kalėdinėse lempučių girliandose naudojamos nuosekliosios grandinės. Kai viena lemputė perdega, visa girlianda užgęsta, nes nutrūksta grandinė. Šiuolaikinėse kalėdinėse lemputėse dažnai naudojami apėjimo mechanizmai arba lygiagrečios grandinės, kad būtų išvengta šios problemos.
Žibintuvėliai su keliomis baterijomisDaugelyje žibintuvėlių baterijos sujungiamos nuosekliai galais, kad padidėtų bendra įtampa. Dvi 1,5 volto AA baterijos, sujungtos nuosekliai, tiekia 3 voltus, kad maitintų ryškesnę lemputę, nei galėtų maitinti viena baterija.
Automobilių apsaugos sistemosTransporto priemonių signalizacijos jutikliai aplink duris ir langus dažnai sujungiami nuosekliai. Jei atidaromos kurios nors durys ar langas (nutraukiama grandinė), signalizacija aptinka nutrūkusią grandinę ir įjungia įspėjimo sistemą.
Elektros jungikliai ir saugikliaiŠie saugos įtaisai yra sąmoningai sujungti nuosekliai su grandinėmis, kurias jie apsaugo. Kai perdega saugiklis arba išsijungia jungiklis, jis nutraukia nuosekliąją grandinę ir sustabdo srovės tekėjimą, kad būtų išvengta žalos arba būtų užtikrintas valdymas.
Kas yra lygiagrečios grandinės? [Apibrėžimas ir pagrindai]
Kaip veikia lygiagrečios grandinės
A lygiagrečioji grandinė jungia komponentus per bendrus prijungimo taškus, sukurdamas kelis kelius elektros srovei tekėti. Įsivaizduokite greitkelį su keliomis eismo juostomis – jei viena juosta užblokuota, eismas vis tiek gali vykti kitomis juostomis. Kiekviena juosta veikia nepriklausomai.
Elektros terminais tai reiškia:
- Srovė turi kelis kelius keliauti
- Kiekvienas komponentas veikia nepriklausomai
- Komponentus galima valdyti atskirai
- Jei vienas komponentas sugenda, kiti toliau veikia normaliai
Pagrindinės lygiagrečių grandinių charakteristikos
Įtampos pastovumasLygiagrečių grandinių skiriamasis bruožas yra tas, kad kiekvienas komponentas gauna tą pačią įtampąNesvarbu, ar lygiagrečiai prijungiate vieną įrenginį, ar dešimt, kiekvienas iš jų gauna visą šaltinio įtampą. Štai kodėl visi jūsų namų lizdai tiekia tą pačią 120 voltų įtampą (JAV), nepriklausomai nuo to, kiek prietaisų prijungiate.
Dabartinis skyriusKol įtampa išlieka pastovi, dabartiniai skirtumai tarp skirtingų šakųKiekviena šaka sunaudoja tik jai reikalingą srovę, atsižvelgiant į jos varžą. Bendra srovė iš šaltinio lygi visų šakų srovių sumai – kaip vanduo, tekantis per kelis skirtingo dydžio vamzdžius.
Pasipriešinimo elgesysPriešingai intuicijai, Pridėjus daugiau komponentų lygiagrečiai, bendra grandinės varža sumažėjaTaip atsitinka todėl, kad suteikiate daugiau kelių srovei tekėti, todėl elektrai lengviau užbaigti grandinę. Tai tas pats, kas pridėti daugiau kasų parduotuvėje – daugiau eilių reiškia trumpesnį laukimo laiką.
Nepriklausomas veikimasKiekviena lygiagrečios grandinės šaka veikia nepriklausomai. Įrenginius galima įjungti ir išjungti nepaveikiant kitų, o vienam įrenginiui sugedus, likę toliau veikia įprastai.
Lygiagrečių grandinių pavyzdžiai jūsų namuose
Buitiniai elektros lizdaiKiekvienas jūsų namų elektros lizdas yra prijungtas lygiagrečiai prie pagrindinio elektros skydo. Tai leidžia prietaisus jungti atskirai – įjungus šaldytuvą, kompiuteris neveikia, o sugedus skrudintuvui, kavos virimo aparatas vis tiek veiks.
Automobilių apšvietimasJūsų automobilio priekiniai žibintai, galiniai žibintai ir salono apšvietimas sujungti lygiagrečiai. Juos galite valdyti atskirai naudodami skirtingus jungiklius, o vienai lemputei perdegus, kitos toliau šviečia saugumo sumetimais.
Kompiuterių komponentaiElektroninių prietaisų viduje tokie komponentai kaip atminties lustai ir procesoriai yra sujungti lygiagrečiai, siekiant užtikrinti, kad jie visi gautų stabilią įtampą patikimam veikimui.
Namų apšvietimo grandinėsŠiuolaikiniame namų apšvietime naudojamos lygiagrečios grandinės, todėl galite valdyti skirtingus kambarius atskirai. Kiekvienas šviesos jungiklis valdo savo šaką, nepaveikdamas šviesos kituose kambariuose.
Serijinės ir lygiagrečios grandinės: palyginimas greta
| Aspektas | Serijinės grandinės | Lygiagrečios grandinės |
|---|---|---|
| Dabartinis srautas | Tas pats visuose komponentuose | Skirstosi tarp šakų |
| Įtampa | Padalija pagal komponentus | Tas pats visuose komponentuose |
| Bendras pasipriešinimas | Individualių varžų suma | Mažesnis nei mažiausias individualus pasipriešinimas |
| Komponentų valdymas | Visi komponentai kartu | Nepriklausomas komponentų valdymas |
| Komponento gedimas | Visa grandinė sugenda | Kiti komponentai toliau veikia |
| Maitinimo šaltinio apkrova | Padidėja su daugiau komponentų | Padidėja su daugiau komponentų |
| Laidų sudėtingumas | Paprasta, mažiau jungčių | Sudėtingiau, daugiau ryšių |
| Išlaidos | Paprastai mažesnis | Paprastai didesnis |
| Patikimumas | Apatinis (vieno taško gedimas) | Aukštesni (pertekliniai keliai) |
| Paraiškos | Paprasti valdikliai, įtampos dalyba | Namų instaliacija, nepriklausomi įrenginiai |
Įtampos elgsena: kodėl tai svarbu
Nuosekliosios grandinėsĮtampa kiekviename komponente krenta priklausomai nuo jo varžos. Šis įtampos padalijimas yra naudingas, kai skirtingiems komponentams reikia skirtingų įtampos lygių. Pavyzdžiui, jei reikia maitinti 6 voltų įrenginį iš 12 voltų akumuliatoriaus, galite nuosekliai prijungti rezistorių, kad sumažintumėte papildomus 6 voltus.
Lygiagrečiose grandinėseKiekvienas komponentas gauna visą šaltinio įtampą, užtikrinant pastovų veikimą. Tai labai svarbu įrenginiams, kuriems tinkamai veikti reikalinga specifinė įtampa. Jūsų išmaniojo telefono įkrovikliui reikia tiksliai tinkamos įtampos – per maža įtampa neįkraus, per didelė – gali sugesti.
Srovės srauto modeliai
Serijos srovės srautasSrovė neturi kito pasirinkimo, kaip tik tekėti per kiekvieną komponentą iš eilės. Tai supaprastina srovės matavimą (visur vienodai), bet reiškia, kad silpniausias komponentas riboja visos grandinės veikimą.
Lygiagretus srovės srautasSrovė skirstoma pagal kiekvienos šakos varžą, einant mažiausios varžos keliu. Mažos varžos šakos sunaudoja daugiau srovės, o didelės – mažiau. Tai leidžia įrenginiams, turintiems skirtingus energijos poreikius, dalytis ta pačia grandine.
Paprasti varžos skaičiavimai
Serijinis pasipriešinimas: Tiesiog sudėkite juos
- Bendras pasipriešinimas = R₁ + R₂ + R₃ + …
- Pavyzdys: 10Ω + 20Ω + 30Ω = 60Ω iš viso
Lygiagretus pasipriešinimasNaudokite abipusę formulę
- 1/Bendroji varža = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ + …
- Pavyzdys: Du lygiagrečiai sujungti 10Ω rezistoriai = 5Ω iš viso
- Greitas patarimas: vienodiems rezistoriams padalinkite iš rezistorių skaičiaus
Realaus pasaulio taikymas: kur kiekvienas grandinės tipas demonstruoja savo savybes
Kodėl naudojamos nuosekliosios grandinės
Įtampos valdymo programosNuosekliosios grandinės puikiai tinka, kai reikia sukurti konkrečius įtampos lygius. Elektrinių įrankių akumuliatorių blokai dažnai jungia elementus nuosekliai, kad būtų pasiekta aukštesnė įtampa – keturi 3,7 V ličio elementai, sujungti nuosekliai, sukuria 14,8 V akumuliatorių bloką.
Saugos ir valdymo sistemosNuosekliosios grandinės užtikrina puikias gedimų prevencijos charakteristikas. Jei sugenda kuris nors apsaugos sistemos jutiklis (durų jutiklis, langų jutiklis, judesio jutiklis), nutrūkusi grandinė nedelsdama įspėja sistemą. Ši „gedimų prevencijos“ konstrukcija užtikrina, kad problemos būtų greitai aptiktos.
Ekonomiški sprendimaiPaprastiems taikymams, kur visi komponentai turi veikti kartu, nuosekliosios grandinės sumažina laidų ir komponentų sąnaudas. Vienas jungiklis gali vienu metu valdyti kelis šviestuvus ar įrenginius.
Srovės ribojimasNuosekliosios rezistoriai dažniausiai naudojami siekiant apriboti srovę jautriems komponentams, tokiems kaip šviesos diodai, apsaugant juos nuo pažeidimų ir užtikrinant tinkamą veikimą.
Kodėl lygiagrečios grandinės dominuoja namų instaliacijoje
Nepriklausomas įrenginio valdymasLygiagretus laidų jungimas leidžia elektros prietaisams veikti nepriklausomai. Galite naudoti indaplovę, kai kompiuteris išjungtas, ir nė vienas iš jų neturi įtakos kito veikimui.
Nuolatinis įrenginio veikimasKiekvienas įrenginys gauna visą tinklo įtampą, užtikrinant optimalų veikimą. Jūsų šaldytuvas gauna tą pačią 120 V įtampą, nepriklausomai nuo to, ar įjungėte oro kondicionierių.
Sistemos patikimumasJei vienas įrenginys sugenda, kiti toliau veikia. Kai perdega lemputė, kiti šviesos diodai lieka įjungti. Šis perteklius yra labai svarbus tokioms svarbioms sistemoms kaip avarinis apšvietimas ir saugos įranga.
Mastelio keitimasPrie lygiagrečių grandinių galite pridėti daugiau įrenginių, reikšmingai nepaveikdami esamų įrenginių (neviršydami grandinės talpos ribų). Dėl šio lankstumo lygiagretusis laidų jungimas idealiai tinka plečiamoms sistemoms.
Nuosekliosios ir lygiagrečiosios jungtys sudėtingose sistemose
Daugumoje realaus pasaulio elektros sistemų derinami tiek nuoseklūs, tiek lygiagretūs elementai, siekiant optimizuoti našumą, kainą ir patikimumą:
Automobilių elektros sistemosAutomobiliuose kai kuriems valdikliams (pvz., jutiklių grandinėms) naudojamos nuosekliosios grandinės, o žibintams ir priedams – lygiagrečiosios grandinės. Starterio grandinėje dėl saugumo gali būti nuosekliai sujungtų komponentų, o apšvietimo sistemoje – lygiagrečios grandinės, skirtos nepriklausomam veikimui.
Buitinė elektronikaJūsų nešiojamojo kompiuterio akumuliatoriaus bloke gali būti elementų, sujungtų nuosekliai (įtampai) ir lygiagrečiai (talpai). Įkrovimo grandinėje naudojami nuoseklūs elementai įtampai reguliuoti, o lygiagretūs elementai – perteklinei apkrovai.
Namų elektros skydinėsAutomatiniai jungikliai yra sujungti nuosekliai su atitinkamomis grandinėmis (dėl saugumo), o atskiri kiekvienos grandinės lizdai yra sujungti lygiagrečiai (nepriklausomam veikimui).
Kaip atpažinti nuosekliąsias ir lygiagrečiąsias grandines [Praktinis vadovas]
Vizualinio identifikavimo metodai
Sekite dabartiniu keliuPatikimiausias metodas yra sekti kelią, kuriuo turi tekėti srovė:
- SerijaTik vienas galimas kelias iš teigiamo į neigiamą gnybtą
- LygiagrečiaiKeli keliai tarp tų pačių dviejų prijungimo taškų
Skaičiuoti jungties taškus:
- SerijaKiekvienas komponentas jungiasi tik su dviem kitais (išskyrus pirmąjį ir paskutinįjį)
- LygiagrečiaiKomponentai turi bendrus jungties taškus, sukurdami „T“ arba „Y“ jungtis
Ieškokite šakų:
- SerijaKomponentai sudaro vieną grandinę
- LygiagrečiaiSrovės kelias išsišakoja ir vėl susijungia
Perjungimo elgsena:
- SerijaVienas jungiklis valdo visus komponentus
- LygiagrečiaiKiekviena šaka gali turėti nepriklausomus jungiklius
Testavimas multimetru
Įtampos bandymo metodas:
- Serijos identifikavimasIšmatuokite įtampą kiekviename komponente. Nuosekliosiose grandinėse įtampos suma bus lygi šaltinio įtampai.
- Lygiagretus identifikavimasIšmatuokite įtampą kiekviename komponente. Lygiagrečiose grandinėse visi komponentai rodo tą pačią įtampą.
Dabartinis bandymo metodas:
- Serijos identifikavimasSrovės matavimai bus vienodi bet kuriame grandinės taške.
- Lygiagretus identifikavimasSrovės matavimai skirtingose šakose skirsis, bet sumuojasi į bendrą srovę.
Atsparumo bandymo metodas:
- Visiškai išjunkite grandinę
- SerijaBendra varža lygi atskirų komponentų varžų sumai
- LygiagrečiaiBendra varža yra mažesnė už mažiausią individualią varžą
Atsargumo priemonės:
- Prieš prijungdami srovės matavimo skaitiklius, visada išjunkite maitinimą
- Naudokite tinkamus įtampos ir srovės diapazonus
- Niekada nematuokite varžos maitinamose grandinėse
- Prieš įjungdami maitinimą, dar kartą patikrinkite jungtis
Dažni trikčių šalinimo scenarijai
Kai vienas komponentas veikia kitus (Žymi seriją):
- Viena lemputė perdega, visos lemputės užgęsta
- Vienas įrenginys sugenda, visa grandinė nustoja veikti
- Pridėjus daugiau įrenginių, visi įrenginiai tampa pritemdyti arba lėtesni.
Kai komponentai veikia nepriklausomai (Žymi lygiagretę):
- Atskirus įrenginius galima valdyti atskirai
- Vieno įrenginio gedimas neturi įtakos kitiems
- Kiekvienas įrenginys palaiko pastovų našumą, nepriklausomai nuo kitų
Mišrios grandinės identifikavimas:
- Kai kurie komponentai veikia nepriklausomai (lygiagrečios sekcijos)
- Kai kurie komponentai veikia vienas kitą (serijos sekcijos)
- Reikalinga kruopšti kiekvienos grandinės dalies analizė
Privalumų ir trūkumų suskirstymas
Serijinių grandinių privalumai ir trūkumai
Privalumai:
- PaprastumasReikalingas minimalus laidų ir jungčių skaičius
- EkonomiškasMažiau komponentų ir paprastesnis montavimas
- Tikslus įtampos valdymasLengva sukurti specifinius įtampos kritimus
- Vienoda srovėTa pati srovė per visus komponentus supaprastina skaičiavimus
- Paprastas srovės matavimasSrovė visoje grandinėje yra vienoda
Trūkumai:
- Vieno gedimo taškoVieno komponento gedimas sustabdo visą grandinę
- Įtampos kritimaiPridėjus komponentus, kiekvieno įrenginio įtampa sumažėja.
- Nėra nepriklausomos kontrolėsNegalite valdyti komponentų atskirai
- Ribotas lankstumasSunku modifikuoti ar išplėsti
- Dabartiniai apribojimaiVisi komponentai turi atlaikyti tą pačią srovę
Lygiagrečių grandinių privalumai ir trūkumai
Privalumai:
- Nepriklausomas veikimasKiekvieną įrenginį galima valdyti atskirai
- PatikimumasKomponentų gedimai neturi įtakos kitiems įrenginiams
- Pastovi įtampaKiekvienas įrenginys gauna visą šaltinio įtampą
- IšplečiamumasLengva pridėti daugiau įrenginių (neviršijant ribų)
- Lankstus valdymasGalima naudoti atskirus jungiklius kiekvienai šakai
Trūkumai:
- SudėtingumasReikia daugiau laidų ir jungčių
- Didesnės išlaidosDaugiau medžiagų ir darbo montavimui
- Dabartinis papildymasBendra srovė didėja su kiekvienu papildomu įrenginiu
- Apkrovos balansavimasTuri būti užtikrinta, kad bendra srovė neviršytų šaltinio talpos
- Sudėtingumo trikčių šalinimasDaugiau grandinių, kurias reikia diagnozuoti ir prižiūrėti
Dažniausios klaidos ir trikčių šalinimo patarimai
Projektavimo klaidos, kurių reikia vengti
Įtampos ir srovės painiava:
- KlaidaDarant prielaidą, kad visiems komponentams lygiagrečiose grandinėse reikia tos pačios srovės
- SprendimasAtminkite, kad srovė dalijasi, o įtampa išlieka pastovi
Komponentų įvertinimo priežiūra:
- Klaida: Naudojant skirtingoms srovėms skirtus komponentus nuosekliosiose grandinėse
- SprendimasĮsitikinkite, kad visi nuoseklūs komponentai gali atlaikyti grandinės srovę
Saugos grandinės klaidos:
- KlaidaSaugos įtaisų (saugiklių, pertraukiklių) išdėstymas lygiagrečiai, o ne nuosekliai
- SprendimasSaugos įtaisai turi būti sujungti nuosekliai, kad nutrauktų srovės tekėjimą
Galios skaičiavimo klaidos:
- KlaidaBendro energijos suvartojimo lygiagrečiose grandinėse nepakankamas įvertinimas
- SprendimasApskaičiuokite kiekvienos šakos galią atskirai, tada susumuokite bendrą galią
Nuosekliosios grandinės problemų trikčių šalinimas
Visiškas grandinės gedimas:
- Patikrinkite, ar nėra nutrūkusių grandinių (nutrūkusių jungčių, perdegusių saugiklių)
- Kiekvieno komponento vientisumo patikra
- Patikrinkite maitinimo šaltinio įtampą ir srovės pajėgumą
- Ieškokite korozijos pažeistų ar atsilaisvinusių jungčių
Sumažėjusios našumo problemos:
- Išmatuokite įtampos kritimus kiekviename komponente
- Patikrinkite, ar nėra didelės varžos jungčių
- Patikrinkite, ar komponentų specifikacijos atitinka grandinės reikalavimus
- Temperatūros sukeltų varžos pokyčių bandymas
Pertraukiamas veikimas:
- Patikrinkite, ar nėra atsilaisvinusių jungčių, kurios pertraukiamai kontaktuoja
- Išbandykite komponentus esant skirtingoms temperatūros sąlygoms
- Patikrinkite jungiklio ir jungties patikimumą
- Ieškokite vibracijos sukeltų ryšio problemų
Lygiagrečių grandinių problemų šalinimas
Individualių filialų gedimai:
- Izoliuokite probleminę šaką, išbandydami kiekvieną atskirai
- Patikrinkite, ar nėra atvirų grandinių tik sugedusioje šakoje
- Patikrinkite filialui būdingus jungiklius ir jungtis
- Išbandykite atskirų komponentų funkcionalumą
Nesubalansuotos apkrovos problemos:
- Išmatuokite srovę kiekvienoje šakoje, kad nustatytumėte disbalansą
- Patikrinkite, ar komponentai nevartoja per didelės srovės
- Patikrinkite tinkamą įtampą kiekviename šakos prijungimo taške
- Ieškokite pasipriešinimo skirtumų tarp lygiagrečių takų
Perkrautos grandinės problemos:
- Apskaičiuokite bendrą srovės suvartojimą ir palyginkite su šaltinio talpa
- Patikrinkite, ar laidai ir jungtys neperkaista
- Patikrinkite, ar grandinės apsaugos įtaisai yra tinkamo dydžio
- Apsvarstykite apkrovų perskirstymą keliose grandinėse
Kokį grandinės tipą turėtumėte pasirinkti?
Sprendimo veiksniai
Kontrolės reikalavimai:
- Pasirinkite serija kai visi komponentai turi veikti kartu
- Pasirinkite lygiagretus kai reikalinga nepriklausoma kontrolė
Patikimumo poreikiai:
- Pasirinkite serija paprastoms, ekonomiškoms reikmėms, kai priimtinas vienalaikis veikimas
- Pasirinkite lygiagretus kritinėms reikmėms, kur būtinas komponentų nepriklausomumas
Įtampos reikalavimai:
- Pasirinkite serija kai reikia padalyti įtampą arba sukurti aukštesnę įtampą
- Pasirinkite lygiagretus kai visiems komponentams reikia tos pačios įtampos
Dabartiniai svarstymai:
- Pasirinkite serija kai srovės ribojimas yra naudingas
- Pasirinkite lygiagretus kai komponentams reikia skirtingų srovių
Plėtros planai:
- Pasirinkite serija stacionariam, paprastam montavimui
- Pasirinkite lygiagretus sistemoms, kurias ateityje gali reikėti išplėsti
Konkrečioms programoms skirtos rekomendacijos
Namų „pasidaryk pats“ projektai:
- ApšvietimasKambario apšvietimui naudokite lygiagrečias grandines (nepriklausomas valdymas)
- Dekoratyvinės lemputėsNuoseklus sujungimas gali būti tinkamas paprastoms reikmėms, kai pageidaujamas vienalaikis veikimas.
- Maitinimo lizdaiLizdų montavimui visada naudokite lygiagrečias grandines
- JungikliaiSaugos ir valdymo funkcijoms naudokite nuosekliuosius jungiklius
Automobilių pritaikymas:
- ApšvietimasLygiagrečios grandinės saugumui užtikrinti (vienos lemputės perdegimas neturi įtakos kitoms)
- JutikliaiNuosekliosios grandinės saugos sistemoms (bet koks jutiklio gedimas sukelia įspėjimą)
- PriedaiLygiagrečios grandinės nepriklausomam veikimui
- Įkrovimo sistemosNuosekliojo ir lygiagretaus jungimo deriniai įtampos ir talpos optimizavimui
Elektronikos prototipų kūrimas:
- Energijos paskirstymasLygiagrečios grandinės, užtikrinančios pastovų įtampos tiekimą
- Signalų apdorojimasNuosekliosios grandinės įtampos dalymui ir signalo apdorojimui
- ApsaugaNuosekliosios grandinės srovės ribojimui ir saugumui
- Modulinis dizainasLygiagrečios grandinės nepriklausomam modulių veikimui
Pramoninės sistemos:
- Saugos grandinėsNuosekliosios grandinės avariniams stabdžiams ir blokatoriams
- Energijos paskirstymasLygiagrečios grandinės įrangos nepriklausomumui užtikrinti
- Valdymo sistemosKombinuotos grandinės sudėtingiems automatizavimo poreikiams
- StebėsenaNuosekliosios grandinės jutiklių grandinėms, lygiagrečios nepriklausomiems jutikliams
Dažnai užduodami klausimai
Kodėl namų laidams nenaudojame nuosekliųjų grandinių?
Namų instaliacijose lygiagrečios grandinės naudojamos dėl kelių svarbių priežasčių. Pirma, nepriklausomas veikimas yra būtina – reikia įjungti ir išjungti šviesas skirtinguose kambariuose, netrukdant vieniems kitiems. Antra, įtampos pastovumas užtikrina, kad kiekvienas įrenginys gautų visą jam skirtą 120 V įtampą. Trečia, patikimumas reiškia, kad sugedus vienam įrenginiui, kiti toliau veikia. Įsivaizduokite, jei kaskart perdegus vienai lemputei užtemtų visi jūsų namai!
Ar galima toje pačioje grandinėje derinti nuoseklųjį ir lygiagretųjį jungimus?
Be abejo! Naudojamos sudėtingiausios elektros sistemos nuosekliųjų-lygiagrečių deriniųPavyzdžiui, jūsų automobilio priekiniai žibintai gali būti sujungti lygiagrečiai (kad būtų nepriklausomi), o juos valdo nuosekliai sujungtas jungiklis (valdymui). Namų grandinėse naudojami lygiagretūs lizdai, valdomi nuosekliai sujungtų grandinės pertraukiklių. Šie deriniai leidžia inžinieriams optimizuoti tiek našumą, tiek kainą.
Kuris tipas naudoja daugiau energijos?
Nei vienas iš grandinės tipų savaime nenaudoja daugiau energijos – Energijos suvartojimas priklauso nuo komponentų ir jų naudojimo būdoTačiau lygiagrečios grandinės dažnai atrodo sunaudojančios daugiau energijos, nes kiekvienas komponentas veikia visa įtampa ir sunaudoja savo projektinę srovę. Nuosekliosiose grandinėse sumažinus įtampą kiekviename komponente, paprastai sumažėja kiekvieno komponento energijos suvartojimas.
Kuo skiriasi kalėdinių lempučių veikimas?
Tradicinės Kalėdų lemputės naudoti nuosekliąsias grandines – kai viena lemputė perdega, visa styga užgęsta. Šiuolaikinės Kalėdų lemputės dažnai naudojamos lygiagrečios grandinės arba specialūs apėjimo mechanizmai. Kai kuriose naujesnėse girliandose naudojamas derinys: mažos šviesų grupės, sujungtos nuosekliai, o šios grupės sujungtos lygiagrečiai, taip užtikrinant kainos ir patikimumo pusiausvyrą.
Kas nutinka su pasipriešinimu, kai pridedami komponentai?
Tai vienas iš labiausiai prieštaraujančių intuicijai grandinių aspektų:
- Nuosekliosios grandinės: Komponentų pridėjimas padidėja bendras pasipriešinimas (pvz., kliūčių pridėjimas viename kelyje)
- Lygiagrečios grandinės: Komponentų pridėjimas mažėja bendra varža (pvz., pridedant daugiau kelių srovei tekėti)
Šios koncepcijos supratimas yra labai svarbus norint prognozuoti, kaip grandinės elgsis modifikavus.
Išvada
Suprasti Skirtumas tarp nuosekliųjų ir lygiagrečių grandinių yra esminis dalykas norint saugiai ir efektyviai dirbti su elektros sistemomis. Nuosekliosios grandinės puikiai tinka tose srityse, kuriose reikalingas paprastas valdymas, įtampos dalymas arba saugus veikimas, o lygiagrečiosios grandinės vyrauja ten, kur prioritetai yra nepriklausomas veikimas, patikimumas ir pastovi įtampa.
Svarbiausios praktinio pritaikymo išvados:
- Nuosekliosios grandinės sujungti komponentus galais, dalinantis srove, bet padalijant įtampą
- Lygiagrečios grandinės sujunkite komponentus bendruose taškuose, dalindamiesi įtampa, bet dalindami srovę
- Namų instaliacija naudoja lygiagrečias grandines patikimumui ir nepriklausomam valdymui
- Saugos sistemos dažnai naudoja nuoseklias grandines, kad veiktų saugiai
- Dauguma realaus pasaulio sistemų derinkite abu tipus, kad pasiektumėte optimalų našumą
Nesvarbu, ar šalinate grandinės triktis, planuojate „pasidaryk pats“ elektros projektą, ar tiesiog bandote suprasti, kaip veikia jūsų elektroniniai prietaisai, šios pagrindinės sąvokos jums labai pravers. Atminkite, kad elektros saugumas visada turėtų būti jūsų pirmasis prioritetas – kilus abejonių, pasitarkite su kvalifikuotais specialistais.
Pasiruošę pritaikyti šias žinias praktiškai? Pradėkite nuo nuosekliųjų ir lygiagrečių grandinių atpažinimo savo namuose ir greitai suprasite, kaip šios sąvokos taikomos kasdien naudojamoms elektros sistemoms.
