Kuo skiriasi serijinės ir lygiagrečios grandinės?

Grandinės topologija yra patraukli ir stebėtinai prieinama sąvokų šeima. Šiandien mes ištirsime skirtumą tarp serijinių ir lygiagrečių grandinių.

Kas yra serijinė grandinė? Be to, kas yra lygiagreti grandinė? Net jei neturite jokio supratimo, jau galime pasakyti, kad tikriausiai naudojate abiejų tipų grandines kiekvieną savo gyvenimo dieną.

Skirtumo tarp serijinės grandinės ir lygiagrečios grandinės supratimas: apibrėžimas ir pagrindinės sąvokos

Paprasčiausiais terminais: serijinė grandinė siūlo elektros srovę vienas idealus kelias per labirintą. Lygiagrečios grandinės, kita vertus, yra sukonfigūruoti taip, kad būtų du ar daugiau takų per grandinę, kad sektų srovė. Tokio tipo grandinės laikomos „lygiagrečiomis“, nes srovės išsišakojimas eina kartu su savimi, kai ji eina per abi kilpas vienu metu.

Srovės elgseną lygiagrečioje grandinėje, kai ji teka per grandinę, daugiausia lemia tai, kad an elektros srovė ieškos žemiausios įtampos zonų tam tikroje sistemoje, užimdama šias sritis bet kokiu būdu.

Tai nėra taip paprasta, bet jums bus malonu žinoti, kad čia galioja tik kelios kitos taisyklės. Kas tiksliai nustato srovės mažiausio pasipriešinimo kelią?

Susijęs: Kaip patikrinti įtampą naudojant multimetrą

Serija vs. Lygiagrečios grandinės: kas čia vyksta Tolede?

Norėdami įsivaizduoti šį reiškinį, išvardinsime keletą pagrindinių žodyno žodžių, kuriuos reikia nepamiršti:

• Dabartinė: elektros energija, paimta iš šaltinio ir sujungta kanalu.
• Šaltinis: Iš kur ateina elektra? Akumuliatorius? Žaibo žaibas?
• Vamzdis: Viskas, kas pakankamai laidi, kad iš jos šaltinio patrauktų elektrą. Išmaniojo telefono įkrovimo kabelio viduje esantis varinis laidas yra vienas iš elektros laidų pavyzdžių, nukreipiančių srovę iš kompiuterio arba blokinio įkroviklio į akumuliatorių, kurį reikia įkrauti.
• Uždaroji grandinė: uždaras elektros tinklas, kuriame srovė turi tiesioginį kelią atgal į šaltinį ir sudaro pilną, nenutrūkstamą ir nenutrūkstamą kilpą.
• Įtampa: potencialios energijos vienetui matas, kai bet kurie du grandinės taškai lyginami vienas su kitu. Tai yra mechanizmas, kuriuo srovė randa kelią per grandinę; perteklinė įtampa vienoje sistemos dalyje teka į žemesnės įtampos taškus, nuolat siekdama pusiausvyros.
• Atsparumas: Bet koks veiksnys, stabdantis įtampos kompensavimą ir srautą. Silikonas yra vienas iš labai atsparių izoliacinių medžiagų, dažniausiai naudojamų elektronikoje, pavyzdžių. Atspari medžiaga naudojama elektros srautui nukreipti visoje grandinėje ir neleisti jai išeiti iš kanalo.

Vizualizuodami elektros srovę, mes susiduriame su elektronų perkėlimu iš atomo į atomą išilgai kanalo. Objektas tampa teigiamai arba neigiamai įkrautas, kai aplink jį kabo daugiau elektronų nei protonų, kurie savaime nepalieka atomo.

Elektronai yra elektros valiuta. Šis elektronų perdavimas yra neatsiejamas nuo to, kaip kiekvienas kanalo atomas perduoda srovę.

Kaip elektronai praeina per serijines ir lygiagrečias grandines?

Pagalvokite apie visus šiuos elektronus, važiuojančius kanalo bėgiais, tarsi tai būtų maži automobiliai, važiuojantys miniatiūriniu supermagistraliniu keliu.

Uždaroje, užbaigtoje grandinėje elektra eina savo kanalu ten, kur galiausiai „nuskęs“, tai yra, žemiausios srovės įtampos taškas, vieta, kur ji fiziškai jausis labiausiai priversta eik. Elektra eina per uždarą sistemą tvarkingai ir nenutrūkstamai, jos bendra išsaugota įtampa natūraliai pasiskirsto visoje sistemoje, darant tam tikrą kvantinę būseną.

Lygiagrečioje grandinėje, užuot važinėjant vėl ir vėl šiuo vienu, vienu kilpiniu keliu, yra „ant rampos“ ir „ne rampos“, prieigos sankryžos, siūlančios srovei alternatyvų vaizdingą maršrutą per dvi ar daugiau lygiagrečių atšakų. Paprasta kilpinė būsena dabar pasiskirsto daug skirtingai visoje grandinėje.

Susijęs: „Pasidaryk pats“ elektronikos projektų idėjos inžinerijos studentams

Lygiagreti įtampa: Kirchhoffo grandinės dėsniai

Mes matėme lygiagrečias grandines, kurios tam tikru mastu primena išsišakojančias kraujagysles. Visas tinklas palaiko kraujo tekėjimą per kiekvieną veną ir kapiliarą, pasiekiantį kiekvieną kūno kampelį, prie kurio yra prijungta sistema.

Vokiečių fizikas Gustavas Kirchhoffas vienas pirmųjų matematiškai formalizavo grandinės analizę. Jis sugebėjo supaprastinti elektros elgesį grandinėje, naudodamas du fizinius dėsnius, kurie eina kartu.

Srovė, einanti per bet kurią grandinę, fiziškai paklūsta šiems dėsniams, nesvarbu:

1. Energija, patenkanti į mazgą arba išsišakojusios grandinės susikirtimo tašką, turi būti lygi iš jo ištekančiai energijai, taip išsaugant bendrą sistemos krūvį.
2. Bendra grynųjų potencialų elektrinių skirtumų suma visoje sistemoje turi būti lygi nuliui. Maitinimo komponentai, tokie kaip baterijų elementai, prisideda prie šios sumos, tiekdami energiją vartojančius komponentus, tokius kaip rezistoriai arba prietaisai, pvz., elektros lemputės.

Abu jie paaiškina, kas tiksliai valdo srovės elgesį bet kurioje grandinėje. Tačiau šis antrasis punktas yra ypač įdomus.

Iš esmės šis antrasis dėsnis teigia, kad kiekvienas elektronas, einantis per grandinę, turi įgyti tiksliai tiek energijos, kiek praranda kelyje. Jei kuris nors reikalavimas neįvykdytas, svarstomas kelias nėra tinkamas būdas srovei tekėti natūraliai.

Susijęs: Mažo biudžeto „pasidaryk pats“ elektronikos projektai pradedantiesiems

Serijinių ir lygiagrečių grandinių pavyzdžiai

Dažniausias lygiagrečios įtampos pavyzdys. serijoje: Kalėdinės lemputės. Tiksliau, šiuolaikinės stygos vs. vintažinės lemputės.

Iš pradžių kalėdinės lemputės buvo jungiamos nuosekliai – vienpusė lempučių grandinėlė; sugedus vienai lemputei, užgęsta visa, tiek prieš perdegusią, tiek po jos. Dabar grandinė atidaryta ir iš tikrųjų buvo nutraukta.

Apgailėtina padėtis, bet neleiskite, kad šis pirmasis pavyzdys sugadintų grandines. Vis dar yra daug aplinkybių, kai serijinės grandinės iš tikrųjų yra tinkamo tipo grandinės pasirinkimas:

• Paprasti įtaisai, valdantys tik vieną prietaisą – pavyzdžiui, kai kurių žaislų maži LED žibintai
• Žibintuvėlis ar bet koks kitas paprastas prietaisas, įjungiamas jungikliu
• Saugiklis, apsaugantis didelį prietaisą, pavyzdžiui, skalbimo mašiną, nuo per didelės srovės; jie yra sujungti į nuoseklią grandinę, kad serija nutrūktų dėl to, kai suveikia saugiklis

Priešingai, lygiagrečios grandinės yra sukurtos taip, kad veiktų bet kokiomis sąlygomis. Šiuolaikinės kalėdinės lemputės naudoja lygiagrečią grandinę, kad būtų išvengta, pavyzdžiui, anksčiau minėtos nelaimingos atostogų nelaimės. Net jei stovės tik viena lemputė, ji vis tiek galės šviesti.

Kiti įprasti lygiagrečių grandinių pavyzdžiai yra šie:

• Automobilio priekiniai žibintai yra sujungti lygiagrečiai, kad viena pusė išliktų funkcionali net ir sugedus kitai
• Komercinėse garsiakalbių sistemose dėl tos pačios priežasties naudojamos lygiagrečios grandinės
• Gatvių žibintai remiasi lygiagrečia įtampa, kad didžioji gatvės dalis būtų apšviesta

Nei lygiagrečios, nei nuoseklios grandinės neturėtų būti laikomos „geresnėmis“ ar „blogesnėmis“ nei kitos – abi yra neįtikėtinai naudingos savaip skirtingomis aplinkybėmis. Jei žinote, ką turite pasiekti su kuriama grandine, tvoros pusė, kuriai priklausote, turėtų būti visiškai akivaizdi.

Susijęs: Kas yra multimetras ir kur jį naudoti?

Grandinių pagrindai: lygiagrečios ir nuoseklios grandinės ir kodėl svarbios abi

Elektra pavojinga. Supratimas, kaip veikia grandinės, yra vienas iš būdų apsisaugoti, kad ir į ką patektumėte.

Geros naujienos: jei sugebėsite suvokti šias ir kitas sąvokas šioje srityje, būsite apsiginklavę ir pasiruošę su viskuo, ką turėsite žinoti, kad jūsų projektas neapkeptų jūsų kūno kaip viščiuko grynuolis. Paimkite jį iš ten buvusio žmogaus.

Koks skirtumas tarp kintamosios srovės ir nuolatinės srovės ir kaip galite juos konvertuoti?

Supainiojo kintamosios ir nuolatinės srovės maitinimą? Skaitykite toliau, kad sužinotumėte apie skirtumus ir kaip galima konvertuoti AC ir DC.

Skaitykite toliau

Apie autorių