Что такое последовательно-параллельная схема?

В простых последовательных цепях все компоненты соединяются встык, образуя только один путь, по которому ток течет по цепи:

В простых параллельных цепях все компоненты подключаются между одними и теми же двумя наборами электрически общих точек, создавая несколько путей для прохождения тока от одного конца батареи к другому:

Правила, касающиеся последовательных и параллельных цепей

Для каждой из этих двух базовых конфигураций схемы у нас есть определенные наборы правил, описывающих отношения напряжения, тока и сопротивления.

Последовательные схемы:

• Падения напряжения добавляют к общему напряжению.
• Все компоненты имеют одинаковый (равный) ток.
• Сопротивления добавляют к равному общему сопротивлению.

Параллельные схемы:

• Все компоненты имеют одинаковое (равное) напряжение.
• Токи ответвления складываются с равным общим током.
• Сопротивления уменьшаются до полного сопротивления.

Последовательность - Параллельные схемы

Однако, если компоненты схемы соединены последовательно в одних частях и параллельно в других, мы не сможем применить одиночный набор правил для каждой части этой схемы. Вместо этого нам придется определить, какие части этой цепи являются последовательными, а какие - параллельными, а затем выборочно применять правила последовательного и параллельного подключения, если это необходимо, чтобы определить, что происходит. Возьмем, к примеру, следующую схему:

Эта схема не является ни простой последовательной, ни простой параллельной. Скорее, он содержит элементы обоих. Ток выходит из нижней части батареи и разделяется на R ₃ . и R ₄ , воссоединяется, затем снова разделяется, чтобы пройти через R ₁ и R ₂ , затем снова присоединитесь, чтобы вернуться к верхней части батареи. Существует более одного пути для прохождения тока (не последовательно), но в цепи более двух наборов электрически общих точек (не параллельных).

Поскольку схема представляет собой комбинацию как последовательной, так и параллельной, мы не можем применить правила для напряжения, тока и сопротивления «по таблице», чтобы начать анализ, как мы могли бы, когда цепи были тем или иным образом. Например, если бы вышеуказанная схема была простой последовательностью, мы могли бы просто сложить R ₁ через R ₄ Чтобы получить общее сопротивление, решите для общего тока, а затем решите для всех падений напряжения. Точно так же, если бы вышеуказанная схема была простой параллельной, мы могли бы просто решить для токов ответвления, сложить токи ответвления, чтобы вычислить общий ток, а затем вычислить общее сопротивление из общего напряжения и общего тока. Однако решение этой схемы будет более сложным.

Таблица по-прежнему поможет нам управлять различными значениями для последовательно-параллельных комбинированных цепей, но нам нужно быть осторожными, как и где мы применяем разные правила для последовательного и параллельного подключения. Закон Ома, конечно, по-прежнему работает точно так же для определения значений в вертикальном столбце таблицы.

Если мы сможем определить, какие части схемы являются последовательными, а какие - параллельными, мы можем анализировать их поэтапно, подходя к каждой части по очереди, используя соответствующие правила для определения отношений напряжения, тока и сопротивления. Остальная часть этой главы будет посвящена демонстрации приемов для этого.

ОБЗОР:

• Правила последовательных и параллельных цепей должны применяться выборочно к цепям, содержащим оба типа межсоединений.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ТАБЛИЦЫ:

• Таблица последовательно-параллельных цепей постоянного тока