Phương pháp kết nối máy thu năng lượng điện

Với sự bao gồm đồng thời của một số bộ thu công suất trong cùng một mạng, các bộ thu này có thể dễ dàng được coi đơn giản là các phần tử của một mạch đơn, mỗi bộ có một điện trở riêng.

Trong một số trường hợp, cách tiếp cận này hóa ra khá dễ chấp nhận: đèn sợi đốt, lò sưởi điện, v.v. - có thể được coi là điện trở. Đó là, các thiết bị có thể được thay thế bằng điện trở của chúng, và thật dễ dàng để tính toán các tham số của mạch.

Phương thức kết nối các máy thu công suất có thể là một trong những cách sau: loại kết nối nối tiếp, song song hoặc hỗn hợp.

Kết nối nối tiếp

Khi một số máy thu (điện trở) được kết nối trong một mạch nối tiếp, nghĩa là, đầu ra thứ hai của đầu tiên được kết nối với đầu ra thứ nhất của thứ hai, đầu ra thứ hai của thứ hai được kết nối với đầu ra thứ nhất của thứ ba, đầu ra thứ hai của thứ ba với đầu ra thứ nhất của thứ tư, v.v. nguồn năng lượng, thông qua tất cả các yếu tố của dòng điện mạch tôi sẽ chảy cùng độ lớn. Ý tưởng này được giải thích trong hình.

Thay thế các thiết bị bằng điện trở của chúng, chúng tôi biến đổi hình thành một mạch, sau đó các điện trở từ R1 đến R4, được kết nối nối tiếp, mỗi điện áp sẽ có một số điện áp nhất định, tổng cộng sẽ cung cấp giá trị EMF ở các đầu nối của nguồn điện. Để đơn giản, sau đây, mô tả nguồn dưới dạng một tế bào điện.

Biểu thị sự sụt giảm điện áp qua dòng điện và qua điện trở, chúng ta có được biểu thức cho điện trở tương đương của mạch nối tiếp của các máy thu: tổng điện trở của kết nối loạt điện trở luôn bằng tổng đại số của tất cả các điện trở tạo nên mạch này. Và vì các điện áp trong mỗi phần của mạch có thể được tìm thấy từ định luật Ohm (U = I * R, U1 = I * R1, U2 = I * R2, v.v.) và E = U, sau đó cho mạch của chúng tôi, chúng tôi nhận được:

Điện áp tại các cực của nguồn cung cấp bằng tổng điện áp rơi ở mỗi máy thu nối tiếp tạo thành mạch.

Do dòng điện chạy qua toàn bộ mạch có cùng giá trị, sẽ công bằng khi nói rằng các điện áp tại các máy thu nối tiếp (điện trở) có liên quan đến tỷ lệ với các điện trở. Và điện trở càng cao, điện áp đặt vào máy thu càng cao.

Đối với một loạt các điện trở trong số lượng n mảnh có cùng điện trở Rk, tổng trở tương đương của toàn mạch sẽ lớn hơn n lần so với mỗi điện trở này: R = n * Rk. Theo đó, các điện áp đặt vào mỗi điện trở mạch sẽ bằng nhau và sẽ nhỏ hơn n lần so với điện áp đặt vào toàn bộ mạch: Uk = U / n.

Các tính chất sau đây là đặc trưng cho kết nối loạt máy thu công suất: nếu bạn thay đổi điện trở của một trong các máy thu mạch, thì điện áp tại các máy thu mạch khác sẽ thay đổi; khi một trong các máy thu bị hỏng, dòng điện sẽ dừng trong toàn bộ mạch, trong tất cả các máy thu khác.

Do các tính năng này, kết nối nối tiếp rất hiếm và chỉ được sử dụng khi điện áp nguồn cao hơn điện áp định mức của máy thu, trong trường hợp không có giải pháp thay thế.

Ví dụ, với điện áp 220 volt, bạn có thể cấp nguồn cho hai đèn được nối tiếp có công suất bằng nhau, mỗi đèn được thiết kế cho điện áp 110 volt. Nếu các đèn này ở cùng một điện áp cung cấp định mức có công suất định mức khác nhau, một trong số chúng sẽ bị quá tải và rất có thể sẽ bị cháy ngay lập tức.

Kết nối song song

Một kết nối song song của các máy thu liên quan đến việc bao gồm mỗi trong số chúng giữa một cặp điểm của mạch điện để chúng tạo thành các nhánh song song, mỗi điểm được cung cấp bởi điện áp của nguồn. Để rõ ràng, chúng tôi sẽ một lần nữa thay thế các máy thu bằng điện trở của chúng để có được một mạch theo đó thuận tiện để tính toán các tham số.

Như đã đề cập, trong trường hợp kết nối song song, mỗi điện trở đều có cùng điện áp. Và theo luật Ohm, chúng ta có: I1 = U / R1, I2 = U / R2, I3 = U / R3.

Ở đây tôi là nguồn hiện tại. Định luật Kirchhoff đầu tiên cho mạch này cho phép chúng ta viết biểu thức cho dòng điện trong phần không được phép của nó: I = I1 + I2 + I3.

Do đó, tổng điện trở cho kết nối song song của các phần tử mạch với nhau có thể được tìm thấy từ công thức:

Đối ứng của điện trở được gọi là độ dẫn G và công thức tính dẫn của mạch, bao gồm một số phần tử được kết nối song song, cũng có thể được viết: G = G1 + G2 + G3. Độ dẫn của mạch trong trường hợp kết nối song song của các điện trở tạo thành nó bằng tổng đại số của độ dẫn của các điện trở này. Do đó, khi các máy thu song song (điện trở) được thêm vào mạch, tổng điện trở của mạch sẽ giảm và tổng độ dẫn sẽ tăng theo.

Các dòng điện trong mạch bao gồm các máy thu kết nối song song được phân phối giữa chúng theo tỷ lệ trực tiếp với độ dẫn của chúng, nghĩa là tỷ lệ nghịch với điện trở của chúng. Ở đây chúng ta có thể đưa ra một sự tương tự từ thủy lực, trong đó dòng nước được phân phối qua các đường ống theo các phần của chúng, sau đó một phần lớn hơn tương tự như điện trở thấp hơn, nghĩa là độ dẫn lớn hơn.

Nếu mạch bao gồm một số (n) điện trở giống nhau được mắc song song, thì tổng điện trở của mạch sẽ thấp hơn n lần so với điện trở của một trong các điện trở và dòng điện qua mỗi điện trở sẽ nhỏ hơn n lần so với tổng dòng: R = R1 / n; I1 = I / n.

Một mạch bao gồm các máy thu được kết nối song song được kết nối với nguồn điện được đặc trưng ở chỗ mỗi máy thu được cung cấp năng lượng bởi nguồn điện.

Đối với một nguồn điện lý tưởng, tuyên bố là đúng: khi kết nối hoặc ngắt kết nối các điện trở song song với nguồn, dòng điện trong các điện trở được kết nối còn lại sẽ không thay đổi, nghĩa là, nếu một hoặc nhiều máy thu của mạch song song bị hỏng, phần còn lại sẽ tiếp tục hoạt động ở cùng chế độ.

Do các tính năng này, kết nối song song có lợi thế đáng kể so với kết nối nối tiếp và vì lý do này, đó là kết nối song song phổ biến nhất trong các mạng điện. Ví dụ, tất cả các thiết bị điện trong nhà của chúng tôi được thiết kế để kết nối song song với mạng gia đình và nếu bạn ngắt kết nối một thiết bị, nó sẽ giành được phần còn lại.

So sánh các mạch nối tiếp và song song

Mạch loạt

Mạch song song

1. Dòng điện là như nhau trong tất cả các yếu tố của mạch.

1. Điện áp giống nhau trên kẹp nhánh.

2. Điện áp rơi trên các cực của mỗi điện trở bằng nhauIR

2. Hiện tại trong mỗi chi nhánh bằng với U / R

3. Điện áp đặt vào mạch bằng tổng điện áp rơi.

3. Dòng điện trong mạch tổng thể bằng tổng dòng điện nhánh.

4. Việc mở tại một điểm trong mạch làm cho dòng điện dừng trong toàn bộ mạch.

4. Việc nghỉ trong một nhánh không ngăn được lối đi hiện tại trong phần còn lại chi nhánh.

Hợp chất hỗn hợp

Một kết nối hỗn hợp của máy thu được hiểu là kết nối như vậy khi một phần hoặc một vài trong số chúng được kết nối nối tiếp và một phần khác hoặc một số song song. Trong trường hợp này, toàn bộ chuỗi có thể được hình thành từ các hợp chất khác nhau của các bộ phận đó với nhau. Ví dụ, hãy xem xét sơ đồ:

Ba điện trở được kết nối nối tiếp được kết nối với một nguồn điện, hai điện trở nữa được kết nối song song với một trong số chúng và thứ ba được kết nối song song với toàn bộ mạch.Để tìm trở kháng của mạch, họ trải qua các phép biến đổi liên tiếp: một mạch phức được tuần tự dẫn đến một dạng đơn giản, tính toán tuần tự điện trở của mỗi liên kết, và do đó tìm tổng trở tương đương.

Ví dụ của chúng tôi. Đầu tiên, tìm thấy tổng điện trở của hai điện trở R4 và R5 mắc nối tiếp, sau đó tính toán điện trở của kết nối song song với R2, sau đó chúng được thêm vào giá trị thu được của R1 và R3, sau đó tính giá trị điện trở của toàn mạch, bao gồm cả nhánh song song R6, được tính toán.

Các phương pháp kết nối máy thu công suất khác nhau được sử dụng trong thực tế cho các mục đích khác nhau để giải quyết các nhiệm vụ cụ thể. Ví dụ, một hợp chất hỗn hợp có thể được tìm thấy trong các mạch điện tích mềm. tụ điện điện phân trong các nguồn cung cấp năng lượng mạnh, trong đó tải (tụ điện sau cầu diode) trước tiên nhận được điện nối tiếp qua điện trở, sau đó điện trở được bắc cầu bằng các tiếp điểm rơle và tải được nối song song với cầu diode.