Jada- ja paralleelskeemid on kaks peamist viisi, kuidas elektriosad ühendatakse. Iga tüüp muudab voolu voolamist, pinge jaotamist, takistuse arvutamist ja vooluringi reageerimist rikkele. Nende erinevuste teadmine aitab vooluringide käitumist selgelt selgitada. See artikkel annab teavet nende reeglite, kasutusviiside, piirangute ja levinud vigade kohta.
Põhilised vooluringi ühendused
Jada- ja paralleelskeemid on kaks peamist viisi, kuidas komponente elektrisüsteemides ühendatakse. Jadamisi ahelas on komponendid ühendatud ühel pideval teel. Paralleelskeemis on komponendid ühendatud samade kahe punkti vahel, mis loob voolu vooluks rohkem kui ühe tee.
Need skeemitüübid on paljude elektri- ja elektroonikasüsteemide aluseks. Need mõjutavad, kuidas vool liigub, kuidas pinge jaguneb, kuidas kogutakistus muutub ja mis juhtub, kui üks osa lakkab töötamast.
Vooluvool jadavooluringis
Jadavoolul on ainult üks tee elektrivoolu jaoks. Kuna on ainult üks tee, läbib sama vool iga vooluringi komponendi. Allikapinge jagatakse ühendatud komponentide vahel, nii et iga komponent saab osa kogu pingest.
Kui vooluahela tee katkeb mingil hetkel, lakkab kogu ahel töötamast, sest vool ei suuda tsüklit lõpetada.
Vooluteed paralleelses ahelas
Paralleelsel vooluringil on rohkem kui üks voolurada. Iga haru on ühendatud samade kahe punkti kaudu, seega saab iga haru allikast sama pinge. Kogu varustusvool jagatakse harude vahel iga tee takistuse alusel.
Kui üks haru avatakse või lõpetab töötamise, saavad teised harud jätkata tööd.
Erinevused jada- ja paralleelskeemide vahel
| Funktsioon | Sarja ring | Paralleelne skeem |
|---|---|---|
| Praegune trajektoor | Üks tee | Mitmed teed |
| Praegune | Sama kõigis komponentides | Jagatud harude vahel |
| Pinge | Jagatud komponentide vahel | Sama igas harus |
| Täielik vastupanu | Kokku koguneb | Väheneb, kui lisatakse rohkem harusid |
| Ebaõnnestumise efekt | Üks katkestus peatab kogu vooluringi | Üks haru rike mõjutab tavaliselt ainult seda haru |
Takistuse, pinge ja voolu reeglid
Jada- ja paralleelskeemid järgivad erinevaid voolu, pinge ja takistuse reegleid. Need reeglid aitavad selgitada, kuidas elektrilisi väärtusi jagatakse ja kuidas koguväärtusi arvutatakse.
Reeglid sarja ringis
Jadaliinis püsib vool kõigis komponentides sama. Kogupinge on iga komponendi pingelanguste summa ning kogu takistus on kõigi komponentide takistuste summa.
• Vool on kõigis komponentides sama
• Kogupinge on kõigi pingelanguste summa
• Kogutakistus on kõigi takistuste summa
Seeriatakistuse valem:
Rt = R1 + R2 + R3 + ...
Reeglid paralleelses ahelas
Paralleelskeemis on pinge iga haru ulatuses sama. Koguvool on kõigi harude voolude summa ning kogutakistus arvutatakse vastastikuse valemi abil.
• Pinge on iga haru ulatuses sama
• Koguvool on kõigi haruvoolude summa
• Kogutakistus leitakse vastastikuse valemi abil
Paralleeltakistuse valem:
1/Rt = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ...
Jada- ja paralleelskeemide levinud kasutusalad
Jada- ja paralleelahelaid saab paremini mõista, kui uurida, kus kumbki ühendustüüp tavaliselt kasutusele võetakse. Jadavooluring tekib siis, kui komponendid on ühendatud ühel pideval teel, samas kui paralleelne ahel tekib siis, kui komponendid on ühendatud eraldi harudes.
Taskulamp on tavaline näide jadamisikest, kuna selle osad on ühendatud ühes ahelas. Vanemad dekoratiivsed valgusnöörid kasutasid sageli ka jadamisi ühendusi, nii et üks riknenud pirn võis kogu nööri peatada. Kodujuhtmestik on tavaline näide paralleelskeemist, kuna tuled ja muud seadmed on ühendatud eraldi harudele. Paljud auto- ja elektroonikaskeemid kasutavad samuti paralleelharusid.
Jada- ja paralleelskeemide tugevused ja piirid
| Vooluahela tüüp | Eelised | Piirangud |
|---|---|---|
| Sarja ring | Lihtne ühendus, lihtne ehitada, sama vool kõigis komponentides, kasulik põhiliste vooluahelate jaoks | Üks rike peatab kogu vooluringi. Pinge jaguneb komponentide vahel; Rohkemate koormuste lisamine suurendab kogu takistust |
| Paralleelne skeem | Sama pinge iga haru vahel, parem järjepidevus, harud saavad töötada iseseisvalt, kasulik suuremate vooluringide jaoks | Vaja on rohkem juhtmeid, võib olla keerulisem analüüsida, harude lisamine suurendab kogu voolu nõudlust |
Levinumad vead jada- ja paralleelskeemides
| Levinud viga | Miks see juhtub | Kuidas seda parandada |
|---|---|---|
| Eeldades, et vool on alati sama | Jada- ja paralleelskeemide reeglid on segamini | Kasuta sama voolu reeglit ainult jadateede jaoks |
| Eeldades, et pinge jaguneb alati | Kaks skeemi tüüpi on segamini | Pea meeles, et pinge jaguneb jada, kuid jääb paralleelsete harude vahel samaks. |
| Vale takistuse valemi kasutamine | Vooluahela tüüp on valesti tuvastatud | Lisa takistused jadamisi ja kasuta paralleelselt vastastikust valemit |
| Joonistuskuju lugemine ühenduspunktide asemel | Paigutust ekslikult peetakse päris vooluahela teeks | Jälgi sõlmi ja harusid, mitte ainult joonise kuju |
| Vigakäitumise ignoreerimine | Vooluringi vastust ei kontrollita pärast katkestust või avatud rada | Kontrolli, kas üks katkestus peatab kogu vooluringi või mõjutab ainult ühte haru |
Kokkuvõte
Jada- ja paralleelskeemid toimivad erinevalt, sest nende trajektoorid on erinevad. Jadavooluringil on üks tee, samas kui paralleelsel ahelal on eraldi harud. See muudab voolu, pinge ja takistuse käitumist ning mõjutab ka seda, mis juhtub, kui osa rikneb. Kontrollides esmalt vooluahela tüüpi ja seejärel rakendades õigeid reegleid, saab ahela tulemusi täpsemalt mõista ning üldisi levinud vigu vähendada.
Korduma kippuvad küsimused [KKK]
Mis on vooluringi toide?
Võimsus on kiirus, millega vooluring kasutab elektrienergiat.
Mis juhtub, kui järjestikku lisatakse rohkem komponente?
Kogutakistus suureneb, seega vool väheneb.
Mis juhtub, kui paralleelselt lisatakse rohkem harusid?
Kogutakistus väheneb, seega koguvool suureneb.
Mis on segaring?
Segaskeemil on nii jada- kui ka paralleelsed osad.
Kuidas mõõdetakse voolu?
Voolu mõõdetakse jadamisi vooluringi rajaga.
Kuidas pinget mõõdetakse?
Pinget mõõdetakse komponendi või haru ulatuses.
