系列VS并行|串联和并联电路的比较

有三种基本类型的电路:系列,平行和组合。了解这些电路配置将帮助您分析电路并借助于耦合的基本规则,您可以轻松计算每个组件的电流和电压。因此,在本指南中,让我们仔细看看系列和并联的基础知识,比较系列VS并联,并列出了一些串联电路和并联电路的应用。

什么是系列电路?

简单的DC电路包括直流流的闭合路径。最简单的直流源是电池,如果我们将小灯连接到电池端子,那么它构成了一个简单的直流电路。

但实用的电路由比单个灯更多的组件组成。如果电路由多个组件组成,并且如果它们全部连接到端以使其相同的电流流过它们,则电路称为串联电路。

如果我们拍摄最简单的电气元件即,例如电阻器作为示例,则以下电路示出了与电压源串联连接的三个电阻。电流只有一条路径在串联电路中流动。

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由于所有电阻器中的电流相同,因此我们可以使用欧姆的法律轻松计算各个电阻上的电压。

如果V是电源电压,则I是电路中的电流,R1,R.2,R.3.是电阻和vR1.,V.R2.和V.R3.我们得到了各个电阻的电压,然后申请欧姆的法律。

V.R1.=我x r1,V.R2.=我x r2和V.R3.=我x r3.

v = V.R1.+ V.R2.+ V.R3.= IR.1+ IR.2+ IR.3.

如果R是电路的总电阻,则V = IR,因此

IR = IR.1+ IR.2+ IR.3.

r = R.1+ R.2+ R.3.

因此,串联电阻电路的总电阻等于各个电阻之和。

分压器

从上面的串联电路解释,您可能已经注意到各个电阻跨越电压的有趣点。让我们通过串联考虑两个电阻来简化这次讨论。

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这里,V是电源电压,R1和R.2是电阻器和vR1.和V.R2.是r的电压1和R.2分别。

来自欧姆的法律

v = Ir = V.R1.+ V.R2.= IR.1+ IR.2

如果我们计算r的电压2,我们得到

V.R2.= v * r2/(R.1+ R.2的)

r的电压2是输入电压的一部分。这称为分压器电路或潜在分频器电路。

Kirchhoff的电压法(KVL)

根据由三个电阻组成的先前串联电路,我们已经建立了源电压等于各个电阻的电压之和。

v = V.R1.+ V.R2.+ V.R3.

重新排列这个方程式,我们得到了Kirchhoff的电压法。

V - V.R1.- V.R2.- V.R3.= 0.

根据Kirchhoff的电压法(KVL),闭环中的电压的代数总和等于零。

串联电路的应用

串联电路的最着名的应用之一是我们的系列节日灯。在圣诞节和假日季节,我们用五颜六色的灯光装饰我们的家园,这些灯包括串联连接的许多灯。

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这些系列假日灯的主要问题是,即使一个灯泡熄灭,它也会中断电流的流量,整个系列不会亮起。

什么是平行电路?

在串联电路中,电流只有一条路径流动。来到并联电路,电流流量将有多个路径。如果我们再次服用三个电阻,则以下图像显示了并联连接的三个电路元件的不同配置。

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上述图像中的电路可能看起来不同,但实际上它们基本上是相同的。如果您仔细观察,则所有电路元件的一端(在这种情况下电阻器)是常见的,也是另一端。因此,两个元素的平行电路由两个共点组成。

要了解更多关于并行电路,请考虑以下电路,其中我们有三个电阻与电压源并联连接。由于所有三个电阻连接在电压源上,电压对于所有电阻相同。

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但是对于电流也不是真的,因为它有多个路径流动。如果我是当前的总电流和我R1., 一世R2.和我R3.是流过各个电阻的电流,然后总电流等于各个电流的总和。

我= I.R1.+ I.R2.+ I.R3.

应用欧姆法律,我们得到我R1.= v / r1, 一世R2.= v / r2和我R3.= v / r3.

如果R是电路的总电阻,则i = v / r.使用上述等式中的所有这些,我们得到

v / r = v / r1+ v / r2+ v / r3.

所以,1 / r = 1 / r1+ 1 / r2+ 1 / r3.

对于并联连接的电阻,总电阻的倒数等于各个电阻的倒数之和。

Kirchhoff的现行法律(KCL)

从上面的讨论,我们将电路中的总电流作为各个电阻中的各个电流之和。

我= I.R1.+ I.R2.+ I.R3.

我们可以重新排列上述方程并获得Kirchhoff的现行法律。

我 - 我R1.- 一世R2.- 一世R3.= 0。

根据Kirchhoff的当前法律(KCL),输入节点并离开节点的电流的代数总和等于零。

当前分频器电路

就像电阻器的串联电路一样,可以配置为分压器电路,电阻的并联电路可以导致电流分频器电路。

虽然分压器非常受欢迎,但是当前分频器的使用是依赖的应用。

平行电路的应用

并联电路的重要应用是我们家用电气布线。所有房屋的基本接线实际上是一个并行配置。以这种方式,所有并行分支在电流取决于负载时,所有并行分支都会接收完整的120V(或240V)。

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即使有一个并行分支或电路存在问题/故障,只有连接到该电路的设备或设备也会受到影响,而剩余的分支正常运行。

系列VS并联电路:比较

下表显示了VS并行电路系列的简单比较。

系列电路 平行电路
在串联电路中,相同的电流流过所有组件。 在平行电路中,电流可以具有多于一条路径。
所有组件都以端到端的方式连接,只有一个组件之间的一个共用点。 并行中所有组件的一端连接到一个共同点,另一端到另一端。因此,并行电路有两个共点。
组件上的电压不相同并且取决于各个电阻。 并联电路中所有组件上的电压相同,等于电源电压。
如果一个组件在串联电路中发生故障,则整个电路停止运行,因为只有一个电流路径。 即使一个并行分支失败,其余分支也会继续正常工作。
在所有组件中,电流相同,各个电压的总和等于电源电压。 电压在所有组件上并联横跨所有组件相同,并且各个电流的总和等于电路中的总电流。
如果我们有三个串联连接的电阻,那么等效的电阻是单独电阻的总和(r = r1+ R.2+ R.3.)。 如果我们并联连接三个电阻,则等效电阻的逆等于各个电阻的倒数之和(1 / r = 1 / r1+ 1 / r2+ 1 / r3.的)
假日串行灯是串联电路的一个例子。 植入电气布线被植入为平行配置。

结论

系列和并联电路是电路的两个基本形式。清楚地了解这两个电路将帮助您轻松地分析任何复杂电路。我们学习了串联电路,并联电路的基础知识,比较VS并联电路以及一些应用。

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