Základy elektroniky

na paralelní připojení Začátky všech vodičů jsou připojeny k jednomu bodu v obvodu a konce k jinému bodu.

Obrázek níže znázorňuje schéma paralelního zapojení vodičů: Definice 3

Sériové připojení – jedná se o spojení, ve kterém je konec jednoho vodiče připojen k začátku druhého, konec druhého k začátku třetího a tak dále.

Schéma postupného zapojení vodičů:

Příklady sériového zapojení

• Vánoční girlanda;
• připojení baterií v dálkovém ovladači;
• zapojení diod v LED pásku;
• Při připojení zařízení k síti pomocí prodlužovacího kabelu bude spojení mezi zařízením a prodlužovacím kabelem sériové.

Vlastnosti sériového zapojení vodičů

Odpor při zapojení vodičů do série

Odpor celého obvodu vodičů se rovná součtu odporů všech vodičů v tomto obvodu.

n je počet připojených vodičů.

Síla proudu při sériovém zapojení vodičů

Pokud jsou vodiče zapojeny sériově, proud ve všech z nich bude stejný.

Napětí při sériovém zapojení vodičů

Celkové napětí na koncích obvodu se rovná součtu napětí na koncích všech vodičů, které tvoří obvod.

Máte potíže s daným tématem? Nebojte se, pomůžeme!

Zaregistrujte se na bezplatnou lekci
s lektorem a společně na to všechno přijdeme!

Výhody a nevýhody sériového připojení

• snadná montáž řetězu, úspora materiálu;
• pomocí sériového zapojení můžete snížit napětí v části obvodu, zapojit do obvodu zařízení s nízkým možným napětím a nedojde k jeho vyhoření;
• Pro celý obvod můžete použít jednu pojistku.

• Pokud selže byť jen jedno zařízení v řetězci, selže celý řetězec. Například pokud jedna žárovka v girlandě shoří, celá girlanda nebude fungovat.

Příklady řešení problémů

DánoDva rezistory jsou zapojeny sériově v obvodu, odpor v obvodu je 40 Ohmů, odpor jednoho z rezistorů je 12 Ohmů. Proud v obvodu je 1,5 A.

Hledat: odpor druhého rezistoru, napětí na celém obvodu a na každém rezistoru.

DánoDva rezistory jsou zapojeny sériově. Jejich odpor je 8 kOhm a 1 kOhm. Proud v obvodu je 3 mA.

najít: údaje voltmetru zapojeného mezi body A a B, B a C, A a C. Schéma zapojení:

řešení:

Přijď na to ve fyzice 8. třída!

Začněte zdarma
Učte se svým vlastním tempem s podporou mentora
Připraveno společně s lektorem:

Potřebuji pomoc s fyzikou?

Vyberte si vhodného lektora a vyzkoušejte si první lekci zdarma

• Lektor fyziky
• Lektor fyziky 8. třída
• Tutor pro přípravu na OGE ve fyzice

• Jak to funguje
• Pro tutory
• O nás
• Cena lekce
• Recenze
• Pro partnery
• Kontakty
• Lektoři přes Skype
• Zlepšení studijního výkonu
• Příprava na jednotnou státní zkoušku
• Příprava na státní závěrečnou atestaci (OGE)
• Veškeré služby doučování
• Lektoři v Moskvě
• Online lekce
• Webináře
• Odpovědět
• Dárkové certifikáty
• Firemní školení
• Opakovací kurzy
• Varianty testů Jednotná státní zkouška a Základní státní zkouška od FIPI
• Adresář školy
• Archiv adresáře
• Dobročinnost

Základy elektroniky a návrhu obvodů začínají studiem sériových a paralelních zapojení elektronických součástek a jejich vlastností.

Sériové a paralelní zapojení baterií

Při sériovém zapojení se celkové napětí (Volty) baterie rovná součtu napětí jejích článků. Výsledná baterie bude mít stejnou kapacitu jako jeden článek. V tomto případě bude všemi prvky protékat stejný proud (Ampéry) a maximální přípustný proud, který lze získat při vybití baterie, se rovná maximálnímu proudu, který lze získat z jednoho prvku.

Při paralelním zapojení stejných článků se celkové napětí baterie (Volty) bude rovnat napětí jednoho článku a celkový proud (Ampéry) se bude rovnat součtu proudů každého článku. Kapacita takové baterie se rovná součtu kapacit jejích základních prvků.

Abychom to shrnuli, zapojení článků do série v baterii zvyšuje napětí (Volty), zatímco paralelní propojení článků zvyšuje proud (Ampéry) a kapacitu (Ampéry/hodiny).

V praxi při vytváření robotů BEAM vlastníma rukama nejčastěji používají 1,5voltové AA baterie zapojené do série. Tři baterie tedy poskytují 4,5 voltu a čtyři baterie poskytují 6 voltů.

Baterie se připojují buď pájením, pomocí krátkých kousků drátu, nebo pomocí speciálních bateriových přihrádek.

Sériové a paralelní zapojení rezistorů

Při sériovém zapojení bude celkový odpor složeného rezistoru roven součtu odporů jednotlivých rezistorů.

V paralelním zapojení je vzájemná hodnota impedance rovna součtu vzájemných odporů větví.

Při použití takového zapojení rezistorů bude každým rezistorem protékat jiný proud. Síla tohoto proudu pro každý rezistor bude nepřímo úměrná jeho odporu. Celková vodivost obvodu s paralelním zapojením rezistorů se tak zvýší a jeho celkový odpor naopak klesne.

Pro výpočet odporu dvou paralelně připojených rezistorů bude mít vzorec následující formu:

Když jsou dva stejné rezistory zapojeny paralelně, jejich celkový odpor se bude rovnat polovině odporu jednoho z rezistorů:

Pro N identických rezistorů:

U paralelně zapojených rezistorů s různými odpory bude jejich celkový odpor vždy menší než nejmenší odpor.

Pokud jsou odpory v části obvodu vzájemně spojeny částečně paralelně a částečně sériově, pak se takové zapojení nazývá smíšené. V závislosti na konečném typu připojení mohou být smíšená připojení paralelního nebo sériového typu.

Pomocí výše uvedených vzorců můžeme například ze tří rezistorů získat sestavy se šesti různými odpory. Uvažujme to na příkladu tří rezistorů s odporem každého 1K (1 kiloohm).

Zapojení kondenzátorů

Pro paralelní zapojení kondenzátorů se jejich celková kapacita sečte. V tomto případě se přípustné napětí pro celou sadu kondenzátorů bude rovnat nejmenší hodnotě přípustného napětí z celé sady.

Při sériovém zapojení klesá celková kapacita a zvyšuje se celkové napětí kondenzátorů.

Celkové napětí se v tomto případě bude rovnat součtu napětí všech kondenzátorů.

Ohmův zákon

Pro výpočet napětí, proudu a odporu v obvodu se používá nejdůležitější zákon v elektronice a elektrotechnice, který empiricky objevil v roce 1826 Georg Ohm a dostal jeho jméno.

Podle Ohmova zákona pro část obvodu je proudová síla přímo úměrná rozdílu potenciálů (napětí) na koncích části obvodu a nepřímo úměrná odporu této části:

I – velikost proudu procházející částí obvodu;
U je velikost přiváděného napětí do části obvodu;
R je hodnota odporu uvažované části obvodu.

Pomocí druhé verze Ohmova zákona pro část obvodu můžeme vypočítat přivedené napětí na část obvodu, pokud známe velikost proudu procházející částí a odpor této části.

Třetí verze Ohmova zákona pro část obvodu umožňuje vypočítat odpor části obvodu ze známých hodnot napětí a proudu.

Pomocí třetí verze Ohmova zákona můžete například vypočítat odpor omezovacího odporu pro připojení LED k elektrickému obvodu s napětím převyšujícím provozní napětí LED.

Předpokládejme, že chceme připojit LED s provozním napětím 2V (2 volty) a proudovým odběrem 20 mA (20 miliampérů) k elektrické baterii o napětí 6V (6 voltů). Musíme vypočítat odpor omezovacího rezistoru. Úbytek napětí na rezistoru by měl být 6V – 2V = 4V. Protože proudová síla ve všech částech obvodu je stejná, znamená to, že náš rezistor bude mít stejný počet ampérů jako LED, konkrétně 20 mA = 0,02A. Pomocí Ohmova zákona vypočítáme odpor rezistoru.

Odpor omezovacího odporu je lepší volit s malou rezervou. V našem případě to může být 220 Ohmů.

Základy návrhu obvodů

Při vytváření obvodů nezapomeňte, že můžete rozvětvit vodiče, ale nemůžete přímo připojit vodiče, kterými mohou procházet signály s různými hodnotami, jinak dojde ke zkratu.