Hva er forskjellen mellom serier og parallelle kretser?

Kretstopologi er en fascinerende og overraskende tilgjengelig familie av konsepter. I dag skal vi utforske forskjellen mellom serie- og parallellkretser.

Hva er en seriekrets? Dessuten, hva er en parallellkrets? Selv om du absolutt ikke har noen anelse, kan vi allerede fortelle deg at du sannsynligvis bruker begge typer kretser hver eneste dag i livet ditt.

Forstå forskjellen mellom en seriekrets og en parallellkrets: definisjon og nøkkelbegreper

På enklest mulige termer: en seriekrets tilbyr strømmen av elektrisitet en ideell vei gjennom labyrinten. Parallelle kretser, på den annen side, er konfigurert slik at det er to eller flere stier gjennom kretsen for at strømmen skal følge. Disse typer kretser anses som "parallelle" fordi forgreningsbanen til strømmen går langs seg selv når den passerer gjennom begge sløyfene samtidig.

Oppførselen til en strøm i en parallellkrets når den passerer gjennom en krets bestemmes i stor grad av det faktum at en elektrisk strøm vil søke de laveste spenningsområdene i et gitt system, og okkupere disse områdene på den måten den kan.

Det er ikke akkurat så enkelt, men du vil være glad for å vite at det egentlig bare er noen få andre regler involvert her. Hva bestemmer strømmens vei for minste motstand?

I slekt: Hvordan sjekke spenningen med et multimeter

Serie vs. Parallelle kretser: Hva i Toledo skjer her?

For å visualisere dette fenomenet, skal vi nevne noen få nøkkelord som du bør huske på:

• Strøm: Elektrisk energi, hentet fra en kilde og bundet av en ledning.
• Kilde: Hvor kommer strømmen fra? Et batteri? Et lyn?
• Rør: Alt som er ledende nok til å trekke elektrisitet frem fra kilden. Kobbertråden inne i smarttelefonens ladekabel er ett eksempel på en elektrisk kanal som fører strømmen fra datamaskinen eller fra en blokklader til batteriet som trenger en lading.
• Lukket krets: Et lukket elektrisk nettverk, et der strømmen har en direkte vei tilbake til kilden, og danner en komplett, kontinuerlig og ubrutt sløyfe.
• Spenning: Et mål på den potensielle energien per enhet når to punkter i kretsen sammenlignes med hverandre. Dette er mekanismen som strømmen finner veien gjennom en krets med; overflødig spenning i en del av systemet flyter til punkter med lavere spenning, og søker konstant likevekt.
• Motstand: Enhver faktor som hemmer spenningskompensasjon og flyt. Silikon er et eksempel på et svært motstandsdyktig, isolerende materiale som ofte brukes i elektronikk. Motstandsdyktig materiale brukes til å lede strømmen av elektrisitet gjennom kretsen og for å forhindre at den slipper ut av kanalen.

Når vi visualiserer en elektrisk strøm, har vi å gjøre med overføringen av elektroner fra atom til atom langs kanalen. Et objekt blir positivt eller negativt ladet når det har flere elektroner hengende rundt enn protoner, som ikke forlater atomet av seg selv.

Elektroner er valutaen for elektrisitet. Denne overføringen av elektroner er integrert i måten en strøm formidles av hvert atom i kanalen.

Hvordan passerer elektroner gjennom både serie- og parallellkretser?

Tenk på alle disse elektronene som rir langs skinnene i kanalen som om de er bittesmå biler som kjører på en supermotorvei i miniatyr.

I en lukket, komplett krets følger elektrisiteten sin kanal til der den til slutt vil "synke" - dvs. punktet med lavest tilgjengelig spenning for strømmen, stedet der den fysisk vil føle seg mest tvunget til gå. Elektrisiteten går pent og kontinuerlig gjennom det lukkede systemet, og dens totale bevarte spenning fordeler seg naturlig gjennom hele systemet, forutsatt en spesifikk kvantetilstand.

I en parallellkrets, i stedet for å reise om og om igjen gjennom denne ene, enkle, løkkede banen, er det "på-ramper" og "avkjøringsramper," veikryss for adkomst som tilbyr strømmen en alternativ naturskjønn rute gjennom to eller flere parallelle grener. Den enkle sløyfetilstanden fordeler seg nå mye annerledes gjennom kretsen.

I slekt: DIY-elektronikkprosjektideer for ingeniørstudenter

Spenning i parallell: Kirchhoffs kretslover

Vi har sett parallelle kretsløp beskrevet som å ligne forgrenede blodårer til en viss grad. Hele nettverket støtter blodstrømmen gjennom hver vene og kapillær, og når hvert hjørne av kroppen som systemet er koblet til.

Den tyske fysikeren Gustav Kirchhoff var en av de første som formaliserte kretsanalyse matematisk. Han var i stand til å forenkle oppførselen til elektrisitet i en krets ved å bruke to fysiske lover som går hånd i hånd.

En strøm som går gjennom en hvilken som helst krets adlyder disse lovene fysisk, uansett hva:

1. Energien som strømmer inn i en node eller skjæringspunktet til en forgreningskrets er mye lik energien som strømmer ut av den, og bevarer systemets totale nettoladning.
2. Den totale summen av netto potensielle elektriske forskjeller gjennom hele systemet må være lik null. Forsyningskomponenter, for eksempel battericeller, bidrar til denne summen, og mates inn i energikrevende komponenter, som motstander eller apparater som lyspærer.

Begge disse avklarer nøyaktig hva som styrer strømmens oppførsel gjennom en gitt krets. Dette andre punktet er imidlertid spesielt interessant.

I hovedsak hevder denne andre loven at hvert elektron som passerer gjennom kretsen må få nøyaktig like mye energi som det taper underveis. Hvis et av kravene ikke oppfylles, er banen som vurderes ikke en levedyktig vei for strømmen å flyte gjennom naturlig.

I slekt: Lavbudsjett DIY elektronikkprosjekter for nybegynnere

Eksempler på serier og parallelle kretser

Det vanligste eksemplet på spenning i parallell vs. i serie: Julelys. Nærmere bestemt moderne strenger vs. vintage lys.

Opprinnelig ble julelys satt i serier, en enveis kjede av pærer; hvis en pære svikter, slukkes hele greia, både før og etter den utbrente pæren. Kretsen er nå åpen og har faktisk blitt brutt.

Det er en beklagelig tilstand, men ikke la dette første eksemplet ødelegge kretser i serier for deg. Det er fortsatt mange omstendigheter der seriekretser faktisk er den riktige typen krets å velge:

• Enkle innretninger som kun kontrollerer ett apparat – de små LED-lysene i noen leker, for eksempel
• En lommelykt eller en annen enkel enhet som aktiveres ved å vende en bryter
• En sikring som beskytter et stort apparat som en vaskemaskin mot overstrøm; de er koblet opp i en seriekrets slik at serien brytes av konsekvens når sikringen utløses

I motsetning til dette er parallellkretser designet for å forbli i drift under alle forhold. Moderne julelys bruker en parallell krets for å forhindre den nevnte uheldige feriekatastrofen, for eksempel. Selv om det bare er én pære igjen, vil den fortsatt kunne skinne.

Andre vanlige eksempler på parallellkretser inkluderer følgende:

• Billykter er koblet parallelt slik at den ene siden forblir funksjonell selv om den andre siden svikter
• Kommersielle høyttalersystemer bruker parallelle kretser av samme grunn
• Gatelykter er avhengige av spenning parallelt for å holde mesteparten av gaten opplyst

Verken parallellkretser eller seriekretser bør sees på som "bedre" eller "verre" enn de andre - begge er utrolig nyttige på hver sin måte under forskjellige omstendigheter. Hvis du vet hva du trenger å oppnå med kretsen du designer, bør siden av gjerdet du hører hjemme på være helt åpenbar.

I slekt: Hva er et multimeter og hvor kan du bruke det?

Grunnleggende om kretser: parallell- og seriekretser, og hvorfor begge er viktige

Elektrisitet er farlig. Å forstå hvordan kretser fungerer er en måte å holde deg trygg på, uansett hva du tilfeldigvis går inn i.

Den gode nyheten: hvis du er i stand til å forstå disse konseptene og andre på dette feltet, vil du være bevæpnet og klar med alt du trenger å vite for å forhindre at prosjektet ditt steker kroppen din levende som en kylling klump. Ta det fra noen som har vært der.

Hva er forskjellen mellom AC og DC og hvordan kan du konvertere dem?

Forvirret av vekselstrøm og likestrøm? Les videre for å lære forskjellene og hvordan AC og DC kan konverteres.

Les Neste

Om forfatteren