A corrente no circuito elétrico passa pelos condutores da fonte de tensão para a carga, ou seja, para lâmpadas, aparelhos. Na maioria dos casos, os fios de cobre são usados como condutores. Um circuito pode ter vários elementos com diferentes resistências. No circuito do instrumento, os condutores podem ser conectados em paralelo ou em série, podendo também haver tipos mistos.
Elemento esquema com uma resistência chamada resistor, a tensão de um determinado elemento é a diferença de potencial entre as extremidades do resistor. A conexão elétrica paralela e em série dos condutores é caracterizada por um único princípio de operação, segundo o qual a corrente flui de mais para menos, respectivamente, o potencial diminui. Nos diagramas de fiação, a resistência da fiação é considerada 0, pois é desprezível.
A conexão paralela pressupõe que os elementos do circuito estejam conectados à fonte em paralelo e sejam ligados ao mesmo tempo. A conexão serial significa que os condutores de resistência são conectados em sequência estrita, um após o outro.
Ao calcular, é usado o método de idealização, o que simplifica muito o entendimento. De fato, em circuitos elétricos, o potencial diminui gradualmente no processo de movimentação da fiação e dos elementos incluídos em uma conexão paralela ou em série.
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Conexão serial de condutores
O esquema de conexão serial implica que eles sejam ligados em uma determinada sequência, um após o outro. Além disso, a força atual em todos eles é igual. Esses elementos criam uma tensão total no local. As cargas não se acumulam nos nós do circuito elétrico, pois, caso contrário, uma mudança na tensão e na corrente seria observada. Com uma tensão constante, a corrente é determinada pelo valor da resistência do circuito, portanto, em um circuito em série, a resistência muda se uma carga mudar.
A desvantagem de tal esquema é o fato de que, em caso de falha de um elemento, o restante também perde a capacidade de funcionar, pois o circuito está quebrado. Um exemplo é uma guirlanda que não funciona se uma lâmpada queimar. Esta é uma diferença fundamental de uma conexão paralela, onde os elementos podem operar individualmente.
O circuito em série assume que, devido à conexão de nível único dos condutores, sua resistência é igual em qualquer ponto da rede. A resistência total é igual à soma da redução de tensão dos elementos individuais da rede.
Com este tipo de conexão, o início de um condutor é conectado ao final de outro. A principal característica da conexão é que todos os condutores estão no mesmo fio sem ramificações, e uma corrente elétrica flui através de cada um deles. No entanto, a tensão total é igual à soma das tensões em cada um. Você também pode considerar a conexão de um ponto de vista diferente - todos os condutores são substituídos por um resistor equivalente e a corrente nele é a mesma que a corrente total que passa por todos os resistores. A tensão total equivalente é a soma dos valores de tensão em cada resistor. Esta é a diferença de potencial através do resistor.
O uso de uma conexão serial é útil quando você deseja ligar e desligar especificamente um dispositivo específico. Por exemplo, uma campainha elétrica só pode tocar quando houver uma conexão com uma fonte de tensão e um botão. A primeira regra diz que, se não houver corrente em pelo menos um dos elementos do circuito, não haverá nos demais. Assim, se há corrente em um condutor, é nos outros. Outro exemplo seria uma lanterna a bateria, que só acende quando há uma bateria, uma lâmpada funcionando e um botão pressionado.
Em alguns casos, um esquema serial não é prático. Em um apartamento onde o sistema de iluminação consiste em muitas lâmpadas, arandelas, lustres, você não deve organizar um esquema desse tipo, pois não há necessidade de acender e apagar as luzes em todos os cômodos ao mesmo tempo. Para isso, é melhor usar uma conexão paralela para poder acender a luz em salas individuais.
Ligação paralela de condutores
Em um circuito paralelo, os condutores são um conjunto resistores, algumas extremidades das quais são montadas em um nó e a outra - no segundo nó. Supõe-se que a tensão na conexão do tipo paralelo seja a mesma em todas as partes do circuito. Seções paralelas do circuito elétrico são chamadas de ramos e passam entre dois nós de conexão, eles têm a mesma tensão. Esta tensão é igual ao valor em cada condutor. A soma dos indicadores, o recíproco da resistência dos ramos, também é inversa em relação à resistência de uma seção separada do circuito do circuito paralelo.
Com conexões paralelas e em série, o sistema para calcular as resistências de condutores individuais é diferente. No caso de um circuito paralelo, a corrente flui através dos ramos, o que aumenta a condutividade do circuito e reduz a resistência total. Quando vários resistores com valores semelhantes são conectados em paralelo, a resistência total desse circuito elétrico será menor que um resistor um número de vezes igual ao número de resistores no circuito.
Cada ramo possui um resistor, e a corrente elétrica, ao atingir o ponto de ramificação, é dividida e diverge para cada resistor, seu valor final é igual à soma das correntes em todas as resistências. Todos os resistores são substituídos por um resistor equivalente. Aplicando a lei de Ohm, o valor da resistência fica claro - em um circuito paralelo, os valores recíprocos das resistências nos resistores são somados.
Com este circuito, o valor da corrente é inversamente proporcional ao valor da resistência. As correntes nos resistores não são interconectadas, portanto, se um deles for desligado, isso não afetará os outros. Por esse motivo, esse esquema é usado em muitos dispositivos.
Considerando as possibilidades de uso de um circuito paralelo na vida cotidiana, é aconselhável observar o sistema de iluminação do apartamento. Todas as lâmpadas e lustres devem ser ligados em paralelo, caso em que ligar e desligar uma delas não afeta o funcionamento das outras lâmpadas. Adicionando assim trocar cada lâmpada no ramo do circuito, você pode ligar e desligar a lâmpada correspondente conforme necessário. Todas as outras lâmpadas funcionam de forma independente.
Todos os aparelhos elétricos são ligados em paralelo a uma rede elétrica de 220 V, depois são ligados a um quadro de distribuição. Ou seja, todos os dispositivos estão conectados independentemente da conexão de outros dispositivos.
Leis de conexão em série e em paralelo de condutores
Para uma compreensão detalhada na prática de ambos os tipos de compostos, apresentamos fórmulas que explicam as leis desses tipos de compostos. O cálculo de potência para conexão em paralelo e em série é diferente.
Em um circuito em série, há a mesma intensidade de corrente em todos os condutores:
I = I1 = I2.
De acordo com a lei de Ohm, esses tipos de conexões de condutores são explicados de forma diferente em casos diferentes. Assim, no caso de um circuito em série, as tensões são iguais entre si:
U1 = IR1, U2 = IR2.
Além disso, a tensão total é igual à soma das tensões dos condutores individuais:
U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR.
A resistência total do circuito elétrico é calculada como a soma das resistências ativas de todos os condutores, independentemente do seu número.
No caso de um circuito paralelo, a tensão total do circuito é semelhante à tensão dos elementos individuais:
U1 = U2 = U.
E a força total da corrente elétrica é calculada como a soma das correntes disponíveis em todos os condutores localizados em paralelo:
I = I1 + I2.
Para garantir a máxima eficiência das redes elétricas, é necessário entender a essência de ambos os tipos de conexões e aplicá-las adequadamente, utilizando as leis e calculando a racionalidade da implementação prática.
Ligação mista de condutores
As conexões de resistência em série e paralela podem ser combinadas em um circuito elétrico, se necessário. Por exemplo, é permitido conectar resistores paralelos em série a outro resistor ou seu grupo, este tipo é considerado combinado ou misto.
Nesse caso, a resistência total é calculada tomando a soma dos valores para a conexão paralela no sistema e para a conexão em série. Primeiro você precisa calcular a resistência equivalente dos resistores em série e depois os elementos do paralelo. Uma conexão serial é considerada uma prioridade, e circuitos desse tipo combinado são frequentemente usados em eletrodomésticos e eletrodomésticos.
Assim, considerando os tipos de conexões dos condutores nos circuitos elétricos e com base nas leis de seu funcionamento, pode-se entender completamente a essência da organização dos circuitos da maioria dos eletrodomésticos. Com conexões paralelas e em série, o cálculo dos indicadores de resistência e força de corrente é diferente. Conhecendo os princípios de cálculo e fórmulas, você pode usar com competência cada tipo de organização de circuito para conectar os elementos da melhor maneira e com a máxima eficiência.
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