Схема подключения проходного выключателя | КилоВатт
На Вашу эл. почту выслан электронный чек
Для получения заказа необходимо предъявить электронный чек на экране смартфона или в распечатанном виде
Схема подключения проходного выключателя | КилоВаттПодключение проходного выключателя: схема для управления из двух точек
Это довольно простая схема, которая не должна вызывать излишних вопросов. Отличается она от схемы подсоединения обычного выключателя двумя нюансами.
- Конструкцией самого выключателя. У него нет нейтрального положения «Выкл.» – он направляет электрический ток либо на одну свою клемму, либо на другую. Перенаправляя электрический ток, он замыкает или размыкает одну из возможных схем работы этой системы, и отключение осветительного прибора осуществляется в том случае, когда два проходных выключателя находятся в разных положениях.
- Количеством проводов, участвующих в установке проходного выключателя. Если в схеме подключения обычного одинарного выключателя задействовано всего два провода, которые представляют собой разорванную фазу, то в случае с проходным выключателем к каждому из них подводится три провода, два из которых, по сути, являются перемычками между двумя маршевыми выключателями.
Третий для одного из них является подачей фазы, а для другого – выходом фазы, идущей на светильник.
Как подключить проходной выключатель схема
В отличие от принципиальной схемы, не вызывающей вопросов, на практике дела обстоят немного сложнее. Большинство людей вводит в заблуждение наличие дополнительного элемента в этой схеме – коммутационной коробки. Если монтировать электропроводку по всем правилам, то от нее никак не избавиться. Существует достаточно простой способ понять принцип коммутации – представленную наглядно схему подключения проходного выключателя нужно разорвать на две части (ровно пополам каждый проводок) и скрутить ее заново, используя изоленту. Здесь все дело в вашем воображении – если сможете разорвать правильно, то получится собрать такую проводку вне зависимости от местоположения ее элементов.
Подключение проходного выключателя схема
Схема управления светом из трех мест: подключение трех проходных выключателей
Схема управления освещением из трех разных мест ненамного отличается от предыдущего варианта решения вопроса, как подключить проходной выключатель? Разница между ними заключается в наличии третьего устройства, отличного по конструкции от типичных маршевых выключателей.
Это устройство именуется «перекрестный выключатель» и позволяет использовать для управления светом сразу три схемы. Он может служить транзитным устройством, не влияя на работу двух других маршевых выключателей и одновременно самостоятельно замыкать и размыкать цепь освещения вне зависимости от двух остальных выключателей.
В отличие от проходного выключателя, этот прибор имеет не три, а пять клемм подключения – две из них используются для подсоединения с первым проходным выключателем, две другие со вторым маршевым устройством соответственно, ну а пятая является транзитной. Именно благодаря ей возможно управление светильником из трех мест – как правило, она просто соединяется перемычкой с третьей клеммой устройства.
Установка проходного выключателя схема
Двухклавишный проходной выключатель: управление двумя группами светильников из нескольких мест
Прежде чем приступать к решению вопроса подсоединения двухклавишного проходного выключателя, для начала необходимо разобраться с его конструкцией.
- На первый выключатель, а вернее на две его одинаковые части, подача электроэнергии осуществляется одним проводом (между собой две клеммы разных его частей просто соединяются перемычкой). На втором выключателе, с которого осуществляется подключение осветительного прибора, каждая из выходных фаз питает свой осветительный прибор.
Подключение двухклавишного проходного выключателя
- Количество проводов. Если в случае с одинарным проходным выключателем прокладывается три провода к каждому из устройств, то в случае с двухклавишным его аналогом понадобится протянуть пять жил к первому и шесть ко второму. Такая разница обусловлена наличием одной общей входящей фазы на первом выключателе и двух выходящих на разные осветительные приборы на втором.
Схема подключения двухклавишного проходного выключателя
Подводя итоги всему вышенаписанному, можно прийти к выводу, что оперируя проходными и перекрестными выключателями с разным количеством клавиш, можно строить достаточно сложные схемы, позволяющие управлять освещением из необходимого количества мест – по большому счету, их может быть много. Другое дело – целесообразность таких схем. Как правило, в быту все ограничивается максимум тремя местами управления. Редко, но все-таки возникает необходимость включать и выключать свет из четырех и даже пяти мест. Но суть не в этом – дело в том, что освоив простой одноклавишный проходной выключатель и принцип его монтажа, вы с легкостью сможете оперировать этими устройствами и создавать любые удобные для вас схемы.
Автор статьи Александр Куликов
ВСЕ О ПРОХОДНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯХ — СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ, СРАВНЕНИЕ, ВИДЕО
Все хотят много света и чтобы было удобно включать.
Как это сделать? Ответ прост — проходные выключатели. Переключатели, импульсные реле, дистанционные выключатели, с распайками и без — все это в одном месте.
Итак, что такое проходной выключатель?
Проходные выключатели — это способ включения света из нескольких мест. Точнее это когда свет можно в одном месте включить, а в другом выключить. Например, в начале и в конце коридора, на лестничных пролетах или в спальне, когда выключатель света устанавливается при входе и возле кровати.
Если ваши выключатели позволяют включать свет из мескольких мест, то они проходные по определению и не важно по какой схеме они сделаны, на переключателях, импульсных реле или дистанционных выключателях. Далее будут рассмотрены основные схемы включения и их достоинства и недостатки.
Проходная схема включения на переключателях
Начнем с классики. Самый часто используемый, но не самый простой, способ это схема на переключателях. В отличии от выключателя, который разрывает и замыкает цепь переключатель перекидывает контакт с одной клеммы на другую.
Используя в пару таких переключателей легко сделать включение света из двух мест. Однако если придется добавить еще один или два, то схема приобретает очень хитроумный вид. В ам придется тянуть шлейфы от каждого выключателя.
Схема подключения одноклавишного проходного из 2-х мест
Схема подключения одноклавишного проходного из 3-х мест
Схема подключения двухклавишного проходного из 2-х мест
Проходная схема включения на импульсных реле
Перейдем к схеме на импульсных реле. Здесь разделяется шина питания и шина управления. Шиной питания, к которой подключены лампочки занимается реле, которому приходят сигналы по шине управления, к которой подключены кнопки.
Большой плюс по сравнению с переключателями — здесь не приходится заниматься сложной комбинаторикой и путаться в проводах.
Схема очень логичная и понятная.
Также эта схема позволяет одинаково эффективно включать разные типы освещения (светодиодное, газоразрядное и тп) и включать большую нагрузку правильно подобрав номинал импульсного реле. А в ситуациях, когда пусковой ток сильно превышает номинальный, реле по определению выигрывают у выключателей и переключателей.
Отдельные производители утверждают, что экономия может доходить 40% сравнению со схемой на переключателях.
Схема управления освещением из 4-х мест на импульсном реле
Проходная схема включения на дистанционных выключателях
Глядя на схему управления освещением на дистанционных выключателей, их еще называют радиовыключателями или беспроводными, говорить даже особо не о чем — светильник подключается через блок управления, который управляется по сигналу с выключателя.
На вход блока управления подается напряжение 220В. К выходу подключается светильник или группа светильников, которые будут включаться вместе по сигналу с радиовыключателя.
После этого в память блока управления прописываются коды выключателей нажатием на кнопку блока и клавишу выключателя. Таких выключателей можно поставить сколько угодно и где угодно, единственное ограничение — это память блока управления, куда записываются коды выключателей. Тут, как говорится, читайте инструкцию.
Схема управления освещением из 2-х и более мест на дистанционных выключателях
Преимущества схемы включения на дистанционных выключателях
Применение дистанционного управления позволяет сократить время и расходы на монтаж систем освещения более чем в 2 раза.
- Минимум проводки. Электропроводка останется только там, где это реально необходимо
- Минимум соединений. Сокращения числа распаечных коробок и соединений проводов
- Минимум работы по установке и подключению. Сокращение работ по прокладке электропроводки и времени на монтаж
- Гибкость и адаптивность. Добавить, убрать, переставить, поменять схему включения можно в любой момент
Сокращение работ по прокладке электропроводки и времени на монтажСхема управления 2-я линиями освещения из 2-х и более мест на дистанционных выключателях
Остались вопросы?
Вы можете задать все вопросы по материалам данной статьи и получить бесплатную консультацию:
Тел.: +7 (495) 151-00-74 доб. 101
E-mail: [email protected]
символов цепи | Клуб электроники
Символы цепи | Клуб электроникиСледующая страница: Электричество и электрон
См.
также: Принципиальные схемы
Обозначения цепей на схемах
Символы цепей используются в принципиальных схемах, показывающих, как устроена цепь. связаны вместе. Фактическое расположение компонентов обычно сильно отличается от принципиальной схемы.
Чтобы построить схему, вам понадобится другая схема, показывающая расположение частей на макетная (для временных цепей), картон или печатная плата.
Принципиальная схема
Символы проводов и соединений
Провод
Соединяет компоненты и легко пропускает ток из одной части цепи в другую.
Провода соединены
«Клякса» должна быть нарисована там, где соединяются (соединены) провода, но иногда ее опускают. Провода, соединенные на «перекрестках», должны располагаться в шахматном порядке, образуя два Т-образных соединения. как показано справа.
Провода не соединены
В сложных схемах часто необходимо рисовать пересекающиеся провода, даже если они не
связанный.
Простое пересечение слева правильно, но может быть неправильно истолковано как соединение, где
«капля» была забыта. Символ моста справа не оставляет сомнений!
Символы источника питания
Сотовый
Поставляет электроэнергию. Большая линия положительная (+). Один элемент часто называют батареей, но, строго говоря, батарея представляет собой две или более ячеек, соединенных вместе.
Аккумулятор
Поставляет электроэнергию. Аккумулятор — это больше, чем одна ячейка. Большая линия положительная (+).
Солнечная батарея
Преобразует свет в электрическую энергию.
Большая линия положительна (+).
Источник постоянного тока
Поставляет электроэнергию.
DC = постоянный ток, всегда текущий в одном направлении.
Блок питания переменного тока
Поставляет электроэнергию.
AC = переменный ток с постоянным изменением направления.
Предохранитель
Защитное устройство, которое «взорвется» (расплавится), если ток, протекающий через него, превысит заданное значение.
Трансформатор
Две катушки проволоки, соединенные железным сердечником. Трансформаторы используются для повышения (увеличение) и понижение (уменьшение) напряжения переменного тока. Энергия передается между катушки магнитным полем в сердечнике, между катушками нет электрической связи.
Земля (Земля)
Соединение с землей. Для некоторых электронных схем этот символ используется для обозначения 0 В (ноль вольт) источника питания. но для сетевого электричества и некоторых радиосхем это действительно означает землю. Он также известен как земля.
Символы устройств вывода
Лампа (освещение)
Преобразователь, преобразующий электрическую энергию в свет. Этот символ используется для обозначения лампы, обеспечивающей освещение, например автомобильной фары или лампы фонарика.
Лампа (индикатор)
Преобразователь, преобразующий электрическую энергию в свет.
Этот символ используется для лампы, которая является индикатором, например сигнальной лампой на приборной панели автомобиля.
Нагреватель
Преобразователь, преобразующий электрическую энергию в тепловую.
Двигатель
Преобразователь, преобразующий электрическую энергию в кинетическую (движение).
Звонок
Преобразователь, преобразующий электрическую энергию в звук.
Зуммер
Преобразователь, преобразующий электрическую энергию в звук.
Индуктор, катушка, соленоид
Катушка провода, создающая магнитное поле при прохождении через нее тока. Внутри катушки может быть железный сердечник. Может использоваться как преобразователь преобразование электрической энергии в механическую за счет магнитного притяжения чего-либо.
Символы переключателей
Кнопочный переключатель
Кнопочный переключатель пропускает ток только при нажатии кнопки. Это переключатель, используемый для управления дверным звонком.
Размыкающий выключатель
Этот тип кнопочного выключателя нормально замкнут = включен, разомкнут = выключен только при нажатии кнопки.
SPST, выключатель
SPST = однополюсный, однонаправленный. Ток течет только тогда, когда переключатель находится в закрытом = включенном положении.
SPDT, 2-позиционный переключатель
SPDT = однополюсный, двухпозиционный. Двухпозиционный переключатель направляет ток по одному из двух путей в зависимости от его положения. Некоторые переключатели SPDT имеют центральное положение «выключено» и описываются как «вкл-выкл-вкл».
Переключатель DPST
DPST = двухполюсный, одноходовой. Двойной выключатель, который часто используется для переключения сетевого электричества, потому что он может изолировать как живые, так и нейтральные соединения.
Двухполюсный переключатель
DPDT = двухполюсный, двунаправленный.
Этот переключатель может быть подключен как реверсивный переключатель двигателя.
Некоторые переключатели DPDT имеют центральное выключенное положение.
Реле
Переключатель с электроприводом, например цепь батареи 9 В, подключенная к
катушка может переключать цепь переменного тока.
Прямоугольник представляет катушку.
NO = нормально открытый, COM = общий, NC = нормально закрытый.
Символы резисторов
Резистор
Резистор ограничивает поток заряда. Использование включает ограничение тока, проходящего через светодиод,
и медленно заряжая конденсатор в цепи синхронизации.
Переменный резистор реостата
Реостат имеет 2 контакта и обычно используется для контроля тока. Использование включает управление яркостью лампы или скоростью двигателя и изменение скорости потока заряда в конденсаторе в цепи синхронизации.
Переменный резистор потенциометра
Потенциометр имеет 3 контакта и обычно используется для контроля напряжения. Его можно использовать как датчик, преобразующий положение (угол управляющего шпинделя) в электрический сигнал.
Предустановленный переменный резистор
Предустановка выполняется с помощью небольшой отвертки или аналогичного инструмента.
Он предназначен для настройки, когда цепь создана, а затем оставлена без дальнейшей настройки.
Пресеты дешевле стандартных переменных резисторов, поэтому их иногда используют в проектах для удешевления.
Символы конденсаторов
Конденсатор, неполяризованный
Конденсатор накапливает электрический заряд. Его можно использовать с резистором в цепи синхронизации, для сглаживания подачи (обеспечивает резервуар заряда) и может использоваться в качестве фильтра (блокируя сигналы постоянного тока, но пропуская сигналы переменного тока). Неполяризованные конденсаторы обычно имеют небольшие номиналы, менее 1 мкФ.
Конденсатор, поляризованный
Конденсатор накапливает электрический заряд. Поляризованные конденсаторы должны быть подключены правильным образом. Обычно они имеют большие значения, 1 мкФ и выше. См. выше для использования.
Переменный конденсатор
В радиотюнере используется переменный конденсатор.
Подстроечный переменный конденсатор
Переменный конденсатор этого типа предназначен для установки при замыкании цепи и последующем оставлении без дополнительной регулировки.
Символы диодов
Диод
Устройство, позволяющее току течь только в одном направлении.
Светодиод
Преобразователь, преобразующий электрическую энергию в свет. Обычно сокращается до светодиода.
Стабилитрон
Для поддержания постоянного напряжения можно использовать стабилитрон.
Фотодиод
Светочувствительный диод.
Символы транзисторов
Транзистор NPN
Транзистор усиливает ток и может использоваться с другими компонентами для создания усилителя или переключающей схемы. Этот символ относится к биполярному транзистору (BJT), типу, который вы, скорее всего, будете использовать вначале.
Транзистор PNP
Транзистор усиливает ток и может использоваться с другими компонентами для создания усилителя или переключающей схемы. Этот символ относится к биполярному транзистору (BJT), типу, который вы, скорее всего, будете использовать вначале.
Фототранзистор
Светочувствительный транзистор.
Символы аудио и радио
Микрофон
Преобразователь, преобразующий звук в электрическую энергию.
Наушники
Преобразователь, преобразующий электрическую энергию в звук.
Громкоговоритель
Преобразователь, преобразующий электрическую энергию в звук.
Пьезодатчик
Преобразователь, преобразующий электрическую энергию в звук.
Усилитель (общее обозначение)
Схема усилителя с одним входом. На самом деле это символ блок-схемы потому что он представляет собой схему, а не только один компонент.
Антенна (антенна)
Устройство для приема или передачи радиосигналов. Он также известен как антенна.
Приборы и осциллограф
Вольтметр
Измеряет напряжение. Правильное название напряжения — «разность потенциалов», но напряжение используется более широко.
Амперметр
Измеряет ток.
Гальванометр
Очень чувствительный измеритель, используемый для измерения малых токов, обычно 1 мА или менее.
Омметр
Измеряет сопротивление. Большинство мультиметров имеют настройку омметра.
Осциллограф
Осциллограф используется для отображения «формы» электрических сигналов, показывая, как они меняются со временем. Его можно использовать для измерения напряжения и периодов времени.
Датчики (устройства ввода)
ЛДР
Преобразователь, преобразующий яркость (свет) в сопротивление (электрическое свойство). LDR = светозависимый резистор
Термистор
Преобразователь, преобразующий температуру (тепло) в сопротивление (электрическое свойство).
Символы логических вентилей
Логические элементы обрабатывают сигналы, которые представляют собой истинных (1, высокий уровень, +Vs, вкл.) или ложных (0, низкий уровень, 0 В, выкл.).
Дополнительную информацию см. на странице логических вентилей.
Показанные здесь символы являются традиционными для логических элементов, поскольку они являются наиболее широко используемыми символами.
НЕ
Элемент НЕ может иметь только один вход. «О» на выходе означает «нет». Выход вентиля НЕ является обратным (противоположно) его входу, поэтому вывод истинен, когда вход ложен. Вентиль НЕ также называют инвертором.
И
Логический элемент И может иметь два или более входа. Выход вентиля И истинен, когда истинны все его входы.
НЕ-И
Элемент И-НЕ может иметь два или более входа. «О» на выходе означает «не», показывая, что это N от И ворота. Выход вентиля И-НЕ истинен, если только все его входы истинны.
ИЛИ
Элемент ИЛИ может иметь два или более входа. Выход вентиля ИЛИ истинен, когда истинен хотя бы один из его входов.
НИ
Элемент ИЛИ-НЕ может иметь два или более входа. «О» на выходе означает «не», показывая, что это N или ИЛИ ворота. Выход вентиля ИЛИ-НЕ истинен, когда ни один из его входов не истинен.
ЭКС-ИЛИ
Логический элемент EX-OR может иметь только два входа.
Выход вентиля EX-OR истинен, когда его входы различны (один истинный, один ложный).
EX-НОР
Вентиль EX-NOR может иметь только два входа. «О» на выходе означает «не», показывая, что это N ot Ворота EX-OR . Выход вентиля EX-NOR истинен, когда его входы одинаковы (оба истинны или оба ложны).
Следующая страница: Электричество и Электрон | Исследование
Учебник по физике: последовательные цепи
Как упоминалось в предыдущем разделе урока 4, два или более электрических устройства в цепи могут быть соединены последовательно или параллельно. Когда все устройства соединены с помощью последовательных соединений, цепь называется последовательной схемой . В последовательной цепи каждое устройство подключено таким образом, что существует только один путь, по которому заряд может пройти через внешнюю цепь. Каждый заряд, проходящий через петлю внешней цепи, будет последовательно проходить через каждый резистор.
В предыдущем разделе Урока 4 было проведено краткое сравнение и сопоставление последовательной и параллельной цепей. В этом разделе было подчеркнуто, что добавление большего количества резисторов в последовательную цепь приводит к довольно ожидаемому результату, заключающемуся в увеличении общего количества резисторов. сопротивление. Поскольку в цепи есть только один путь, каждый заряд сталкивается с сопротивлением каждого устройства; поэтому добавление большего количества устройств приводит к увеличению общего сопротивления. Это повышенное сопротивление служит для уменьшения скорости протекания заряда (также известной как ток).
Эквивалентное сопротивление и ток
Заряды протекают вместе через внешнюю цепь со скоростью, которая везде одинакова. Ток в одном месте не больше, чем в другом. Фактическая величина тока обратно пропорциональна величине общего сопротивления. Существует четкая зависимость между сопротивлением отдельных резисторов и общим сопротивлением набора резисторов.
Что касается батареи, которая качает заряд, наличие двух 6-омных резисторов, соединенных последовательно, будет эквивалентно наличию в цепи одного 12-омного резистора. Наличие трех последовательно соединенных резисторов сопротивлением 6 Ом будет эквивалентно наличию в цепи одного резистора сопротивлением 18 Ом. А наличие четырех резисторов на 6 Ом последовательно было бы эквивалентно наличию в цепи одного резистора на 24 Ом.
Это концепция эквивалентного сопротивления. Эквивалентное сопротивление цепи представляет собой величину сопротивления, которая потребуется одному резистору, чтобы уравнять общий эффект набора резисторов, присутствующих в цепи. Для последовательных цепей математическая формула для расчета эквивалентного сопротивления (R экв. ) выглядит следующим образом:0345
, где R 1 , R 2 и R 3 — значения сопротивления отдельных резисторов, соединенных последовательно.
Больше практики Создавайте, решайте и проверяйте свои собственные проблемы с помощью виджета Equivalent Resistance ниже. Составьте себе задачу с любым количеством резисторов и любых номиналов. Решать проблему; затем нажмите кнопку «Отправить», чтобы проверить свой ответ.
Ток в последовательной цепи везде одинаков. Заряд НЕ накапливается и не начинает накапливаться в любом заданном месте, так что ток в одном месте больше, чем в других местах. Заряд НЕ расходуется резисторами так, что в одном месте его меньше, чем в другом. Заряды можно представить себе как марширующие вместе по проводам электрической цепи, везде марширующие с одинаковой скоростью. Ток — скорость, с которой течет заряд, — везде одинакова. Это то же самое на первом резисторе, что и на последнем резисторе, как и в батарее. Математически можно написать
where I 1 , I 2 , and I 3 are the current значения в отдельных местах резисторов.
Эти значения тока легко рассчитать, если известно напряжение батареи и известны значения отдельных сопротивлений. Используя значения отдельных резисторов и приведенное выше уравнение, можно рассчитать эквивалентное сопротивление. А используя закон Ома (ΔV = I • R), можно определить ток в батарее и, следовательно, через каждый резистор, найдя соотношение напряжения батареи и эквивалентного сопротивления.
Electric Potential Difference and Voltage Drops
Как обсуждалось в Уроке 1, электрохимическая ячейка цепи подает энергию заряду для его перемещения через ячейку и создания разности электрических потенциалов на двух концах внешней цепи. Ячейка на 1,5 вольта создаст разность электрических потенциалов во внешней цепи 1,5 вольта. Это означает, что электрический потенциал на положительной клемме на 1,5 вольт больше, чем на отрицательной клемме. Когда заряд движется по внешней цепи, он теряет 1,5 вольта электрического потенциала. Эта потеря электрического потенциала называется падение напряжения . Это происходит, когда электрическая энергия заряда преобразуется в другие формы энергии (тепловую, световую, механическую и т. д.) внутри резисторов или нагрузок. Если электрическая цепь, питаемая от 1,5-вольтовой ячейки, оснащена более чем одним резистором, то суммарная потеря электрического потенциала составляет 1,5 вольта. На каждом резисторе есть падение напряжения, но сумма этих падений напряжения составляет 1,5 вольта — столько же, сколько номинальное напряжение источника питания. Эта концепция может быть выражена математически следующим уравнением:
Чтобы проиллюстрировать этот математический принцип в действии, рассмотрим две схемы, показанные на диаграммах A и B. что вас попросили определить два неизвестных значения разности электрических потенциалов между лампочками в каждой цепи. Чтобы определить их значения, вам придется использовать приведенное выше уравнение. Батарея изображается своим обычным схематическим символом, а ее напряжение указывается рядом с ним. Определите падение напряжения для двух лампочек, а затем нажмите кнопку «Проверить ответы», чтобы убедиться, что вы правы.
Ранее в Уроке 1 обсуждалось использование диаграммы электрических потенциалов. Диаграмма электрических потенциалов — это концептуальный инструмент для представления разности электрических потенциалов между несколькими точками электрической цепи. Рассмотрим принципиальную схему ниже и соответствующую ей диаграмму электрических потенциалов.
Схема, показанная на схеме выше, питается от 12-вольтового источника питания. В цепи последовательно соединены три резистора, каждый из которых имеет свое падение напряжения. Отрицательный знак разности электрических потенциалов просто означает, что при прохождении через резистор происходит потеря электрического потенциала. Обычный ток направляется по внешней цепи от положительного вывода к отрицательному. Поскольку схематический символ источника напряжения использует длинную полосу для обозначения положительной клеммы, место А на схеме соответствует положительной клемме или клемме с высоким потенциалом. Место A находится под напряжением 12 вольт, а место H (отрицательная клемма) находится под напряжением 0 вольт. Проходя через аккумулятор, заряд приобретает 12 вольт электрического потенциала. А при прохождении через внешнюю цепь заряд теряет 12 вольт электрического потенциала, как показано на диаграмме электрических потенциалов, показанной справа от принципиальной схемы. Эти 12 вольт электрического потенциала теряются за три этапа, каждый из которых соответствует протеканию через резистор. При прохождении через соединительные провода между резисторами происходит небольшая потеря электрического потенциала из-за того, что провод оказывает относительно небольшое сопротивление потоку заряда. Поскольку точки А и В разделены проводом, они имеют практически одинаковый электрический потенциал 12 В. Когда заряд проходит через первый резистор, он теряет 3 В электрического потенциала и падает до 9 В.V в точке C. Поскольку точка D отделена от точки C простым проводом, она имеет фактически тот же электрический потенциал 9 В, что и C. Когда заряд проходит через второй резистор, он теряет 7 В электрического потенциала и падает вниз. до 2 В в точке E. Поскольку точка F отделена от точки E простым проводом, она имеет фактически тот же электрический потенциал 2 В, что и E. Наконец, когда заряд проходит через последний резистор, он теряет 2 В электрического тока. потенциала и падает до 0 В в точке G. В точках G и H заряду не хватает энергии, и ему требуется повышение энергии, чтобы снова пройти через внешнюю цепь. Повышение энергии обеспечивается аккумулятором по мере того, как заряд перемещается от H к A.
В уроке 3 закон Ома (ΔV = I • R) был представлен как уравнение, связывающее падение напряжения на резисторе с сопротивлением резистора и током на резисторе. Уравнение закона Ома можно использовать для любого отдельного резистора в последовательной цепи. При объединении закона Ома с некоторыми принципами, уже обсуждавшимися на этой странице, возникает большая идея.
В последовательных цепях резистор с наибольшим сопротивлением имеет наибольшее падение напряжения.
Поскольку ток в последовательной цепи везде одинаков, значение I ΔV = I • R одинаково для каждого из резисторов последовательной цепи. Таким образом, падение напряжения (ΔV) зависит от изменения сопротивления. Везде, где сопротивление наибольшее, падение напряжения будет наибольшим на этом резисторе. Уравнение закона Ома можно использовать не только для прогнозирования того, что резистор в последовательной цепи будет иметь наибольшее падение напряжения, но и для расчета фактических значений падения напряжения.
Математический анализ последовательных цепей
Приведенные выше принципы и формулы можно использовать для анализа последовательной цепи и определения значений тока при и разности электрических потенциалов на каждом из резисторов в последовательной цепи. Их использование будет продемонстрировано математическим анализом схемы, показанной ниже. Цель состоит в том, чтобы использовать формулы для определения эквивалентного сопротивления цепи (R eq ), тока в батарее (I tot ), а также падения напряжения и тока для каждого из трех резисторов.
Анализ начинается с использования значений сопротивления отдельных резисторов для определения эквивалентного сопротивления цепи.
можно определить с помощью уравнения закона Ома. При использовании уравнения закона Ома (ΔV = I • R) для определения тока в цепи важно использовать напряжение батареи для ΔV и эквивалентное сопротивление для R. Расчет показан здесь:
Значение тока в 1,5 ампера представляет собой ток в месте расположения батареи. Для последовательной цепи без мест разветвления ток везде одинаков. Ток в месте расположения батареи такой же, как ток в каждом месте резистора. Следовательно, 1,5 ампера — это значение I 1 , I 2 и I 3 .
Осталось определить три значения — падение напряжения на каждом из отдельных резисторов. Закон Ома снова используется для определения падения напряжения на каждом резисторе — это просто произведение тока на каждом резисторе (рассчитанного выше как 1,5 ампера) и сопротивления каждого резистора (указанного в условии задачи). Расчеты показаны ниже.
ΔV 1 = (1,5 А) • (17 Ом) ΔV 1 = 25,5 В | ΔV 2 = (1,5 А) • (12 Ом) ΔV 2 = 18 В | ΔV 3 = (1,5 А) • (11 Ом) ΔV 3 = 16,5 В |
В качестве проверки точности выполненных расчетов целесообразно проверить, удовлетворяют ли рассчитанные значения принципу, согласно которому сумма падений напряжения на каждом отдельном резисторе равна номинальному напряжению батареи. Другими словами, является ли ΔV батарея = ΔV 1 + ΔV 2 + ΔV 3 ?
Является ли 60 В = 25,5 В + 18 В + 16,5 В?
Является ли 60 В = 60 В?
Да!!
Математический анализ этой последовательной цепи включал сочетание концепций и уравнений. Как это часто бывает в физике, отрыв понятий от уравнений при решении физической задачи — опасный поступок. Здесь необходимо учитывать понятия, что ток везде одинаков и что напряжение батареи эквивалентно сумме падений напряжения на каждом резисторе, чтобы завершить математический анализ. В следующей части урока 4 параллельные цепи будут проанализированы с использованием закона Ома и концепций параллельных цепей. Мы увидим, что подход смешивания понятий с уравнениями будет столь же важен для этого анализа.
Мы хотели бы предложить .
.. Зачем просто читать об этом и когда вы могли бы взаимодействовать с ним? Взаимодействие — это именно то, что вы делаете, когда используете один из интерактивов The Physics Classroom. Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием нашего интерактивного конструктора цепей постоянного тока. Вы можете найти его в разделе Physics Interactives на нашем сайте. Конструктор цепей постоянного тока предоставляет учащимся набор для создания виртуальных схем. Вы можете легко перетаскивать источники напряжения, резисторы и провода на рабочее место, располагать и соединять их так, как пожелаете. Вольтметры и амперметры позволяют измерять падение тока и напряжения. Прикосновение к резистору или источнику напряжения позволяет изменить сопротивление или входное напряжение. Это просто. Это весело. И это безопасно (если только вы не используете его в ванной).
Посетите: DC Circuit Builder
1. Используйте свое понимание эквивалентного сопротивления, чтобы завершить следующие утверждения:
a. Два последовательно соединенных резистора сопротивлением 3 Ом обеспечат сопротивление, эквивалентное одному резистору сопротивлением _____ Ом.
б. Три последовательно соединенных резистора сопротивлением 3 Ом обеспечат сопротивление, эквивалентное одному резистору сопротивлением _____ Ом.
в. Три последовательно соединенных резистора сопротивлением 5 Ом обеспечат сопротивление, эквивалентное одному резистору _____ Ом.
д. Три резистора с сопротивлением 2 Ом, 4 Ом и 6 Ом включены последовательно. Они обеспечат сопротивление, эквивалентное одному резистору _____-Ом.
эл. Три резистора с сопротивлением 5 Ом, 6 Ом и 7 Ом включены последовательно. Они обеспечат сопротивление, эквивалентное одному резистору _____-Ом.
ф. Три резистора с сопротивлением 12 Ом, 3 Ом и 21 Ом включены последовательно. Они обеспечат сопротивление, эквивалентное одному резистору _____-Ом.
2. При увеличении числа резисторов в последовательной цепи общее сопротивление __________ (увеличивается, уменьшается, остается неизменным) и ток в цепи __________ (увеличивается, уменьшается, остается неизменным).
3. Рассмотрим следующие две схемы последовательных цепей. Для каждой диаграммы используйте стрелки, чтобы указать направление условного тока. Затем сравните напряжение и ток в обозначенных точках для каждой диаграммы.
4. Три одинаковые лампочки подключены к D-ячейке, как показано справа. Какое из следующих утверждений верно?
а. Все три лампочки будут иметь одинаковую яркость.б. Лампочка между X и Y будет самой яркой.
в. Лампочка между Y и Z будет самой яркой.
д. Лампочка между Z и батареей будет самой яркой.
5. Три одинаковые лампочки подключены к батарейке, как показано справа. Какие корректировки можно внести в схему, чтобы увеличить ток, измеряемый в точке X? Перечислите все, что применимо.
а. Увеличьте сопротивление одной из лампочек.б. Увеличьте сопротивление двух лампочек.
в. Уменьшите сопротивление двух лампочек.
д. Увеличьте напряжение батареи.
эл. Уменьшите напряжение батареи.
ф. Снимите одну из лампочек.
6. Три одинаковые лампочки подключены к батарейке, как показано справа. W, X, Y и Z обозначают местоположения вдоль цепи. Какое из следующих утверждений верно?
а. Разность потенциалов между X и Y больше, чем между Y и Z.б. Разность потенциалов между X и Y больше, чем между Y и W.
в. Разность потенциалов между Y и Z больше, чем между Y и W.
д. Разность потенциалов между X и Z больше, чем между Z и W.
эл. Разность потенциалов между X и W больше, чем на аккумуляторе.
ф. Разность потенциалов между X и Y больше, чем между Z и W.
7. Сравните цепи X и Y ниже. Каждый питается от 12-вольтовой батареи. Падение напряжения на резисторе 12 Ом в цепи Y равно ____ падению напряжения на одном резисторе в цепи X.
a. меньше чемб. больше
в. то же, что
8. Батарея 12 В, резистор 12 Ом и лампочка подключены, как показано на схеме X ниже. Резистор на 6 Ом добавляется к резистору на 12 Ом и лампочке, чтобы создать цепь Y, как показано на рисунке. Лампочка появится ____.
а. диммер в контуре Xб. диммер в цепи Y
в. одинаковая яркость в обоих контурах
9. Три резистора соединены последовательно.