„Soros és párhuzamos kapcsolás” változatai közötti eltérés
(bal-jobb formázás (ha nem tetszik, visszaállítható)) |
(+izzók párhuzamos kapcsolása) |
||
35. sor: | 35. sor: | ||
* Eredő soros ellenállást [http://hg9ieg.uw.hu/szamolo/_sz/Rs_R04l.html számoló]. | * Eredő soros ellenállást [http://hg9ieg.uw.hu/szamolo/_sz/Rs_R04l.html számoló]. | ||
* Részellenállást [http://hg9ieg.uw.hu/szamolo/_sz/R1_R0Rs.html számoló]. | * Részellenállást [http://hg9ieg.uw.hu/szamolo/_sz/R1_R0Rs.html számoló]. | ||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
| | | | ||
61. sor: | 57. sor: | ||
* Eredő párhuzamos ellenállást [http://hg9ieg.uw.hu/szamolo/_sz/Rp_R04.html számoló]. | * Eredő párhuzamos ellenállást [http://hg9ieg.uw.hu/szamolo/_sz/Rp_R04.html számoló]. | ||
* Részellenállást számoló [http://hg9ieg.uw.hu/szamolo/_sz/R1_R0Rp.html számoló]. | * Részellenállást számoló [http://hg9ieg.uw.hu/szamolo/_sz/R1_R0Rp.html számoló]. | ||
+ | |||
+ | |- | ||
+ | | | ||
+ | ;Izzók soros kapcsolása: | ||
+ | |||
+ | Sorba kapcsolt izzók akkor és csak akkor világítanak üzemszerűen, ha az izzók névleges árama azonos, valamit az izzósorra kapcsolt feszültség azonos az izzók névleges feszültségeinek összegével. Ugyanakkor nem szükséges, hogy az izzók azonos teljesítményűek - illetve feszültségűek - legyenek. | ||
+ | |||
+ | | | ||
+ | ;Izzók párhuzamos kapcsolása: | ||
+ | |||
+ | Párhuzamosan kapcsolt izzók akkor és csak akkor világítanak üzemszerűen, ha az izzók névleges feszültsége azonos, valamint az izzósorra kapcsolt tápegység képes kiadni az izzók névleges feszültségén az izzók által felvett áramerősség összegét. | ||
|} | |} |
A lap 2010. július 19., 19:04-kori változata
Tartalomjegyzék
Ellenállások
Soros kapcsolás esetén az eredő ellenállás az egyes ellenállások összege. Azaz
Az ellenálláson eső feszültség soros kapcsolás esetén:
ahol:
Érdemes megjegyezni, hogy az így kiszámított elemi feszültségek összege éppen a bemenő feszültséget kell hogy adja. Az ellenálláson átfolyó áram:
Soros kapcsolás esetén minden komponens árama ugyanakkora. Elektromos vezetéssel kifejezve:
|
Párhuzamos kapcsolás esetén a az eredő vezetés az egyes ellenállások vezetésének összege. Mivel a vezetés az ellenállás reciproka (1/R), ezért
Az ellenállásokon eső feszültség: tekintettel arra, hogy mindegyik ugyanoda van kötve, ezért megegyezik. Az ellenállásokon átfolyó áram:
Az áramok összege pedig a tápláló áram. Elektromos vezetéssel kifejezve:
|
Sorba kapcsolt izzók akkor és csak akkor világítanak üzemszerűen, ha az izzók névleges árama azonos, valamit az izzósorra kapcsolt feszültség azonos az izzók névleges feszültségeinek összegével. Ugyanakkor nem szükséges, hogy az izzók azonos teljesítményűek - illetve feszültségűek - legyenek. |
Párhuzamosan kapcsolt izzók akkor és csak akkor világítanak üzemszerűen, ha az izzók névleges feszültsége azonos, valamint az izzósorra kapcsolt tápegység képes kiadni az izzók névleges feszültségén az izzók által felvett áramerősség összegét. |
Kapacitások
|
ahol:
|
Induktivitások
Ha az induktivitások között nincs csatolás:
Két, csatolásban lévő induktivitás esetén:
ahol:
|
Ha az induktivitások között nincs csatolás:
Két, csatolásban lévő induktivitás esetén:
ahol:
|
LC és RLC tagok
- Kapacitásokból illetve induktivitásokból álló váltakozóáramú hálózat
A kapacitás reaktanciáját XC, az induktivitásét XL -lel jelöljük.
- LC tagok soros kapcsolása
- [math]X_{soros} = X_{L_1} + X_{L_2} + \dots + X_{L_n} - ( X_{C_1} + X_{C_2} + ... + X_{C_m} )[/math]
- LC tagok párhuzamos kapcsolása
- [math]X_{parhuzamos} = \frac{1}{ \frac{1}{X_{L_1}} + \frac{1}{X_{L_2}} + \dots + \frac{1}{X_{L_n}} - ( \frac{1}{X_{C_1}} + \frac{1}{X_{C_2}} + \dots + \frac{1}{X_{C_m}} ) }[/math]
Látható a fentiekből, hogy ha az XL-ek összege megegyezik az XC-k összegével, akkor soros kapcsolás esetén az eredő reaktancia zérus lesz, párhuzamos kapcsolás esetén a reciprokösszegek egyezősége esetén a reaktancia végtelen értékű lenne. Hamar rájöhetünk, hogy ez utóbbit használjuk ki párhuzamos rezgőkörök esetén.
Az elemi komponenseken eső feszultség és áram kiszámítása megegyezik az ellenállásokénál tárgyalttal, azzal a különbséggel, hogy
- R helyett X jelölést alkalmazunk.
- XC és XL feszültség illetve áramiránya egymáshoz viszonyítva ellentétes értékű. A feszültségek összegzésekor erre legyünk tekintettel.
- Ellenállásból, kapacitásból és induktivitásból álló váltakozó áramú hálózat
Ezen rész megértéséhez a komplex számábrázolás fogalmának ismerete elengedhetetlen.
- RLC tagok soros kapcsolása esetén az impedancia
- [math]Z_{soros} = R_1 + R_2 + ... + R_k + j \Big( X_{L_1} + X_{L_2} + \dots + X_{L_n} - ( X_{C_1} + X_{C_2} + ... + X_{C_m} ) \Big)[/math]
- RLC tagok párhuzamos kapcsolása esetén az impedancia
- [math]Z_{parhuzamos} = \frac{1}{ \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + ... + \frac{1}{R_k} - j\Big( \frac{1}{X_{L_1}} + \frac{1}{X_{L_2}} + \dots + \frac{1}{X_{L_n}} - ( \frac{1}{X_{C_1}} + \frac{1}{X_{C_2}} + \dots + \frac{1}{X_{C_m}} ) \Big) }[/math]
Az egyenlet kiszámítása során a nevezőben lesz egy valós és egy képzetes érték. A konjugálttal végigszorozva a számlálót és a nevezőt oldható meg a törtszámítás. Lásd: Komplex számábrázolás. Vagy pedig célszerű áttérni az exponenciális alakra, és azzal elvégezni az osztást.
Az egyenletből szintén látható, hogy amennyiben XL megegyezik XC-vel, akkor soros kapcsolás esetén az eredő impedancia tisztán ohmos lesz és az ellenállások összege lesz, párhuzamos kapcsolásnál pedig ebben az esetben nem csökkenti az impedanciát a komplex tag, tehát ekkor éri el az impedancia a maximumát, amit az ellenálláshálózat határoz meg.
Azt is meg kell jegyeznünk, hogy mivel
- uC = i*XC,
megdöbbentően nagy feszültségek lehetnek soros kapcsolás esetén a kondenzátoron. Illetve ugyanez igaz az induktivitásra is. Miközben az egész áramkört tápláló váltakozóáramú generátor feszültsége akár nagyságrendekkel is kisebb.
Hogyan lehet ez? A kondenzátoron és az induktivitáson rezonancia esetén pontosan 180 fokos fázistolás van soros kapcsolás esetén a feszültség, párhuzamos kapcsolás esetén az áramaik közt. Ezáltal egymásba juttatják át az energiát és az áramkörön belül végeznek nagy intenzitású oszcillációt.
Diódák, tranzisztorok
Ha egy darab egyenirányító dióda záróirányú feszültségtűrése kevés, akkor több, azonos típusú diódát kötnek sorba. Gyártási szórás miatt azonban a záróirányú ellenállás különbözik az egyes diódáknál. Így a feszültség nem egyenletesen oszlik el a diódák között. Könnyen lehet olyan dióda, amelyre túlfeszültség jut, amitől tönkremegy, magával rántva a többit. A záróirányú egyenletes feszültségeloszlást külső feszültségosztóval lehet elérni. Gyakorlatban ez minden diódával párhuzamosan kötött, azonos, aránylag nagy értékű ( pl. 100 kiloohm ) ellenállásokkal érhető el. Az ellenállásoknak is ki kell bírniuk a diódákra jutó záróirányú feszültséget. Feszültségstabilizálásra záróirányban bekötött zener diódát és nyitóirányban bekötött diódát vagy LED-et használnak. Az így sorbakötött félvezetők jellemző feszültségei összeadódnak. |
Ha egy darab félvezetőn ( ( egyenirányító, fénykibocsátó ) diódán, tranzisztoron ) átfolyó áram ( fényerő ) kevés, akkor több, azonos típusú félvezetőt kötnek párhuzamosan. Gyártási szórás miatt azonban a nyitóirányú ellenállás különbözik az egyes félvezetőknél. Így az áram nem egyenletesen oszlik el a félvezetők között. Könnyen lehet olyan félvezető, amelyre túláram jut, amitől tönkremegy. Az egyenletes árameloszlást külső alkatrésszel lehet elérni. Gyakorlatban ez minden félvezetővel sorosan kötött, azonos, aránylag kis értékű ( pl. 0.1 ohm ) ellenállással érhető el. Az ellenállásoknak is ki kell bírniuk a diódákra jutó áramerősséget. |
Az antiparallel kapcsolás olyan párhuzamos kapcsolás, amelyben két polarizált alkatrész egymással ellenétesen ( szemben ) van összekapcsolva. Antiparallel kapcsolt diódák alkalmasak váltóáramú feszültségstabilizálásra, feszültségkorlátozásra. Kétszínű LED-ek a rákapcsolt áram irányától függően különböző színnel világítanak, mindössze két kivezetés illetve vezeték felhasználásával. |
Feszültség- és áramgenerátorok
Egyenfeszültség esetén:
A belső ellenállás:
|
A belső vezetés:
|
A belső ellenállás:
|
A belső vezetés:
|
Kapcsolók (logikai műveletek)
Logikai és műveletnek felel meg. Az áramkörön akkor folyik áram, ha minden kapcsolón folyik áram. |
Logikai vagy műveletnek felel meg. Az áramkörön akkor folyik áram, ha legalább egy kapcsolón folyik. |
Erősítők, csillapítók
Sorbakapcsolt erősítők és/vagy csillapítók eredő erősítése az egyes erősítések szorzata:
Logaritmikus egységekkel kifejezve:
|
Erősítőket párhuzamosan olyan esetekben kapcsolunk,
Csillapítókat párhuzamosan csak olyan esetben kapcsolunk, ha az adott rendszerben kisebb bemenő- és kimenőimpedanciára van szükségünk. Igen ritka kényszermegoldás ez. |