База электротехники Урок 1b

Последовательное и параллельное соединение

В этом материале рассмотрим два основных варианта подключения нагрузок — последовательный и параллельный. Понимание этих схем помогает разобраться, как в цепи распределяются напряжение, ток и сопротивление — в практических задачах, от светодиодной ленты до обычных светильников и блоков питания.

Содержание

  1. 1. Последовательное соединение
  2. 2. Параллельное соединение
  3. 3. Вопросы для самопроверки

С законом Ома мы уже познакомились. Теперь разберёмся, что меняется, когда к одному источнику подключают сразу несколько нагрузок: либо выстраивают их в цепочку одну за другой, либо разводят по отдельным веткам.

Схема последовательного и параллельного соединения

Два варианта подключения для сравнения: при последовательной схеме ток остаётся одинаковым, а напряжение распределяется по элементам; при параллельной — напряжение на ветках одинаковое, а ток делится между ними.

Последовательное соединение

Когда несколько нагрузок подключают одна за другой, через каждый элемент проходит один и тот же ток.

При этом напряжение источника делится между элементами. Чем больше элементов включено в цепь, тем меньшая доля напряжения обычно приходится на каждый из них.

Анализировать такую цепь удобно по участкам: ток везде одинаковый, а падения напряжения на элементах суммируются.

Ток одинаковый по всей цепи
Напряжение распределяется между нагрузками
Сопротивления суммируются

Параллельное соединение

При параллельном подключении каждая нагрузка соединяется с источником как отдельная ветка.

Поэтому на каждой ветви действует одно и то же напряжение, равное напряжению источника.

А общий ток определяется суммой токов по всем веткам: каждая нагрузка потребляет свою часть, и эти значения складываются.

Напряжение одинаковое на каждой ветке
Токи ветвей складываются
Такой способ подключения чаще используют на практике

Последовательное соединение на примере светодиодной ленты

Наглядный пример из практики — один сегмент стандартной светодиодной ленты 3528. Внутри сегмента три светодиода и один резистор включены последовательно.

Это означает, что через все элементы идёт одинаковый ток, а напряжение источника 12 В распределяется между ними.

Схема сегмента ленты

Схема сегмента светодиодной ленты с последовательным соединением

В пределах одного сегмента три светодиода и резистор образуют одну последовательную цепочку.

Как распределяются величины

На сегмент подают 12 В
На каждый светодиод приходится примерно 3,2 В
На резисторе остаётся порядка 2,4 В
Через весь сегмент течёт один и тот же ток — около 20 мА

Параллельное соединение

В реальной электрике параллельная схема встречается заметно чаще. По такому принципу подключают розетки, группы светильников, рожки люстры, автомобильные фары и множество других нагрузок.

При параллельном подключении напряжение на каждой ветке одинаковое — оно равно напряжению источника.

А ток, который должен обеспечить источник, получается суммарным: он равен сумме токов всех подключённых веток.

Розетка-тройник
Люстра с несколькими лампами
Две фары автомобиля
Несколько светильников на одной линии

Коротко о последовательном

  • Все элементы соединены в одну цепочку
  • Ток одинаковый на всех участках
  • Напряжение распределяется между нагрузками
  • Если один элемент оборвётся, цепь перестанет работать целиком

Коротко о параллельном

  • Каждая нагрузка подключена своей веткой
  • Напряжение на ветках одинаковое
  • Токи по веткам суммируются в общий ток
  • Неисправность одной ветки не всегда отключает остальные

Теги

#основы

Вопросы для самопроверки

1. Есть две лампочки на 12 В, соединённые параллельно. Какое напряжение нужно подать для их питания? А что изменится, если эти же лампочки соединить последовательно?

Показать ответ
При параллельном соединении каждая лампа должна получать полное рабочее напряжение, значит требуется 12 В.
При последовательном соединении напряжение распределяется между лампами, поэтому для двух ламп по 12 В нужно примерно 24 В.

2. Какое общее сопротивление получится, если два резистора по 100 Ом соединить параллельно? А каким будет результат при последовательном соединении?

Показать ответ
При последовательном соединении сопротивления складываются: 100 + 100 = 200 Ом.
При параллельном соединении двух одинаковых резисторов итоговое сопротивление будет в два раза меньше одного: 50 Ом.

Навигация по статье