Что называется параллельным соединением приемников

Что называется параллельным соединением приемников

Ø Параллельным соединением(рис. 2-12) приемников электрической энергии называется такое соединение, при котором к одному зажиму источника под­ключаются начала всех приемников, а к другому зажиму — концы.

Параллельно соединенные сопротивления образуют разветвления.

Ø Ветвь, это участок цепи, не имеющий ответвлений, через все элементы которого течет один и тот же ток.

Так как начала всех приемников сведены в одну общую точку, а концы в другую, то очевидно, что разность потенциалов, на кон­цах любого из приемников равна разности потенциалов между общими точками.

Ø СВОЙСТВО 1. При параллельном соединении приемников электрической энергии напряжения на них равны между собой.

Если параллельный участок подключен непосредственно к за­жимам источника, то напряжение на каждом из сопротивлений равно напряжению на зажимах источника.

Исходя из закона Ома для участка цепи, напишем выражение величины тока для каждой ветви.

Разделим выражения (2. 39) друг на друга, получим:

правые части сократим на U, тогда

Ø СВОЙСТВО 2. При параллельном соединении приемников электрической энергии токи в ветвях распределяются обратно про­порционально их сопротивлениям.

Рассмотрим точку разветвления А, к ней притекает ток I, а токи I1, I2, I3 утекают из нее.

Так как движущиеся заряды не скапливаются в точке А, то очевидно, что суммарный заряд, притекающий к точке разветвления, равен суммарному заряду утекающему от нее.

Ø СВОЙСТВО 3. Величина тока в неразветвленной цени равна сумме токов в параллельных ветвях.

Определим величину общего (эквивалентного) сопротивления цепи с параллельно соединенными приемниками. Для этого воспользуемся выражением (2.39).

Согласно закона Ома можем записать

подставим значения токов I, I1, I2, I3 в выражение (2. 39) получим:

поделим обе части полученного выражения на напряжение U, по­мчим:

l/R — величина обратная сопротивлению называется проводимостью G, следовательно:

Ø СВОЙСТВО 4. Общая проводимость разветвления равна сумме проводимостей параллельных ветвей.

Из свойства 4 вытекает вывод:

Ø Чем больше сопротивлений будет включено параллельно друг другу, тем больше будет проводимость этой цепи.

Ø Общее сопротивление цепи с параллельным соединением приемников всегда меньше наименьшего из сопротивлений.

2.10. 3. Смешанное соединение приемников электрической энергии.

Ø Смешанным соединением называется такое соединение, в котором одновременно используются и параллельное, и последовательное соединения.

Таким образом, такому соединению присущи свойства как параллельного, так и последовательного соединений, рас смотренные ранее в § 2.10.1 и 2.10.2.

Читайте также:  Найти последнюю цифру числа 963 239

Для рассмотрения свойств смешанного соединения необходимо выделить в нем отдельные участки с параллельным и последовательным соединением.

Последовательным называется такое соединение, когда во всех включенных элементах ток один и тот же (рис.2.а).

При расчетах цепей часто группа последовательно соединенных сопротивлении заменяется одним сопротивлением, но так, чтобы эта замена не изменила токов и напряжений на остальных участках цепи. Такое соединение называется эквивалентным.

+ +

Рис.2. Последовательное соединение приёмников

На основании второго закона Кирхгофа можно записать:

.

Применяя закон Ома к каждому сопротивлению и эквивалентному сопротивлению, имеем:

.

Тогда , откуда:

.

Когда последовательно соединено n одинаковых сопротивлений R, то

.

и т.д.

Отсюда следует, что

и т.д.

На основании полученных уравнений сделаем основные выводы для последовательной цепи:

ток на всех участках цепи один и тот же;

приложенное к цепи напряжение равно сумме напряжений на отдельных участках;

эквивалентное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных участков;

напряжение участков цепи пропорционально их сопротивлениям.

Легко видеть, что режим работы элементов зависит друг от друга, и при выходе из строя одного элемента прекращается работа всех остальных, поэтому последовательное соединение применяется относительно редко.

Последовательное соединение применяется при пуске и регулировании скорости двигателей постоянного тока, когда последовательно с обмоткой якоря и обмоткой возбуждения включают реостаты. Такое соединение используется также в технике электрических измерений, например, для расширения пределов измерения вольтметров последовательно с ними подключают добавочные резисторы.

Параллельное соединение приемников

Параллельным соединением называется такое соединение, когда все приемники присоединены к двум узлам цепи (рис.3.а).

I I

Рис.3. Параллельное соединение приёмников

В этом случае все приемники находятся под одним и тем же напряжением U. На основании первого закона Кирхгофа можно записать:

.

Применяя закон Ома к каждому сопротивлению и эквивалентному сопротивлению (рис. 3.б.), имеем

Тогда откуда

.

или

.

Если параллельно соединено n одинаковых сопротивлений R, то сопротивление цепи

.

Отсюда следует, что

;

.

Особый интерес представляет цепь с двумя параллельно включенными приемниками, имеющими сопротивления R1 и R2. В этом случае

,

откуда .

Эквивалентное сопротивление такой цепи равно произведению сопротивлении, деленному на их сумму.

Токи ветвей этой цепи:

.

Ток параллельной ветви равен току в неразветвленной части цепи, умноженному на отношение сопротивления “чужой” ветви к сумме сопротивлений двух ветвей.

На основании полученных уравнений сделаем основные выводы для параллельной цепи:

Читайте также:  Oracle сбор статистики по схеме

1) напряжение на всех ветвях одно и тоже;

2) ток в неразветвленной части цепи равен сумме токов отдельных ветвей;

3) эквивалентная проводимость цепи равна сумме проводимостей отдельных ветвей;

4) токи между параллельными ветвями распределяются обратно пропорционально их сопротивлениям.

Следует обратить внимание на то, что эквивалентное сопротивление всегда меньше наименьшего из сопротивлений ветви и при подключении дополнительной ветви эквивалентное сопротивление уменьшается.

Так как режим работы приемников при параллельном их включении не зависит друг от друга, параллельное соединение в электротехнике является основным.

Последовательное, параллельное и смешанное соединение приемников

Экспериментальным путем проверить основные соотношения электрических величин для цепей постоянного тока с последовательным, параллельным и смешанным соединением приемников электрической энергии.

2. Теоретические сведения и методические указания

Существуют следующие соединения приемников: последовательное, параллельное и смешанное.

Последовательным соединением приемников называется такое, при котором начало последующего приемника соединяется с концом предыдущего (рис. 8, а). Часто такая цепь (или участок цепи) называется неразветвленной.

Отличительной особенностью последовательного соединения является то, что во всех приемниках протекает одинаковый ток. При этом соединении напряжение U, приложенное к цепи, равно сумме падений напряжений на отдельных приемниках:

U = U1 + U2 + U3 = IR1 + IR2 + IR3 = I (R1 + R2 + R3) = IRЭ,

где RЭ = R1 + R2 + R3 – эквивалентное сопротивление всей последовательной цепи, равное сумме сопротивлений отдельных приемников.

Поделив почленно падения напряжений на приемниках, получим:

U1 : U2 : U3 = IR1 : IR2 : IR3 = R1 : R2 : R3,

т. е. при последовательном соединении мощность, потребляемая последовательной цепью:

Поделив почленно мощности отдельных приемников, получим:

т. е. развиваемая в отдельных приемниках мощность пропорциональна их сопротивлениям.

При регулировании величины сопротивления одного из приемников в цепи происходит изменение тока и, соответственно, перераспределение падений напряжений между приемниками или, как говорят, изменяется режим работы всех приемников. Это является существенным недостатком последовательного соединения.

Параллельным соединением приемников называется такое, при котором начала всех приемников соединены в один узел, а концы – в другой (рис. 8, б). При таком соединении цепь получается разветвленной, а сами приемники являются ее ветвями.

Рис. 8. Схемы соединения приемников:

а) последовательное соединение; б) параллельное соединение; в) смешанное соединение

Отличительной особенностью параллельного соединения является то, что все приемники находятся под одним и тем же напряжением. Токи в них равны:

Читайте также:  Кто такие айтишники и что они делают

где – проводимости отдельных приемников.

Поделив почленно токи в приемниках, получим:

т. е. при параллельном соединении токи в приемниках обратно пропорциональны их сопротивлениям или прямо пропорциональны их проводимостям.

Согласно первому закону Кирхгофа, ток в неразветвленной части цепи равен:

где – величина, обратная эквивалентному сопротивлению параллельной цепи.

Переходя к проводимости, получим

где – эквивалентная проводимость параллельной цепи, равная сумме проводимостей отдельных приемников.

Эквивалентное сопротивление параллельной цепи:

Мощность, потребляемая параллельной цепью:

Поделив почленно мощности отдельных приемников, получим:

т. е. развиваемая в отдельных приемниках мощность пропорциональна их проводимостям (или обратно пропорциональна их сопротивлениям).

При параллельном включении приемников режим работы каждого из них не влияет на режим работы остальных.

Смешанное соединение приемников представляет собой цепь, которая состоит из ряда последовательно и параллельно соединенных приемников (рис. 8, в). Для расчета таких цепей выделяют отдельные участки с последовательным или параллельным соединением приемников и к ним применяют вышерассмотренные соотношения.

Для схемы, представленной на рис. 8, в, эквивалентное сопротивление находится следующим образом.

Сначала определяется эквивалентное сопротивление параллельной цепи:

Сопротивление R1 включено последовательно с сопротивлением R23, поэтому эквивалентное сопротивление всей цепи равно:

Ток в неразветвленной части цепи:

Напряжение на сопротивлении R1:

Напряжение на зажимах параллельных ветвей:

Токи в параллельных ветвях:

Мощность, потребляемая всей смешанной цепью:

3. Рабочее задание

1. Ознакомиться с реостатами, которые используются в качестве приемников электрической энергии, и приборами, необходимыми для выполнения работы; записать их технические данные.

2. С помощью омметра установить сопротивления реостатов равными: R1 = 20 Ом, R2 = 15 Ом, R3 = 10 Ом.

3. Собрать схему (рис. 9, а) и предъявить ее для проверки преподавателю.

Рис. 9. Схемы лабораторной работы для исследований:

а) последовательного соединения реостатов; б) параллельного соединения реостатов;

в) смешанного соединения реостатов

4. Включить источник питания. Измерить U на зажимах всей цепи и каждого реостата U1, U2, U3, ток I в цепи. Выключить источник. Установить сопротивления реостатов равными R1 = R2 = R3 = 15 Ом. Включить источник и снова выполнить указанные измерения.

5. Вычислить сопротивление каждого реостата R1, R2, R3; эквивалентное сопротивление RЭ последовательной цепи; мощность, потребляемую отдельными реостатами Р1, Р2, Р3; мощность, потребляемую всей цепью.

Результаты измерений и расчетов записать в табл. 2.

Ссылка на основную публикацию
Что значит спящий режим компьютера
В операционной системе Windows есть несколько режимов выключения компьютера – это обыкновенный режим, (который полностью выключает PC), режим гибернации и...
Чем открыть файл с расширением dat
После установки каких-нибудь программ, получения почты при помощи почтовых клиентов, на компьютере создаются .dat файлы. Чаще всего они почти не...
Чем отличается frontend от backend
Переводы , 13 апреля 2017 в 19:58 Мая Устинова Вы наверняка уже слышали эти модные в сфере программирования слова «фронтенд»...
Что значит сторнировать документ
Сто́рно (итал. storno — перевод на другой счёт, отвод; от stornare — поворачивать обратно) — в общем смысле возврат к...
Adblock detector