Příklady obvodů řady: Kompletní přehledy a často kladené otázky

A sériového obvodu má pouze jednu cestu pro průchod elektrického proudu. V tomto typu obvodu jsou všechny různé komponenty obvodu propojeny v jedné větvi nebo cestě obvodu.

Tento článek bude podrobně diskutovat o různých příkladech základních sériových obvodů, jako jsou:

Rezistor v sérii

Předpokládejme, že v kombinaci sériového obvodu je zapojen více než jeden odpor. V sériové kombinaci je odpor zapojen takovým způsobem, že svorka jednoho odporu je připojena ke svorce následujícího odporu, což má za následek pouze jednu cestu pro proudění.

Hodnota odporu roste s rostoucím počtem rezistorů v sériové kombinaci. Velikost proudu každým rezistorem zůstává konstantní, kde pokles napětí nebo potenciálu na každém rezistoru závisí na velikosti odporu každého rezistoru.

Pokud mají odpory zapojené v sérii identické hodnoty, pak bude úbytek potenciálu na jednotlivých odporech stejný, protože proud protékající každým odporem je stejný.

Ekvivalentní odpor představuje celkový odporový účinek rezistorů v sériové kombinaci.

příklady sériových obvodů
Obr Sériová kombinace 'n' rezistorů.

Kondenzátory v sérii

Předpokládejme, že existuje více než jeden kondenzátor připojený takovým způsobem, že vývod jednoho kondenzátoru je propojen s vývodem následujícího kondenzátoru, což vede pouze k jedné cestě toku proudu.

Celková kapacita se snižuje se zvyšujícím se počtem kondenzátorů v sériové kombinaci.

C s
Obr Sériová kombinace 'n' kondenzátorů.

Protože velikost proudu procházejícího každým kondenzátorem je stejná, náboj uložený každým kondenzátorem bude stejný bez ohledu na hodnotu kapacity kondenzátoru. Současně bude pokles potenciálu na každém kondenzátoru záviset na hodnotě kapacity každého kondenzátoru.

Induktor v sérii

Předpokládejme, že existuje více než jeden induktor zapojený v sériové kombinaci tak, že jedna svorka induktoru je připojena k další svorce induktoru, což má za následek pouze jednu cestu pro tok proudu.

Úbytek napětí nebo potenciálu na jednotlivých induktorech není stejný, zatímco proud protékající jednotlivými induktory je v sériové kombinaci shodný.

L s
Obr Sériová kombinace 'n' induktoru.

Celková nebo ekvivalentní indukčnost je součtem individuální indukčnosti každého induktoru zapojeného do série, jak se počet závitů cívek zvyšuje s přidáním induktoru.

Rezistor a kondenzátor v sérii

Rezistor a kondenzátor lze také zapojit do sériové kombinace.

Pokud je alespoň jeden rezistor a jeden kondenzátor zapojeny do série, pak bude výsledný obvod obvodem prvního řádu.

Celkově význam obvodu řady RC

gif 5

Kde je Z je celková impedance

R je odpor rezistoru

XC je impedance kondenzátoru

Fázový úhel obvodu řady RC je

gif 1

V tomto obvodu řady RC celkové napětí zpožďuje proud, úhel mezi napětím a proudem závisí na hodnotě odporu a impedanci generované kondenzátorem.

Odpor a induktor v sérii

Rezistor a induktor lze také zapojit do sériové kombinace.

Pokud je v obvodu pouze jeden rezistor a jeden induktor, jedná se o obvod RL prvního řádu.

Celková impedance obvodu řady RL je

gif 2

Kde R je odpor rezistoru

A XL je impedance generovaná induktorem.

Fázový úhel RL sériový obvod se rovná

gif 3

Celkově napětí vede k proudu v obvodu řady RLa úhel mezi napětím a proudem závisí na hodnotě odporu a impedance generované celkovým obvodem.

Řada RLC (odpor, induktor a kondenzátor). 

V sériovém obvodu RLC jsou alespoň jeden rezistor, jeden kondenzátor a jeden induktor zapojeny v sériové kombinaci navzájem.

Proud přes každý prvek obvodu v sériové kombinaci je stejný. Přesto je celkové nebo celkové napětí rozděleno mezi velikost napětí každé součásti v závislosti na elektrických charakteristikách každé součásti.

Řada RLC je rezonanční obvod, který rezonuje na specifické frekvenci, která se nazývá rezonanční frekvence.

Pokud je impedance induktoru větší než impedance kondenzátoru, pak celkové napětí obvodu vede k proudu. Pokud je impedance kondenzátoru větší než impedance induktoru, pak celkové napětí obvodu zaostává za proudem o určitý úhel. V obou případech závisí hodnota úhlu na odporu a impedanci generované induktorem a kondenzátorem.

Celková impedance obvodu řady RLC:

gif 4

Fázový úhel obvodu řady RLC je roven

gif 5

LC  (induktor a kondenzátor) Série

Čistý induktor a kondenzátor mohou být zapojeny v sériové kombinaci. V této kombinaci musí být alespoň jeden induktor a jeden kondenzátor.

Protože jsou oba prvky zapojeny do série, proud protékající každým prvkem bude stejný a celkové napětí bude jednoduše součtem úbytku napětí na kondenzátoru a induktoru.

Celková (nebo celková) impedance obvodu je součtem impedance kondenzátoru a induktoru v sériovém obvodu LC (induktor a kondenzátor).

Celková impedance Z = ZL+ ZC

kde

gif 7

pak

gif 6

Napětí v sérii

Zdroj proudu nelze kombinovat v sérii, ale lze jej kombinovat paralelně, protože sériová kombinace zdrojů proudu porušuje současný Kirchhoffův zákon.

Například dva zdroje napětí jsou zapojeny do sériové kombinace. Když je kladná svorka zdroje napětí propojena se zápornými svorkami zdroje napětí, bude sečtena celková kombinace napětí.

Naproti tomu, když je kladná svorka zdroje napětí připojena k záporné svorce jiného zdroje napětí, celkové napětí kombinace se bude navzájem odečítat; to je založeno na znaménkové konvenci zdroje napětí nebo směru protékajícího proudu v obvodu.

Pokud je mezi dvěma uzly obvodu připojen více než jeden zdroj proudu, pak je zdroj proudu v paralelní kombinaci.

FAQ:

Proč zapojujeme obvod do série

Sériový obvod může být kombinací různých prvků obvodu, jako je odpor, kondenzátor, induktor atd.

Když je požadován konstantní proud, použije se sériová kombinace, protože velikost proudu zůstává konzistentní v sériové kombinaci, kterou lze snadno ovládat nebo měnit.

Jak se mění napětí v sériovém obvodu

Sériový obvod je také známý jako obvod děliče napětí, protože celková potenciální energie se rozdělí na všechny součásti obvodu.

Protože proud v sériovém obvodu je konstantní, závisí hodnota napětí na impedanci nebo odporu generovaném každým prvkem obvodu zapojeným v sériové kombinaci. Tak se mění hodnota napětí s elektrickou vlastností každé součástky.

Jaká je výhoda sériového obvodu?

Kombinace sériových obvodů má několik výhod a nevýhod v závislosti na aplikaci nebo na tom, kde se používá.

Součásti zapojené v sériové kombinaci mají stejnou velikost proudu, který jím protéká. Všechny komponenty zapojené do série lze zapínat nebo vypínat pomocí pouze jednoho spínače. Kombinace obvodů se snadno nepřehřeje a návrh obvodu je ve srovnání s paralelním obvodem velmi jednoduchý.

Zanechat komentář