Serienschaltung

Wir erklären, was eine Serienschaltung ist, seine Eigenschaften, wie es gemacht wird, und geben mehrere Beispiele an

Die Abbildung zeigt eine sehr einfache Serienschaltung, die aus zwei Serien -Batterien besteht. Ein Amperemeter ist durchsetzt, um den Wert des Stroms zu messen

Was ist eine Serienschaltung?

In einem Serienschaltung Jedes Element ist über einen einzelnen Verbindungspunkt mit dem nächsten verbunden, so dass der Strom nur einen einzigartigen Weg zum Fließen hat.

Ein elektrischer Schaltkreis enthält im Wesentlichen drei Komponenten: eine Spannung oder einen Stromgenerator, ein oder mehrere Empfangselemente (Widerstand, Kondensatoren, Induktoren, Dioden und mehr) und leitende Drähte, damit der Strom von einem Element zum nächsten zirkulieren kann.

Zusätzlich wird ein Steuerelement hinzugefügt, normalerweise ein Schalter, der dazu dient, die Schaltung ein- und auszuschalten, und ein Schutzelement, wie z. B. eine Sicherung, die die Schaltung öffnet, wenn die Intensität des Strom Schäden an den Komponenten.

In einer Serienschaltung können sich der Schalter und die Sicherung in jeder Position befinden.

Eigenschaften von a Serienschaltung

-Der Pfad, der dem Strom durch die Schaltung folgt.

-Die Drähte, die mit den Schaltungselementen eine Verbindung herstellen, bieten keinen Stromwiderstand.

-Wenn die Empfänger Widerstände sind, desto größer ist die Anzahl der angeschlossenen Elemente, desto niedriger ist die Intensität des Stroms, der aus der Batterie kommt. Da die Generatorspannung auf alle Widerstand verteilt ist, gibt es in jedem von ihnen weniger Spannungen.

Schema einer Schaltung von drei Serienwiderständen mit einer 9 -V -Batterie. In Widerstand 3 gibt es einen parallelen Voltmeter, um den Spannungsabfall in diesem Widerstand zu messen. Quelle: f. Zapata.

-Die Elemente der Serienschaltung sind nicht unabhängig. Da der Strom, der durch sie fließt, dasselbe ist, das die Batterie verlässt.

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-Da der Strom nur auf einem geschlossenen Pfad fließen kann.

Empfänger und Batterys in Serie

Bei der Analyse der Serienschaltung ist es manchmal bequem, die ähnlichen Elemente zu reduzieren, die den gleichen Effekt erzeugen. Dies ist das äquivalente Element.

Beim Verbinden von N -Widerständen r_Yo oder Induktoren l_Yo in Serie der äquivalente Widerstand r_Gl und die äquivalente Induktivität l_Gl Sie sind jeweils:

In beiden Fällen ist das äquivalente Element größer als jedes der Elemente der seriellen Verbindung. In den Induktoren soll die Wirkung der gegenseitigen Induktivität zwischen ihnen sollen.

Wenn es sich um Serienkondensatoren handelt. Dann die äquivalente Kapazität c_Gl Es wird berechnet, indem das Ergebnis der gemachten Summe investiert wird:

Die äquivalente Kapazität einer Reihe ist geringer als die Kapazität der teilnehmenden Elemente.

Die Grafik zeigt die serielle Verbindung verschiedener Elemente:

Anschluss von Widerständen, Kondensatoren und Induktivitäten in Reihe. Quelle: f. Zapata.

Die Batterien können auch in Reihe angeschlossen werden, wie in der folgenden Abbildung gezeigt, indem der positive Pol von einem mit dem Negativ der folgenden verbindet. Die resultierende Spannung ist die Summe der Spannungen eines jeden.

1 Batteriensequenz von 1.5 V -Serie angeschlossen, für ein Spannung, der zu 6 V entspricht. Quelle: f. Zapata.

Wie man eine Serienschaltung erstellt?

Wenn Sie den Prototyp einer Serienschaltung entwerfen möchten, ist es bequem, ein als bekanntes Tablet zu verwenden Protobrett. Dies besteht aus einer Plastikplatte mit kleinen Löchern, an denen die Klemmen jedes Elements verbunden sind.

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Diese Löcher werden wiederum durch ihre untere Gesicht voneinander verbunden, wobei Kupferlinien in Reihen in zwei Gruppen angeordnet sind. Einer von ihnen geht am Brett und der andere ist transversal zu demselben. Alle mit derselben Reihe verbundene Punkte sind im gleichen elektrischen Potential.

Unter Berücksichtigung dieser Elemente werden die Elemente der Elemente an die Punkte hergestellt, die elektrisch denen entsprechen, die im Schaltungsschema erscheinen.

Das folgende Bild zeigt die Baugruppe im Board -Proto des Schaltkreises, dessen Schema oben im Abschnitt der Eigenschaften liegt.

Drei Widerstände, die in Serie an einem Board -Proto angeschlossen und mit einer 9 -V -Batterie gefüttert wurden. Diese Spannung wird durch die drei Widerstände geteilt und bildet so einen Spannungs -Divisor. Ein Voltmeter ist parallel zu jedem Widerstand angeschlossen, um den jeweiligen Spannungsabfall zu messen. Quelle: Wikimedia Commons.

Spannungs- oder Spannungsmessung

Sobald die Schaltung aufgebaut ist, wird ihr Betrieb durch Messung der Spannungswerte (Spannung) und des Stroms in jedem seiner Elemente bestätigt.

Die Spannung wird über einen Multimeter im DC- oder Wechselstrom -Voltmeter -Modus gemessen, wenn die Quelle direkt oder alternativspannung ist und sich parallel mit dem Element verbindet, dessen Spannung messen soll.

Strommessung

Wenn der Strom gemessen wird, wird das Multimeter im Amperemetermodus DC oder AC platziert, je nachdem, ob der Strom direkt oder alternativ ist.

Anschließend wird in Reihe mit einem der Elemente der Schaltung verbunden, für die Sie diese öffnen und die Spitzen des Geräts zwischen den beiden Punkten einfügen müssen, damit der Strom den Amperemeter überschreitet.

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Beispiele für Serienschaltungen

Einige der häufigsten Verwendungsschaltungen in der Elektronik sind: der Spannungs -Divisor basierend auf Widerstand, RC Circuit in Series und der RLC -Schaltkreis in Serie in Serie.

Spannungsdivisor

Der auf Widerstand basierende Spannungs -Divisor ist eine Schaltung, die aus zwei (oder mehr) Widerständen besteht, die in Reihe platziert werden, durch die ein Strom zirkuliert wird.

Wenn die Schaltung aus zwei gleicher Widerstand besteht.

Im Gegenteil, wenn die beiden Widerstände unterschiedlich sind, ist die Spannung in jedem proportional zum gleichen.

In einem gegebenen Widerstand ist die Spannung ihr Wert in Ohm geteilt durch den äquivalenten und multiplizierten Widerstand durch die auf die Enden des Satzes angewendete Spannung.

RC -Schaltungen in Serie

Es wird im Allgemeinen in Audiosystemen verwendet, um Hochfrequenzen von niedrigen Frequenzen zu trennen. Es wird auch in modulierten Amplitudenradios verwendet, um das Schallsignal vom Frequenzträgersignal zu trennen, das viel größer ist.

Wie der Name schon sagt, besteht diese einfache Schaltung aus einem Widerstand R, gefolgt von einem C -Kondensator. Der Widerstand und der Ausgang des Kondensators verbinden sich mit einem elektrischen Signal, das viele Frequenzen enthalten kann.

Bei hohen Frequenzen neigt der Kondensator oder Kondensator dazu, sich wie ein Kurzschluss zu verhalten, während bei niedrigen Frequenzen wie ein offener Stromkreis ist. Aufgrund dieser Besonderheit geben die Klemmen an den Enden des Kondensators ein niedriges Signal, das im Fall von Audio die schwerwiegenden oder niedrigen Lautsprecher füttert.

RLC -Schaltung in Serie

Es handelt sich um eine Resonanzschaltung, die in Funkeln weit verbreitet ist, um die Station zu stimmen, deren Trägerfrequenz der Resonanzfrequenz der Schaltung ähnelt. Dies wird berechnet als:

Wobei ω die Frequenz ist, ist L Induktivität und C die Kapazität.

Variieren Sie den Wert der Kapazität mit einem Knopf, es ist möglich, in jedem der Funkspektrumstationen einzustellen.