Serie- og parallelforbindelser i DC-kredsløb forklaret (med eksempler)
Hvad er et elektrisk kredsløb?
Et elektrisk kredsløb er en kombination af to eller flere elektriske komponenter, der er forbundet med ledende stier. De elektriske komponenter kan være aktive komponenter, eller inaktive komponenter, eller en kombination af de to.
Hvad er et DC-kredsløb?
Der findes to typer elektricitet – direkte strøm (DC) og vekselstrøm (AC). Kredsløbet, der handler om direkte strøm eller DC, kaldes for DC-kredsløb, og kredsløbet, der handler om vekselstrøm eller AC, kaldes for et AC-kredsløb.
Komponenterne i elektrisk DC-kredsløb er hovedsagelig resistive, mens komponenterne i AC-kredsløbet kan være reaktive såvel som resistive.
Ethvert elektrisk kredsløb kan inddeles i tre forskellige grupper – serie, parallelle, og serie-parallelt. Så for eksempel, i tilfælde af DC, kan kredsløbene også inddeles i tre grupper, som serie DC-kredsløb, parallelt DC-kredsløb, og serie- og parallelt kredsløb.
Hvad er et serie DC-kredsløb?
Når alle de resistive komponenter i et DC-kredsløb er forbundet ende til ende for at danne en enkelt sti for at lade strøm flyde, kaldes kredsløbet for et serie DC-kredsløb. Måden at forbinde komponenter ende til ende på, kaldes for en serieforbindelse.
Antag, at vi har n antal modstandere R1, R2, R3………… Rn og de er forbundet ende til ende, hvilket betyder, at de er serieforbundet. Hvis denne seriekombination er forbundet over en spændingskilde, begynder strømmen at flyde gennem den enkelte sti.
Da modstanderne er forbundet ende til ende, først indgår strømmen i R1, derefter denne samme strøm kommer i R2, derefter R3 og sidst når den Rn, hvorfra strømmen går ind i de negative terminaler af spændingskilden.
På denne måde cirkulerer den samme strøm gennem hver modstand, der er forbundet i serie. Derfor kan det konkluderes, at i et serie DC-kredsløb, den samme strøm flyder gennem alle dele af elektrisk kredsløb.
Igen ifølge Ohms lov, er spændningsfaldet over en modstand produktet af dens elektriske modstand og strømflyden gennem den.
Her er strømmen gennem hver modstand den samme, så spændningsfaldet over hver modstands proportionalt til dens elektriske modstandsværdi.
Hvis modstandernes modstandsværdier ikke er ens, vil spændningsfaldet over dem heller ikke være ens. Således har hver modstand sin egen spændningsfald i et serie DC-kredsløb.
Elektrisk DC-seriekredsløb med tre modstandere
Nedenfor vises et figur af et DC-seriekredsløb med tre modstandere. Strømmens flydning er vist her ved en bevægende prik. Bemærk, at dette bare er en konceptuel repræsentation.
Serie DC-kredsløb eksempel
Antag, at tre modstandere R1, R2, og R3 er forbundet i serie over en spændingskilde V (kvantificeret som volt) som vist i figuren. Lad strømmen I (kvantificeret som Ampere) flyde gennem seriekredsløbet. Nu ifølge Ohms lov,
Spændningsfaldet over modstand R1, V1 = IR1
Spændningsfaldet over modstand R2, V2 = IR2
Spændningsfaldet over modstand R3, V3 = IR3
Spændningsfaldet over hele seriekredsløbet,
V = Spændningsfald over modstand R1 + spændningsfald over modstand R2 + spændningsfald over modstand R3
Ifølge Ohms lov, er elektriske modstand i et elektrisk kredsløb givet ved V ⁄ I og det er R. Derfor,
Så, den effektive modstand i det serie DC-kredsløb er
. Fra ovenstående udtryk kan det konkluderes, at når flere modstandere er forbundet i serie, er den ækvivalente modstand i seriekombinationen den aritmetiske sum af deres individuelle modstande.
Fra ovenstående diskussion kommer følgende punkter frem:
