Каква е разликата между свързването на две източници в редовна и успоредна конфигурация за DC и AC вериги?

В електротехниката начина на свързване на източниците на напрежение е от ключово значение за поведението на веригата. Източниците на напрежение могат да се свързват последователно или успоредно, и всеки метод е подходящ за различни приложения. По-долу са дадени разликите между последователните и успоредни свързания както за постоянни (DC), така и за променливи токове (AC).

Източници на постоянен ток (DC)

Последователно свързване (Series Connection)

• Сумиране на напреженията (Voltage Summation): Когато два или повече източника на DC се свързват последователно, положителният терминал на един източник се свързва с отрицателния терминал на следващия източник. Така общото изходно напрежение е сумата от напреженията на всеки отделен източник. Например, ако две батерии по 12 волта се свържат последователно, общото изходно напрежение ще бъде 24 волта.

• Еднакъв ток (Equal Current): Теоретично, токът през цялата верига е еднакъв, независимо от броя на източниците, свързани последователно. Важно е обаче всички последователно свързани източници да имат съвпадащи капацитети на тока, за да се избегне прекомерна нагласа или повреда.

Успоредно свързване (Parallel Connection)

• Еднакво напрежение (Equal Voltage): Когато два или повече източника на DC се свързват успоредно, всички положителни терминали се свързват заедно, а всички отрицателни терминали също се свързват заедно. Така общото изходно напрежение е равно на напрежението на един източник. Например, ако две батерии по 12 волта се свържат успоредно, общото изходно напрежение остава 12 волта.

• Добавяне на тока (Current Addition): При успоредно свързване, общата капацитета на тока е сумата от капацитетите на тока на всеки отделен източник. Например, ако две идентични батерии по 12 волта и 5 ампер-часа се свържат успоредно, общата капацитета на тока ще бъде 10 ампер-часа. Успоредните свързания могат да се използват за увеличаване на изходния ток на системата или за предоставяне на резервеност.

Източници на променлив ток (AC)

Последователно свързване (Series Connection)

• Добавяне на напреженията (Voltage Addition): Подобно на DC източници, AC източниците добавят своите напрежения, когато се свързват последователно. Напряженията на AC обаче се измерват на основата на пикови или RMS стойности, така че трябва да се вземат предвид фазовите разлики. Ако два AC източника са в фаза, техните напрежения просто се добавят. Ако са извън фаза (с 180 градуса), напреженията може да се анулират.

• Отношение на тока (Current Relationship): В последователна верига, токът е еднакъв през всеки компонент. Важно е обаче да се отбележи, че импедансът (включително съпротивление, индуктивност и капацитивност) на AC източниците влияе на тока.

Успоредно свързване (Parallel Connection)

• Еднакво напрежение (Equal Voltage): Когато AC източниците се свързват успоредно, техните изходни напрежения са равни. Успоредните свързания се използват главно за синхронни генератори или други източници на мощност, за да се увеличи общата налична мощност или да се предостави резервеност.

• Добавяне на тока (Current Addition): При успоредно свързване, общият ток е векторна сума на токовете на всеки отделен източник. Това изисква да се вземат предвид фазовите разлики между източниците, тъй като фазовите разлики влияят на общия ток. Ако AC източниците са синхронизирани и в фаза, техните токове могат просто да се добавят.

Резюме

За DC източници

• Последователно свързване: Увеличава общото напрежение.

• Успоредно свързване: Увеличава общата капацитета на тока.

За AC източници

• Последователно свързване: Увеличава общото напрежение (в зависимост от фазовото отношение).

• Успоредно свързване: Увеличава общата налична мощност (изисква синхронизация и вземане под внимание на фазовата разлика).

В практически приложения, независимо дали работите с DC или AC източници, е важно да разберете въздействието на начина на свързване върху веригата и да осигурите, че дизайнът на веригата спазва стандартите за безопасност и удовлетворява желаните изисквания за производителност.