Quina és la diferència entre connectar dues fonts en sèrie i en paral·lel per a circuits DC i AC?
En enginyeria elèctrica, la manera com es connecten les fonts d'energia és crucial per al comportament d'un circuit. Les fonts d'energia es poden connectar en sèrie o en paral·lel, i cada mètode és adequat per a diferents aplicacions. A continuació es presenten les distincions entre les connexions en sèrie i en paral·lel tant per circuits de corrent contínua (CC) com per circuits de corrent alternada (CA).
Fonts de Corrent Contínua (CC)
Connexió en Sèrie (Connexió en Sèrie)
Suma de Voltatges (Suma de Voltatges): Quan dues o més fonts de CC es connecten en sèrie, el terminal positiu d'una font es connecta amb el terminal negatiu de la següent font. Així, el voltatge total de sortida és la suma dels voltatges de cada font individual. Per exemple, si es connecten en sèrie dues bateries de 12 volts, el voltatge total de sortida seria de 24 volts.
Corrent Igual (Corrent Igual): Idealment, la corrent a través de tot el circuit és la mateixa, independentment del nombre de fonts connectades en sèrie. No obstant això, és important tenir en compte que totes les fonts connectades en sèrie haurien de tenir capacitats de corrent iguals per evitar sobrecàrrega o danys.
Connexió en Paral·lel (Connexió en Paral·lel)
Voltatge Igual (Voltatge Igual): Quan dues o més fonts de CC es connecten en paral·lel, tots els terminals positius es connecten junts, i tots els terminals negatius es connecten junts. Així, el voltatge total de sortida és igual al voltatge d'una sola font. Per exemple, si es connecten en paral·lel dues bateries de 12 volts, el voltatge total de sortida romandria de 12 volts.
Suma de Corrent (Suma de Corrent): En una connexió en paral·lel, la capacitat total de corrent és la suma de les capacitats de corrent de cada font individual. Per exemple, si es connecten en paral·lel dues bateries idèntiques de 12 volts i 5 amper-hores, la capacitat total de corrent seria de 10 amper-hores. Les connexions en paral·lel es poden utilitzar per augmentar la sortida de corrent del sistema o proporcionar redundància.
Fonts de Corrent Alternada (CA)
Connexió en Sèrie (Connexió en Sèrie)
Suma de Voltatges (Suma de Voltatges): Similar a les fonts de CC, les fonts de CA sumen els seus voltatges quan es connecten en sèrie. No obstant això, els voltatges de CA es mesuren basant-se en valors màxims o RMS, així que cal tenir en compte les diferències de fase. Si dues fonts de CA estan en fase, els seus voltatges simplement es sumen. Si estan fora de fase (per 180 graus), els voltatges podrien cancel·lar-se mutuament.
Relació de Corrent (Relació de Corrent): En un circuit en sèrie, la corrent és la mateixa a través de cada component. No obstant això, cal tenir en compte que la impedància (incloent la resistència, inductància i capacitància) de les fonts de CA afecta la corrent.
Connexió en Paral·lel (Connexió en Paral·lel)
Voltatge Igual (Voltatge Igual): Quan les fonts de CA es connecten en paral·lel, els seus voltatges de sortida són iguals. Les connexions en paral·lel s'utilitzen principalment per a generadors síncrons o altres fonts d'energia per augmentar la potència total disponible o proporcionar redundància.
Suma de Corrent (Suma de Corrent): En una connexió en paral·lel, la corrent total és la suma vectorial de les corrents de cada font individual. Això requereix considerar la diferència de fase entre les fonts, ja que les diferències de fase afecten la corrent total. Si les fonts de CA estan sincronitzades i en fase, les seves corrents simplement es poden sumar.
Resum
Per a Fonts de CC
Connexió en Sèrie: Augmenta el voltatge total.
Connexió en Paral·lel: Augmenta la capacitat total de corrent.
Per a Fonts de CA
Connexió en Sèrie: Augmenta el voltatge total (dependeix de la relació de fase).
Connexió en Paral·lel: Augmenta la potència total disponible (requereix sincronització i consideració de la diferència de fase).
En les aplicacions pràctiques, tant si es tracta de fonts de CC com de CA, és essencial entendre l'impacte del mètode de connexió en el circuit i assegurar que el disseny del circuit compleixi amb els estàndards de seguretat i satisfaci les exigències de rendiment desitjades.
