Kako se razlikuje povezivanje dvije izvore nizno i paralelno u DC i AC strujnim krugovima

U elektrotehnici, način povezivanja izvora struje je ključan za ponašanje kruga. Izvori struje mogu biti povezani nizno ili paralelno, i svaki metod je prikladan za različite primjene. Ispod su opisane razlike između niznog i paralelnog povezivanja za strujne krugove jednosmjernog (DC) i izmjeničnog (AC) toka.

Izvori jednosmjernog toka (DC)

Nizno povezivanje (Series Connection)

• Zbroj napona (Voltage Summation): Kada se dva ili više izvora DC povežu nizno, pozitivni terminal jednog izvora povezuje se s negativnim terminalom sljedećeg izvora. Stoga je ukupni izlazni napon zbroj napona svakog pojedinačnog izvora. Na primjer, ako su dve baterije od 12 voltova povezane nizno, ukupni izlazni napon bi bio 24 volta.

• Jednak struja (Equal Current): Idealno, struja kroz cijeli krug je ista, bez obzira na broj nizno povezanih izvora. Međutim, važno je napomenuti da svi nizno povezani izvori trebaju imati podudarne kapacitete struje kako bi se spriječilo preopterećenje ili oštećenje.

Paralelno povezivanje (Parallel Connection)

• Jednak napon (Equal Voltage): Kada se dva ili više izvora DC povežu paralelno, svi pozitivni terminali su povezani zajedno, a svi negativni terminali su povezani zajedno. Stoga je ukupni izlazni napon jednak naponu jednog izvora. Na primjer, ako su dve baterije od 12 voltova povezane paralelno, ukupni izlazni napon ostaje 12 volti.

• Dodavanje struje (Current Addition): U paralelnom povezivanju, ukupna kapacitet struje je zbroj kapaciteta struje svakog pojedinačnog izvora. Na primjer, ako su dvije identične baterije od 12 voltova i 5 amper-satova povezane paralelno, ukupni kapacitet struje bi bio 10 amper-satova. Paralelna povezivanja mogu se koristiti za povećanje izlazne struje sustava ili pružanje redundancije.

Izvori izmjeničnog toka (AC)

Nizno povezivanje (Series Connection)

• Dodavanje napona (Voltage Addition): Slično kao kod izvora DC, izvori AC dodaju svoje napone kada su povezani nizno. Međutim, naponi AC mjereni su temeljem vrhunskih ili RMS vrijednosti, pa moraju biti uzeti u obzir fazni razmaci. Ako su dva izvora AC u fazi, njihovi naponi jednostavno se zbrajaju. Ako su oni izvan faze (za 180 stupnjeva), naponi bi mogli se anulirati.

• Odnos struje (Current Relationship): U niznom krugu, struja je ista kroz svaki komponent. Međutim, važno je napomenuti da impedancija (uključujući otpor, induktivnost i kapacitet) izvora AC utječe na struju.

Paralelno povezivanje (Parallel Connection)

• Jednak napon (Equal Voltage): Kada su izvori AC povezani paralelno, njihovi izlazni naponi su jednaki. Paralelna povezivanja uglavnom se koriste za sinkronizirane generatori ili druge izvore struje kako bi se povećala ukupna dostupna snaga ili pružena redundancija.

• Dodavanje struje (Current Addition): U paralelnom povezivanju, ukupna struja je vektorski zbroj struja svakog pojedinačnog izvora. To zahtijeva razmatranje faznog razmaka između izvora, jer fazni razmaci utječu na ukupnu struju. Ako su izvori AC sinkronizirani i u fazi, njihove struje jednostavno se mogu zbrojiti.

Sažetak

Za izvore DC

• Nizno povezivanje: Povećava ukupni napon.

• Paralelno povezivanje: Povećava ukupnu kapacitet struje.

Za izvore AC

• Nizno povezivanje: Povećava ukupni napon (ovisi o fazonom odnosu).

• Paralelno povezivanje: Povećava ukupnu dostupnu snagu (zahtijeva sinkronizaciju i razmatranje faznog razmaka).

U praktičnim primjenama, bilo da se radi o izvorima DC ili AC, ključno je razumjeti utjecaj metode povezivanja na krug i osigurati da dizajn kruga odgovara sigurnosnim standardima i ispunjava željene performanse.