Apakah perbezaan antara menyambung dua sumber secara siri dan selari untuk litar DC dan AC?

Dalam kejuruteraan elektrik, cara sumber kuasa disambungkan adalah penting untuk tingkah laku rangkaian. Sumber kuasa boleh disambungkan secara bersiri atau selari, dan setiap kaedah sesuai untuk aplikasi yang berbeza. Berikut adalah perbezaan antara sambungan bersiri dan selari bagi kedua-dua rangkaian arus terus (DC) dan arus ulang-alik (AC).

Sumber Arus Terus (DC)

Sambungan Bersiri (Series Connection)

• Penjumlahan Voltan (Voltage Summation): Apabila dua atau lebih sumber DC disambungkan secara bersiri, terminal positif satu sumber disambungkan dengan terminal negatif sumber seterusnya. Oleh itu, voltan output keseluruhan adalah hasil tambah voltan setiap sumber individu. Sebagai contoh, jika dua bateri 12-volt disambungkan secara bersiri, voltan output keseluruhan akan menjadi 24 volt.

• Arus Sama (Equal Current): Secara ideal, arus melalui seluruh rangkaian adalah sama, tidak kira berapa banyak sumber yang disambungkan secara bersiri. Walau bagaimanapun, penting untuk diingat bahawa semua sumber yang disambungkan secara bersiri harus mempunyai kapasiti arus yang sepadan untuk mengelakkan beban berlebihan atau kerosakan.

Sambungan Selari (Parallel Connection)

• Voltan Sama (Equal Voltage): Apabila dua atau lebih sumber DC disambungkan secara selari, semua terminal positif disambungkan bersama, dan semua terminal negatif disambungkan bersama. Oleh itu, voltan output keseluruhan adalah sama dengan voltan sumber tunggal. Sebagai contoh, jika dua bateri 12-volt disambungkan secara selari, voltan output keseluruhan tetap 12 volt.

• Penjumlahan Arus (Current Addition): Dalam sambungan selari, kapasiti arus keseluruhan adalah hasil tambah kapasiti arus setiap sumber individu. Sebagai contoh, jika dua bateri 12-volt, 5-ampere-jam yang identik disambungkan secara selari, kapasiti arus keseluruhan akan menjadi 10 ampere-jam. Sambungan selari boleh digunakan untuk meningkatkan output arus sistem atau menyediakan redundansi.

Sumber Arus Ulang-alik (AC)

Sambungan Bersiri (Series Connection)

• Penambahan Voltan (Voltage Addition): Seperti sumber DC, sumber AC menambah voltannya apabila disambungkan secara bersiri. Walau bagaimanapun, voltan AC diukur berdasarkan nilai puncak atau RMS, jadi perbezaan fasa mesti dipertimbangkan. Jika dua sumber AC dalam fasa, voltannya hanya ditambah. Jika mereka tidak dalam fasa (oleh 180 darjah), voltan mungkin saling mencancel.

• Hubungan Arus (Current Relationship): Dalam rangkaian bersiri, arus adalah sama melalui setiap komponen. Walau bagaimanapun, penting untuk diingat bahawa impedansi (termasuk rintangan, induktansi, dan kapasitansi) sumber AC mempengaruhi arus.

Sambungan Selari (Parallel Connection)

• Voltan Sama (Equal Voltage): Apabila sumber AC disambungkan secara selari, voltan output mereka adalah sama. Sambungan selari biasanya digunakan untuk generator sinkron atau sumber kuasa lain untuk meningkatkan kuasa yang tersedia secara keseluruhan atau menyediakan redundansi.

• Penjumlahan Arus (Current Addition): Dalam sambungan selari, arus keseluruhan adalah hasil tambah vektor arus setiap sumber individu. Ini memerlukan pertimbangan perbezaan fasa antara sumber, kerana perbezaan fasa mempengaruhi arus keseluruhan. Jika sumber AC disinkronkan dan dalam fasa, arus mereka boleh ditambah secara mudah.

Kesimpulan

Untuk Sumber DC

• Sambungan Bersiri: Meningkatkan voltan keseluruhan.

• Sambungan Selari: Meningkatkan kapasiti arus keseluruhan.

Untuk Sumber AC

• Sambungan Bersiri: Meningkatkan voltan keseluruhan (bergantung pada hubungan fasa).

• Sambungan Selari: Meningkatkan kuasa yang tersedia secara keseluruhan (memerlukan sinkronisasi dan pertimbangan perbezaan fasa).

Dalam aplikasi praktikal, sama ada menangani sumber DC atau AC, adalah penting untuk memahami impak kaedah sambungan terhadap rangkaian dan memastikan reka bentuk rangkaian mematuhi piawaian keselamatan dan memenuhi keperluan prestasi yang diinginkan.