Vad är skillnaden mellan att ansluta två källor i serie och parallellt för DC- och AC-kretsar?

Inom elektrisk teknik är sättet på vilket strömkällor ansluts avgörande för kretsens beteende. Strömkällor kan anslutas i serie eller parallellt, och varje metod är lämplig för olika tillämpningar. Nedan följer skillnaderna mellan serie- och parallellanslutningar för både likström (DC) och växelström (AC) kretsar.

Likströmskällor (DC)

Serieanslutning (Serieanslutning)

• Spänningsaddition (Spänningsaddition): När två eller flera likströmskällor ansluts i serie kopplas den positiva terminalen av en källa till den negativa terminalen av nästa källa. Därför är det totala utgångsspännet summan av spänningen för varje enskild källa. Till exempel, om två 12-voltsbatterier ansluts i serie blir det totala utgångsspännet 24 volt.

• Lika ström (Lika ström): I teorin är strömmen genom hela kretsen densamma, oavsett antalet seriekopplade källor. Det är dock viktigt att notera att alla seriekopplade källor bör ha matchande strömförmåga för att undvika överbelastning eller skada.

Parallellanslutning (Parallellanslutning)

• Lika spänning (Lika spänning): När två eller flera likströmskällor ansluts parallellt kopplas alla positiva terminaler tillsammans, och alla negativa terminaler kopplas tillsammans. Därför är det totala utgångsspännet lika med spänningen av en enda källa. Till exempel, om två 12-voltsbatterier ansluts parallellt, blir det totala utgångsspännet fortfarande 12 volt.

• Strömsaddition (Strömsaddition): I en parallellanslutning är den totala strömförmågan summan av strömförmågan för varje enskild källa. Till exempel, om två identiska 12-volts, 5-amp-timmar batterier ansluts parallellt, blir den totala strömförmågan 10 amp-timmar. Parallella anslutningar kan användas för att öka systemets strömutdata eller ge redundans.

Växelströmskällor (AC)

Serieanslutning (Serieanslutning)

• Spänningsaddition (Spänningsaddition): På samma sätt som för likströmskällor adderas AC-källors spänningar när de ansluts i serie. Växelströmspänningar mäts emellertid baserat på topp- eller RMS-värden, så fasforskjutningar måste beaktas. Om två AC-källor är i fas, adderas deras spänningar enkelt. Om de är ur fas (med 180 grader), kanske spänningarna tar ut varandra.

• Strömförhållande (Strömförhållande): I en seriekrets är strömmen densamma genom varje komponent. Det är dock viktigt att notera att impedansen (inklusive resistans, induktans och kapacitans) hos AC-källor påverkar strömmen.

Parallellanslutning (Parallellanslutning)

• Lika spänning (Lika spänning): När AC-källor ansluts parallellt är deras utgångsspänningar lika. Parallella anslutningar används huvudsakligen för synkroniserade generatorer eller andra strömkällor för att öka den totala tillgängliga effekten eller ge redundans.

• Strömsaddition (Strömsaddition): I en parallellanslutning är den totala strömmen vektorsumman av strömmen från varje enskild källa. Detta kräver beaktande av fasforskjutningen mellan källorna, eftersom fasforskjutningar påverkar den totala strömmen. Om AC-källor är synkroniserade och i fas, kan deras strömmar enkelt adderas.

Sammanfattning

För likströmskällor

• Serieanslutning: Ökar det totala spännet.

• Parallellanslutning: Ökar den totala strömförmågan.

För växelströmskällor

• Serieanslutning: Ökar det totala spännet (beroende på fassamband).

• Parallellanslutning: Ökar den totala tillgängliga effekten (kräver synkronisering och beaktande av fasforskjutning).

I praktiska tillämpningar, oavsett om det gäller lik- eller växelströmskällor, är det viktigt att förstå anslutningsmetodens inverkan på kretsen och se till att kretsdessningen uppfyller säkerhetsstandarder och möter de önskade prestandakraven.