Рис. 3-19.Элементы или батареи могут быть соединены параллельно для увеличения тока.
Общий возможный ток является суммой токов каждого элемента или батареи:
IT = I1 + I2 + I3.
Общее напряжение равно напряжению каждого отдельного элемента или батареи:
ET = E1 = Е2 = Е3.
Если желательно получить и наибольшее напряжение и наибольший ток, элементы или батареи могут быть соединены в последовательно-параллельной конфигурации. Помните, что последовательное соединение элементов или батарей увеличивает напряжение, а параллельное соединение увеличивает ток. На рис. 3-20 показаны четыре 3-вольтовых батареи, соединенные в последовательно-параллельной конфигурации. Эта конфигурация дает напряжение 6 вольт и обеспечивает ток в два раза больший, чем отдельная батарея.
Рис. 3-20.Элементы или батареи могут быть соединены последовательно-параллельно для увеличения выходного тока и напряжения.
Для получения 6 вольт необходимо соединить две 3-вольтовые батареи последовательно (рис. 3-21).
Рис. 3-21.Когда элементы соединяются последовательно, напряжение увеличивается.
Для увеличения тока, вторая пара 3-вольтовых батарей подсоединяется параллельно (рис. 3-22).
Рис. 3-22.Параллельное соединение последовательно соединенных элементов увеличивает выходной ток. Полученная цепь является последовательно-паралелльной конфигурацией.
В результате получается последовательно-параллельная конфигурация.
3–3. Вопросы
1. Нарисуйте три элемента, соединенных в последовательно-дополняющей конфигурации.
2. Как влияет последовательно-дополняющая конфигурация на ток и напряжение?
3. Нарисуйте три элемента, соединенные параллельно.
4. Как влияет параллельное соединение элементов на ток и напряжение?
5. Как надо соединить элементы или батареи, чтобы увеличить и ток и напряжение?
3-4. ПРИЛОЖЕННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ И ПАДЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ
В электрических и электронных цепях существует два типа напряжений - приложенное напряжение и падение напряжения.
Потенциал или напряжение, подведенное к цепи, называется приложенным напряжением (рис. 3-23).
Рис. 3-23.Потенциал, приложенный к цепи, называется приложенным напряжением.
Напряжение подсоединено к цепи, ток течет от отрицательного вывода источника напряжения и возвращается к положительному выводу источника напряжения. 12-вольтовая батарея, подсоединенная к цепи дает приложенное к цепи напряжение 12 вольт.
При перемещении электронов по цепи они встречают сопротивление. Проходя через нагрузку, электроны теряют энергию. Отданная энергия называется падением напряжения (рис. 3-24).
Рис. 3-24. Энергия, поглощенная цепью при прохождении тока через нагрузку (сопротивление), называется падением напряжения. Падение напряжения имеет место при протекании тока в цепи.
В большинстве случаев энергия отдается в виде тепла. Энергия, которую теряют электроны в цепи, равна энергии, сообщаемой им источником.
Еще раз повторим, что энергия, введенная в цепь, называется приложенным напряжением. Энергия, выделяемая в цепи на нагрузке, называется падением напряжения.
Падение напряжения имеет место, когда в цепи течет ток. Ток течет по цепи от отрицательного полюса к положительному. Внутри источника напряжения ток течет от положительного электрода к отрицательному.
Падение напряжения в цепи равно приложенному к цепи напряжению, так как энергия не может создаваться или уничтожаться, а только переходит из одной формы в другую. Если 12-вольтовый источник подсоединен к 12-вольтовой лампе, то источник напряжения обеспечивает приложенное напряжение 12 вольт, а на лампе происходит падение напряжения 12 вольт. Вся энергия потребляется в цепи. Если две одинаковые 6-вольтовые лампы подсоединены последовательно к тому же 12-вольтовому источнику (рис. 3-25), то на каждой лампе происходит падение напряжения 6 вольт, а общее падение напряжения равно 12 вольт.
Рис. 3-25.На каждой из двух одинаковых 6-вольтовых ламп, подключенных к источнику 12 вольт, происходит одинаковое падение напряжения по 6 вольт.
Если две разные лампы соединены последовательно, например как 9-вольтовая и 3-вольтовая лампы (рис. 3-26), то на 9-вольтовой лампе происходит падение напряжения 9 вольт, а на 3-вольтовой лампе - 3 вольта. Сумма падений напряжения равна приложенному напряжению 12 вольт.
Рис. 3-26.Когда две лампы, рассчитанные на различное напряжение последовательно подсоединены к 12-вольтовому источнику, падение напряжения на каждой лампе будет разным, в зависимости от напряжения, на которое рассчитана лампа, и ее сопротивления.
3–4. Вопросы
1. Что такое приложенное напряжение?
2. Что такое падение напряжения?
3. Если два равных сопротивления подсоединены последовательно к источнику напряжения, то каковы падения напряжений на каждом из сопротивлений?
3-5. ЗАЗЕМЛЕНИЕ КАК УРОВЕНЬ ОТСЧЕТА НАПРЯЖЕНИЯ
Земля - это термин, используемый для обозначения нулевого потенциала. Все другие потенциалы являются либо положительными, либо отрицательными по отношению к земле.
Все электрические цепи и приборы заземлены с помощью защитного заземления. Следовательно, между любыми двумя приборами или цепями не существует разности потенциалов, и, следовательно, не будет течь ток. Все цепи связаны с общей точкой на распределительном щитке (который содержит размыкатели или предохранители) (рис. 3-27).