Az egyik pillér, amelyen számos elektronikai koncepció alapul, a vezetékek soros és párhuzamos kapcsolásának koncepciója. Egyszerűen ismerni kell az ilyen típusú kapcsolatok közötti fő különbségeket. E nélkül egyetlen diagramot sem lehet megérteni és elolvasni.
Irányelvek
Az elektromos áram a vezető mentén halad a forrástól a fogyasztóig (terhelés). Leggyakrabban egy rézkábelt választanak vezetőként. Ez a vezetővel szemben támasztott követelménynek köszönhető: könnyen ki kell szabadítania az elektronokat.
A csatlakozás módjától függetlenül az elektromos áram pluszról mínuszra változik. Ebben az irányban csökken a potenciál. Érdemes megjegyezni, hogy a vezeték, amelyen keresztül az áram folyik, ellenállással is rendelkezik. De az értéke nagyon kicsi. Ezért elhanyagolják őket. Feltételezzük, hogy a vezető ellenállása nulla. Abban az esetben, ha a vezetőnek ellenállása van, azt szokás ellenállásnak nevezni.
Párhuzamos kapcsolat
Ebben az esetben a láncban szereplő elemeket két csomópont köti össze. Nincs kapcsolatuk más csomópontokkal. Az ilyen kapcsolattal rendelkező láncszakaszokat ágaknak nevezzük. A párhuzamos kapcsolási rajz az alábbi ábrán látható.
Egy érthetőbb nyelven, ebben az esetben az összes vezető az egyik végén van csatlakoztatva az egyik csomópontban, a másik pedig a másodikban. Ez ahhoz a tényhez vezet, hogy az elektromos áram minden elemre oszlik. Ez növeli a teljes áramkör vezetőképességét.
Ha a vezetőket ilyen módon csatlakoztatja az áramkörhöz, mindegyik feszültsége azonos lesz. De a teljes áramkör áramerősségét az összes elemen átfolyó áramok összegeként határozzuk meg. Figyelembe véve Ohm törvényét, egyszerű matematikai számításokkal érdekes mintát kapunk: a teljes áramkör teljes ellenállásának reciprokát az egyes elemek ellenállásainak reciprokának összegeként definiáljuk. Csak a párhuzamosan kapcsolt elemeket veszik figyelembe.
Soros csatlakozás
Ebben az esetben a lánc összes eleme úgy kapcsolódik egymáshoz, hogy ne képezzenek egyetlen csomópontot. Ennek a csatlakozási módnak van egy jelentős hátránya. Ez abban rejlik, hogy ha az egyik vezető meghibásodik, az összes következő elem nem fog működni. Egy ilyen helyzet szembetűnő példája egy közönséges füzér. Ha az egyik izzó kiég benne, akkor az egész füzér leáll.
Az elemek soros csatlakoztatása annyiban különbözik, hogy az áramerősség minden vezetékben egyenlő. Ami az áramköri feszültséget illeti, egyenlőaz egyes elemek feszültségének összege.
Ebben a sémában a vezetékek egyenként szerepelnek az áramkörben. És ez azt jelenti, hogy a teljes áramkör ellenállása az egyes elemekre jellemző egyedi ellenállások összege lesz. Vagyis az áramkör teljes ellenállása megegyezik az összes vezető ellenállásának összegével. Ugyanez a függőség matematikailag is levezethető Ohm törvénye segítségével.
Vegyes sémák
Vannak helyzetek, amikor ugyanazon az áramkörön soros és párhuzamos elemeket is láthat. Ebben az esetben vegyes kapcsolatról beszélünk. Az ilyen sémák kiszámítását minden vezetékcsoportra külön-külön kell elvégezni.
Tehát a teljes ellenállás meghatározásához össze kell adni a párhuzamosan kapcsolt elemek ellenállását és a sorosan kapcsolt elemek ellenállását. Ebben az esetben a soros kapcsolat a domináns. Vagyis eleve ki van számolva. És csak ezután kerül meghatározásra a párhuzamos csatlakozású elemek ellenállása.
LED-ek csatlakoztatása
Az áramkörben lévő kétféle csatlakozóelem alapjainak ismeretében megértheti a különféle elektromos készülékek áramkörök létrehozásának elvét. Vegyünk egy példát. A LED-ek kapcsolási rajza nagymértékben függ az áramforrás feszültségétől.
Alacsony hálózati feszültség esetén (legfeljebb 5 V) a LED-ek sorba vannak kötve. Ebben az esetben egy átmenő kondenzátor és lineárisellenállások. A LED-ek vezetőképessége rendszermodulátorok használatával növelhető.
Ha a hálózati feszültség 12 V, soros és párhuzamos hálózati csatlakozás is használható. Soros csatlakozás esetén kapcsolóüzemű tápegységeket használnak. Ha három LED-ből álló áramkört szerelünk össze, akkor az erősítő elhagyható. De ha az áramkör több elemet tartalmaz, akkor erősítőre van szükség.
A második esetben, azaz párhuzamos csatlakoztatás esetén két nyitott ellenállást és egy erősítőt (3 A-nél nagyobb kapacitással) kell használni. Ezenkívül az első ellenállást az erősítő előtt, a másodikat pedig utána kell telepíteni.
Magas hálózati feszültség (220 V) esetén soros csatlakozáshoz folyamodnak. Ugyanakkor műveleti erősítőket és fokozatmentes tápegységeket is használnak.
