Trong kỹ thuật điện và điện tử, điều rất quan trọng là phải biết sự độc lạ giữa các đoạn mạch nối tiếp và song song. Chúng là hai dạng cơ bản nhất của mạch điện và một dạng khác là mạch song song nối tiếp, là sự phối hợp của cả hai, hoàn toàn có thể được hiểu bằng cách vận dụng các quy tắc tương tự như .Trước khi đi vào tìm hiểu và khám phá sự độc lạ của chúng, tất cả chúng ta sẽ ôn lại một chút ít về mạch điện là gì và các thành phần chính của mạch điện .
Mạch điện là gì
Một mạch điện hoặc mạng điện là một vòng khép kín cung ứng một dòng điện khép kín. Đó là một con đường liên kết các thành phần điện khác nhau ( như nguồn điện, điện trở, tụ điện và cuộn cảm, … ) với nhau. Nó mở màn và kết thúc tại cùng một điểm tạo thành một cấu trúc giống như vòng lặp. Một mạch có 3 thành phần chính : một nguồn điện, các thành phần điện ( Tải ) và dây dẫn ( dây ) để liên kết giữa chúng .
- Nguồn điện là thứ cung cấp năng lượng cho mạch và cho phép cung cấp dòng điện cho mạch. Nguồn điện có thể là nguồn điện áp hoặc nguồn dòng. Một ví dụ phổ biến của nguồn điện áp là pin.
- Các thành phần điện nói chung điện trở, tụ điện và cuộn cảm,… là tải kết nối với nguồn điện. Sử dụng các loại thành phần điện khác nhau ảnh hưởng đến các tính chất của mạch.
- Các dây là dây dẫn tinh khiết và chúng kết nối các thành phần điện và nguồn điện với nhau. Kết nối các thành phần trong các cấu hình khác nhau cũng làm thay đổi các thuộc tính mạch như đoạn mạch nối tiếp, đoạn mạch song song.
Hai loại mạch chính là mạch nối tiếp và song song. Nhưng trước khi đi vào mạch nối tiếp và mạch song song, chúng ta hãy cùng phân tích xem kết nối song song là gì nhé!
Kết nối nối tiếp
Một liên kết nối tiếp giữa các thành phần là khi hai hoặc nhiều hơn hai thành phần được liên kết với nhau ở dạng xếp tầng hoặc đuôi của thành phần thứ 1 được liên kết với phần đầu của thành phần thứ 2, … Các thành phần được liên kết nối tiếp tạo thành một cấu trúc giống như chuỗi trong một đường duy nhất .
Kết nối song song
Một liên kết được gọi là song song nếu hai hoặc nhiều hơn hai thành phần được liên kết với nhau hoặc đầu của chúng được liên kết với nhau và đuôi của chúng được liên kết với nhau. Các thành phần liên kết song song tạo thành nhiều đường dẫn hoặc vòng lặp .
Đoạn mạch nối tiếp
Một mạch được gọi là đoạn mạch nối tiếp nếu các thành phần được liên kết liên tục nhau hoặc hình thành tầng trong một dòng duy nhất. Một mạch nối tiếp tạo thành một con đường chỉ có một vòng, do đó, dòng điện chạy qua các thành phần là như nhau và điện áp phân loại tùy thuộc vào điện trở của từng thành phần .
Dòng điện trong đoạn mạch nối tiếp
Dòng điện qua từng thành phần trong mạch nối tiếp vẫn giữ nguyên và nó bằng với dòng điện được phân phối bởi nguồn điện. Vì chỉ có một đường dẫn cho dòng điện chảy, dòng điện không phân loại .
Điện áp trong mạch nối tiếp
Tổng điện áp rơi trên mỗi thành phần trong mạch nối tiếp bằng điện áp cung ứng. Điện áp là một mạch nối tiếp phân loại giữa các thành phần dựa trên điện trở của chúng. Do đó, điện áp rơi trên mỗi thành phần là khác nhau và phụ thuộc vào vào giá trị điện trở của các thành phần .
Điện trở trong mạch nối tiếp
Khi các điện trở được liên kết trong một đoạn mạch nối tiếp, tổng điện trở bằng từng thành phần của chúng cộng lại .
Rtd = R₁ + R₂ + R₃ +…+ Rₙ
Tổng điện trở trong một đoạn mạch nối tiếp luôn lớn hơn điện trở riêng của nó .
Tụ điện trong đoạn mạch nối tiếp
Khi các tụ điện được liên kết nối tiếp, tổng điện dung hoặc tương tự của chúng giảm vì chênh lệch điện áp trên mỗi tụ giảm và điện tích được tàng trữ do điện áp này cũng giảm .
Tổng điện dung trong một mạch nối tiếp luôn nhỏ hơn điện dung riêng .
Cuộn cảm trong mạch nối tiếp
Tổng độ tự cảm của hai hoặc nhiều hơn hai cuộn cảm trong một mạch nối tiếp là tổng của cuộn cảm riêng không liên quan gì đến nhau .
Ltd = L₁ + L₂ + L₃ +…+ Lₙ
Tổng độ tự cảm tăng và nó luôn luôn lớn hơn độ tự cảm riêng không liên quan gì đến nhau trong một mạch nối tiếp .
Sự cố trong mạch nối tiếp
Nếu có lỗi trong bất kể thành phần nào trong mạch nối tiếp, hàng loạt mạch không hoạt động giải trí vì dòng điện bị ngắt và không có đường dẫn nào khác cho dòng điện chảy. Vì vậy, một lỗi trong một thành phần sẽ khiến hàng loạt mạch bị vô hiệu. Để khắc phục sự cố một mạch nối tiếp, bạn phải kiểm tra từng thành phần. Vì vậy, xử lý mạch sự cố khó hơn một mạch song song .Một ví dụ thông dụng của đoạn mạch nối tiếp là đèn Giáng sinh, chúng được liên kết thành chuỗi với nhau. Nếu một trong số chúng ngừng hoạt động giải trí, hàng loạt chuỗi không sáng và rất khó phát hiện ra led nào bị lỗi .
Nguồn cấp trong đoạn mạch nối tiếp
Nếu hai hoặc nhiều hơn hai nguồn cung ứng được liên kết nối tiếp thì tổng điện áp hoặc tương tự của chúng sẽ là tổng của các điện áp riêng trong khi tổng dòng điện được phân phối sẽ giữ nguyên như dòng điện được cung ứng bởi nguồn phân phối riêng không liên quan gì đến nhau .Bạn hoàn toàn có thể sử dụng các công thức điện sau đây để tính hiệu suất trong mạch nối tiếp :
P = I2R1 + I2R2 + … I2Rn
hoặc là
Vì vậy, nếu bạn muốn tăng điện áp của nguồn cung ứng liên kết nối tiếp. Ví dụ, hai pin 6 v được liên kết nối tiếp sẽ cung ứng điện áp 12V cho tổng điện áp .
Mạch song song
Một mạch được gọi là mạch song song nếu các thành phần điện được liên kết theo thông số kỹ thuật song song hoặc đầu của chúng được liên kết với một điểm chung. Nó tạo thành nhiều vòng hoặc đường dẫn cho dòng điện chảy .
Dòng điện trong mạch song song
Dòng điện trong một mạch song song phân loại qua các nhánh. Ở đó tổng dòng điện bằng tổng dòng điện trải qua các thành phần riêng không liên quan gì đến nhau và nó phụ thuộc vào vào giá trị điện trở của chúng .
IT = I1 + I2 + I3 + … In
Điện áp trong mạch song song
Điện áp trong một mạch song song vẫn giữ nguyên trên mỗi đường dẫn hoặc thành phần vì mỗi thành phần được liên kết với nguồn tại cùng một điểm .
VT = V1 = V2 = V3 = … Vn
Điện trở trong mạch song song
Tổng trở của nhiều điện trở trong một mạch song song giảm và nó nhỏ hơn điện trở riêng .
Điện dung trong mạch song song
Tổng điện dung của các tụ điện được liên kết trong mạch song song tăng và nó là tổng điện dung của các tụ điện riêng không liên quan gì đến nhau .
Ctd = C1 + C2 + C3 + … Cn
Tổng điện dung hoặc tương tự luôn lớn hơn điện dung riêng .
Điện cảm trong mạch song song
Tổng độ tự cảm của cuộn cảm được nối trong mạch song song giảm và nó luôn nhỏ hơn độ tự cảm của bất kể cuộn cảm riêng không liên quan gì đến nhau nào .
Bộ nguồn trong đoạn mạch song song
Khi nguồn điện được liên kết trong một đoạn mạch song song, tổng điện áp của chúng vẫn giữ nguyên trong khi tổng dòng điện được cấp là tổng dòng điện của nguồn cấp riêng không liên quan gì đến nhau .Các công thức sau đây hoàn toàn có thể được sử dụng để tính hiệu suất trong mạch song song :
Hoặc là
P = I12R1 + I22R2 + … In2Rn
Lỗi trong mạch song song
Nếu có lỗi trong bất kể thành phần nào được liên kết trong một mạch song song, các thành phần khác vẫn hoạt động giải trí vì có nhiều đường dẫn cho dòng điện chạy qua. Việc khắc phục sự cố các thành phần trong một mạch song song sẽ thuận tiện hơn vì việc xác định nhánh gặp sự cố sẽ thuận tiện hơn .
Các thiết bị trong nhà của chúng ta được kết nối trong một đoạn mạch song song. Bởi vì điện áp không phân chia giữa các thiết bị và nếu bất kỳ trong số chúng ngừng hoạt động, nó sẽ không ảnh hưởng đến bất kỳ thiết bị khác. Nó dễ dàng hơn để phát hiện ra vấn đề ở đâu.
So sánh đoạn mạch nối tiếp và đoạn mạch song song
|
Đặc tính
|
Đoạn mạch nối tiếp
|
Đoạn mạch song song
|
|
Định nghĩa
|
Là mạch có 1 đường duy nhất cho dòng điện chảy |
Là mạch có nhiều đường cho dòng điện chảy |
|
Bố trí
|
Các thành phần được sắp xếp trong một dòng duy nhất với đuôi của chúng được liên kết với các đầu của thành phần tiếp theo . |
Các thành phần được sắp xếp với đầu của chúng được nối cùng nhau và đuôi được liên kết với nhau . |
|
Đường đi của dòng điện
|
Mạch nối tiếp tạo thành một vòng đơn nên chỉ có một đường duy nhất . |
Nó tạo thành nhiều vòng lặp để có nhiều con đường cho dòng điện chảy . |
|
Dòng điện
|
Dòng điện vẫn giữ nguyên trải qua từng thành phần . |
Dòng điện được chia thành các giá trị khác nhau trong mỗi đường dẫn và phụ thuộc vào vào giá trị của điện trở được phân phối bởi mỗi đường dẫn . |
|
Điện áp
|
Điện áp được chia cho các thành phần và phụ thuộc vào vào điện trở của từng thành phần |
Điện áp trên mỗi nhánh hoặc thành phần vẫn như nhau |
|
Điện trở
|
Tổng điện trở trong mạch nối tiếp tăng |
Tổng trở trong mạch song song giảm |
|
Điện dung
|
Tổng điện dung trong mạch nối tiếp giảm |
Tổng điện dung trong mạch song song tăng |
|
Điện cảm
|
Tổng độ tự cảm trong mạch nối tiếp tăng |
Tổng độ tự cảm trong mạch song song giảm |
|
Nguồn cấp
|
Đối với các bộ nguồn được liên kết nối tiếp, Tổng điện áp tăng ( cộng lại ) trong khi tổng dòng điện vẫn giữ nguyên |
Đối với các nguồn phân phối song song, Tổng điện áp vẫn giữ nguyên trong khi tổng dòng điện tăng ( cộng lại ) |
|
Lỗi- Sự cố
|
Một lỗi trong bất kể thành phần nào phá vỡ hàng loạt mạch và các thành phần khác không hoạt động giải trí |
Một lỗi trong bất kể thành phần nào sẽ không tác động ảnh hưởng đến thành phần nào khác và chúng sẽ hoạt động giải trí tốt |
|
Xử lý sự cố
|
Rất khó để khắc phục sự cố và xác định các thành phần cần có thời hạn |
Nó dễ dàng xử lý sự cố và xác định thành phần bị lỗi
|
Những kiến thức và kỹ năng này thực ra không phải là mới. Chúng ta đã gặp chúng lặp đi lặp lại nhiều lần trong quy trình học tập, điều tra và nghiên cứu .Nhưng cũng rất dễ quên và nhầm lẫn giữa các cấu trúc với nhau. Bài viết kỳ vọng sẽ được các bạn đảm nhiệm, góp ý và san sẻ .
