ПАРАЛЕЛЬНЕ І ПОСЛІДОВНЕ З'ЄДНАННЯ ПРОВІДНИКІВ               

                              Якщо нам треба, щоб електроприлад працював, ми повинні підключити його до джерела струму. При цьому струм повинен проходити через прилад і повертатися знову до джерела, тобто ланцюг повинна бути замкнутою.

Але підключення кожного приладу до окремого джерела здійсненно, в основному, в лабораторних умовах. У житті ж доводиться мати справу з обмеженою кількістю джерел і досить великою кількістю споживачів струму. Тому створюють системи з’єднань, що дозволяють навантажити одне джерело великою кількістю споживачів. Системи при цьому можуть бути як завгодно складними і розгалуженими, але в їх основі лежить всього два види з’єднання: послідовне і паралельне з’єднання провідників. Кожен вид має свої особливості, плюси і мінуси. Розглянемо їх обидва.

Послідовне з’єднання провідників

Послідовне з’єднання провідників — це включення в електричний ланцюг декількох приладів послідовно, один за одним. Електроприлади в даному випадку можна порівняти з людьми в хороводі, а їх руки, що тримають один одного — це проводи, що з’єднують прилади. Джерело струму в даному випадку буде одним з учасників хороводу.

Напруга всього ланцюга при послідовному з’єднанні буде дорівнює сумі напруг на кожному включеному в ланцюг елементі. Сила струму в ланцюзі буде однакова в будь-якій точці. А сума опорів всіх елементів складе загальний опір всього ланцюга. Тому послідовний опір можна виразити на папері таким чином:

I = I_1 = I_2 = ⋯ = I_n; U = U_1 + U_2 + ⋯ + U_n; R = R_1 + R_2 + ⋯ + R_n,

де I — сила струму, U-напруга, R — опір, 1,2,…, n — номери елементів, включених в ланцюг.

Плюсом послідовного з’єднання є простота складання, а мінусом — те, що якщо один елемент вийде з ладу, то струм пропаде у всій ланцюга. У такій ситуації непрацюючий елемент буде подібний ключу у вимкненому положенні. Приклад з життя незручності такого з’єднання напевно пригадають усе старші люди, які прикрашали ялинки гірляндами з лампочок.

Якщо в такій гірлянді виходила з ладу хоча б одна лампочка, доводилося перебирати їх все, поки не знайдеш ту саму, що перегоріла. У сучасних гірляндах ця проблема вирішена. У них використовують спеціальні діодні лампочки, в яких при перегорання сплавляються разом контакти, і струм продовжує безперешкодно проходити далі.

Паралельне з’єднання провідників

При паралельному з’єднанні провідників всі елементи ланцюга підключаються до однієї і тієї ж парі точок, можна назвати їх А і В. До цієї ж парі точок підключають джерело струму. Тобто виходить, що всі елементи підключені до однакового напрузі між А і В. У той же час ток як би розділяється на всі навантаження залежно від опору кожної з них.

Паралельне з’єднання можна порівняти з плином річки, на шляху якої виникла невелика височина. Вода в такому випадку огинає височина з двох сторін, а потім знову зливається в один потік. Виходить острівець посеред річки. Так от паралельне з’єднання — це два окремих русла навколо острова. А точки А і В — це місця, де роз’єднується і знову з’єднується загальне русло річки.

Напруга струму в кожній окремій гілці буде дорівнює загальній напрузі в ланцюзі. Загальний струм ланцюга буде складатися з струмів всіх окремих гілок. А ось загальний опір кола при паралельному з’єднанні буде менше опору струму на кожній з гілок. Це відбувається тому, що загальне перетин провідника між точками А і В як би збільшується за рахунок збільшення числа паралельно підключених навантажень. Тому загальний опір зменшується. Паралельне з’єднання описується наступними співвідношеннями:

U = U_1 = U_2 = ⋯ = U_n; I = I_1 + I_2 + ⋯ + I_n; 1/R = 1/R_1 +1/R_2 + ⋯ +1/R_n,

де I — сила струму, U-напруга, R — опір, 1,2,…, n — номери елементів, включених в ланцюг.

Величезним плюсом паралельного з’єднання є те, що при виході одного з елементів, ланцюг продовжує функціонувати далі. Всі інші елементи продовжують працювати. Мінусом є те, що всі прилади повинні бути розраховані на одну і туж напругу. Саме паралельним чином встановлюють розетки мережі 220 В в квартирах. Таке підключення дозволяє включати різні прилади в мережу абсолютно незалежно один від одного, і при виході їх ладу одного з них, це не впливає на роботу інших.