Βασικά στοιχεία ηλεκτρικού κυκλώματος: Σειρά έναντι παράλληλων κυκλωμάτων

Tim Van Der Hulst / EyeEm / Getty Images

Μια από τις πρώτες αρχές που πρέπει να καταλάβετε όταν μαθαίνετε για την ηλεκτρική ενέργεια είναι η διάκριση μεταξύ ενός παράλληλου κυκλώματος και ενός κυκλώματος σειράς . Και οι δύο τύποι κυκλωμάτων τροφοδοτούν πολλαπλές συσκευές με τη χρήση ηλεκτρικού ρεύματος που ρέει μέσω καλωδίων, αλλά εκεί τελειώνει η ομοιότητα.

Βασικά στοιχεία κυκλώματος

Για να κατανοήσετε τις διαφορές μεταξύ ενός κυκλώματος όπου οι συσκευές είναι συνδεδεμένες εν σειρά από εκείνες όπου είναι ενσύρματοι παράλληλα, πρέπει πρώτα να καταλάβετε τα βασικά ενός ηλεκτρικού κυκλώματος.

Με πολύ απλούς όρους, όλα τα κυκλώματα λειτουργούν παρέχοντας έναν κλειστό βρόχο καλωδίων μέσω του οποίου μπορεί να ρεύσει ηλεκτρικό ρεύμα. Το ηλεκτρικό ρεύμα είναι ουσιαστικά η κίνηση ηλεκτρονίων μέσω του κυκλώματος από την πηγή (μέσω θερμών συρμάτων) και πίσω στην πηγή (μέσω ουδέτερων συρμάτων). Όταν τα φώτα ή άλλες συσκευές βυθίζονται σε αυτόν τον κυκλώνα κυκλώματος, το κινούμενο ρεύμα μπορεί να τροφοδοτήσει αυτές τις συσκευές. Οποιαδήποτε διακοπή στο μονοπάτι (όπως ένας διακόπτης που ανοίγει) σταματά τη ροή ηλεκτρικού ρεύματος - κλείνει στιγμιαία το κύκλωμα.

Κυκλώματα ενσύρματα σε σειρά

Σε ένα κύκλωμα σειράς, οι συσκευές κατά μήκος του κυκλώματος κυκλώματος συνδέονται σε μια συνεχή σειρά, έτσι ώστε εάν μια συσκευή αποτύχει ή αποσυνδεθεί, ολόκληρο το κύκλωμα διακόπτεται. Έτσι, όλες οι συσκευές κατά μήκος του κυκλώματος σταματούν να λειτουργούν ταυτόχρονα. Τα κυκλώματα των σειρών είναι κάπως σπάνια στις οικιακές καλωδιώσεις, αλλά μερικές φορές χρησιμοποιούνται σε χορδές των φώτων των Χριστουγέννων ή των φωτιστικών τοπίου, όπου ένας λαμπτήρας που λείπει θα προκαλέσει τη σκουριά ολόκληρη τη σειρά.

Κυκλώματα ενσύρματα σε παράλληλη

Πολύ πιο κοινά από τα κυκλώματα σειράς είναι εκείνα που είναι ενσύρματα παράλληλα - συμπεριλαμβανομένων των περισσότερων κυκλωμάτων οικιακών διακλαδώσεων που τροφοδοτούν φωτιστικά, πρίζες και συσκευές. Εδώ, η καλωδίωση διαμορφώνεται έτσι ώστε κάθε συσκευή να βρίσκεται σε συνεχή επαφή με την κύρια διαδρομή του κυκλώματος. Μεμονωμένες συσκευές απλώς "βυθίζονται" στον κυκλικό κύκλο κυκλώματος, πολύ όπως οι ελεύθερες ράμπες επιτρέπουν στα αυτοκίνητα να υπάρχουν και να εισέρχονται σε αυτοκινητόδρομο χωρίς διακοπή της κύριας οδού. Ένα παράλληλο κύκλωμα έχει πολλές τέτοιες βρόχους "off-ramp / on-ramp", έτσι ώστε μια βλάβη σε κάθε βρόχο να μην κλείνει ποτέ ολόκληρο το κύκλωμα.

Παραδείγματα παράλληλων κυκλωμάτων

Τα περισσότερα τυπικά οικιακά κυκλώματα των 120 volt στο σπίτι σας είναι (ή θα πρέπει να είναι) παράλληλα. Οι έξοδοι, οι διακόπτες και τα φωτιστικά είναι συνδεδεμένα με τέτοιο τρόπο ώστε τα ζεστά και ουδέτερα καλώδια να διατηρούν μια διαδρομή συνεχούς κυκλώματος ανεξάρτητη από τις επιμέρους συσκευές που αντλούν την ισχύ τους από το κύκλωμα.

Μερικές φορές αυτή η συνεχής οδός δημιουργείται με τη χρήση "pigtailing" μέσα στα καλώδια του κυκλώματος, προκειμένου να τροφοδοτήσει μια έξοδο ή ένα φωτιστικό εξάρτημα (τα pigtails είναι οι ράμπες εξόδου και εισόδου για την τρέχουσα ροή). Άλλες φορές, ο σχεδιασμός της συσκευής δημιουργεί τη συνεχή συνεχή πορεία. Ένας τυπικός υποδοχέας εξόδου, για παράδειγμα, έχει μια μεταλλική λωρίδα (συνδετική γλωττίδα) μεταξύ των ζευγών βιδωτών ακροδεκτών που εξασφαλίζει τη διατήρηση της διαδρομής στην επόμενη έξοδο. Εάν η υποδοχή έχει κακή λειτουργία, η γλωττίδα σύνδεσης της συσκευής εξασφαλίζει ότι η ροή ρεύματος συνεχίζει στην επόμενη έξοδο του κυκλώματος.

Μια πρακτική χρήση για καλωδίωση σειράς

Ένα παράδειγμα οικιακής χρήσης όπου η καλωδίωση σειράς είναι χρήσιμη όταν χρησιμοποιείται ένας υποδοχέας GFCI (διακόπτης κυκλώματος γείωσης) για την προστασία άλλων τυποποιημένων δοχείων που βρίσκονται "κατάντη" του GFCI.

Μια υποδοχή GFCI έχει κοχλιωτούς ακροδέκτες με την ένδειξη "γραμμή", καθώς και βιδωτούς ακροδέκτες με την ένδειξη "φορτίο". Οι ακροδέκτες φορτίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να επεκτείνουν την καλωδίωση σε επιπρόσθετους τακτικούς υποδοχείς πέρα ​​από το GFCI, πράγμα που τους επιτρέπει να απολαμβάνουν επίσης προστασία GFCI. Ωστόσο, εάν η GFCI πάει άσχημα, τότε όλα τα συνδεδεμένα κατάντη καταστήματα θα παύσουν να λειτουργούν. Αυτό το τμήμα του κυκλώματος, τότε, είναι ένα παράδειγμα καλωδίωσης σε σειρά.