Proceso Tipo
Expresión gráfica
Pensamiento Tipo
Expresión estructurada
Notas Tipo
Expresión eficiente
Mapa de árbol
Diagrama de soportes
Modo predeterminado
Los diagramas de circuitos en serie y en paralelo son fundamentales para el diseño electrónico y sirven como modelos simplificados para comprender sistemas complejos, como redes eléctricas y redes neuronales. Al dominar sus características principales y técnicas de dibujo, los ingenieros pueden gestionar eficientemente todo el proceso, desde la prueba de concepto hasta la implementación del producto. Este artículo ofrece una introducción a los circuitos en serie y en paralelo.
La corriente se origina en el terminal positivo de la fuente de alimentación , fluye a través de cada componente (como una resistencia, una bombilla, un motor, etc.) en secuencia y finalmente regresa al terminal negativo de la fuente, formando un circuito cerrado. La corriente solo tiene una vía de flujo y los componentes están conectados en serie.
Conservación de la corriente: La corriente a través de cada componente es igual (I=I1=I2=...=In).
Superposición de tensión: La tensión total es igual a la suma de las tensiones parciales de cada componente (U=U1+U2+...+Un).
Reacción en cadena de fallas: una rotura en cualquier componente provocará que falle todo el circuito.
Riesgo de distribución desigual de voltaje: si las resistencias de los componentes varían significativamente, algunos componentes pueden experimentar sobrevoltaje (por ejemplo, cuando se conectan bombillas de diferentes potencias en serie, es más probable que la bombilla de menor potencia se queme).
Sensibilidad a fallas: la falla de un solo componente puede causar una parálisis general y hay una falta de diseño redundante.
Limitación de potencia: La potencia total está limitada por el componente nominal mínimo (P=I2 ⋅ R), por lo que los parámetros del componente deben seleccionarse con cuidado.
Requisitos de alto voltaje
Paquetes de baterías conectados en serie: La linterna utiliza dos baterías secas de 1,5 V conectadas en serie para obtener un voltaje total de 3 V.
Alimentación del vehículo eléctrico: Los paquetes de baterías de litio se conectan en serie para aumentar el voltaje (por ejemplo, un vehículo eléctrico de 48 V está compuesto por 16 baterías de 3 V conectadas en serie).
Limitación y protección de corriente
Circuito de control de LED: la resistencia en serie limita la corriente a un rango seguro (como 20 mA) para evitar que el LED se dañe por sobrecarga.
Muestreo de voltaje: en un circuito de monitoreo de voltaje, una resistencia en serie convierte un voltaje alto en una señal de voltaje bajo que puede ser leída por un ADC.
Implementación de funciones especiales
Circuito de retardo: conecte un capacitor de gran capacidad y una resistencia en serie, y utilice la constante de tiempo de carga (τ=RC) para lograr un efecto de retardo.
Detección de temperatura: el termistor (NTC) está conectado en serie en el circuito y refleja los cambios de temperatura a través de cambios de voltaje.
Una estructura de circuito en la que varios componentes se conectan entre sí, tanto en la cabeza como en la cola, para formar múltiples ramas independientes. Esto permite que la corriente fluya por diferentes caminos, colocando los componentes en paralelo.
Voltaje constante: El voltaje en ambos extremos de cada rama es igual (U=U1=U2=...=Un).
Distribución de corriente: La corriente total es igual a la suma de las corrientes en cada rama (I=I1+I2+...+In).
Funcionamiento independiente: Un disyuntor en cualquier rama no afecta a otras ramas (por ejemplo, las bombillas de un sistema de iluminación doméstico no interfieren entre sí).
Diagrama de circuito en paralelo
Riesgo de adaptación de resistencia: si la diferencia de resistencia de la rama es demasiado grande, puede provocar una corriente excesiva en algunas ramas (por ejemplo, al conectar bombillas de diferentes potencias en paralelo, la bombilla de alta potencia puede sobrecargarse).
Complejidad del cableado: a medida que aumenta el número de componentes, aumenta el número de puntos de conexión de cables, lo que puede provocar problemas de contacto deficiente o cortocircuito.
Distribución desigual de la potencia: La potencia total está limitada por la capacidad de la fuente de alimentación (P = U⋅I). Asegúrese de que la fuente de alimentación suministre suficiente corriente.
Sistema eléctrico del hogar
Diseño paralelo: todos los electrodomésticos (como refrigeradores, aires acondicionados y televisores) están conectados en paralelo a la fuente de alimentación de 220 V, se pueden encender y apagar de forma independiente y el voltaje es estable.
Ventaja: Evita el problema de que una falla de un solo electrodoméstico en una conexión en serie provoque un corte de energía en toda la casa.
Diseño de redundancia de fuente de alimentación
Conexión en paralelo de baterías: conectar varias baterías idénticas en paralelo puede aumentar la capacidad total (vida útil de la batería) manteniendo el voltaje constante (por ejemplo, si se conectan dos baterías de litio de 3,7 V en paralelo, la salida sigue siendo 3,7 V, pero la capacidad se duplica).
Aplicación: paquete de baterías UAV, fuente de alimentación móvil.
Expansión de corriente y división de corriente
Carga de alta corriente: comparta la alta corriente conectando múltiples resistencias de baja potencia en paralelo (como resistencias de derivación en amplificadores de potencia).
Muestreo de corriente: conecte una pequeña resistencia en serie con la rama paralela y obtenga indirectamente la corriente total midiendo la caída de voltaje (como en los circuitos de accionamiento del motor).
1. ProcessOn es una herramienta profesional de diagramación que permite crear diagramas de circuitos en línea. Primero, acceda a la página de archivos de ProcessOn y cree un diagrama de circuito.
2. Arrastre la fuente de alimentación, el interruptor, los componentes electrónicos y otros componentes en el diagrama del circuito al centro del lienzo y arrastre la línea central de los componentes del circuito para conectar los componentes de acuerdo con el proceso de operación del diagrama del circuito.
3. Después de dibujar el diagrama del circuito, verifique si los símbolos de los componentes electrónicos y la secuencia de conexión son correctos .
La comunidad de plantillas de ProcessOn contiene una gran cantidad de plantillas de diagramas de circuitos como referencia y admite la copia y reutilización para mejorar la eficiencia del dibujo.
Ejemplo de diagrama de circuito
Diagrama de circuito de transformador de dos devanados
Diagrama de circuito general del circuito de telefonía móvil
Diagrama del circuito de carga del teléfono móvil
Los circuitos en serie, con su estructura simple y leyes físicas bien definidas, desempeñan un papel fundamental en situaciones que requieren división de tensión, limitación de corriente o alta tensión. Los circuitos en paralelo, con su estabilidad de tensión, aislamiento de fallas y corriente escalable, también se han convertido en una estructura fundamental indispensable en los sistemas electrónicos modernos. En circuitos prácticos, las conexiones en serie y en paralelo se utilizan a menudo en combinación. Comprender sus principios y puntos clave de diseño es crucial para un mejor análisis de circuitos complejos.
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