Processo Tipo
Espressione grafica
Pensiero Tipo
Espressione strutturata
Note Tipo
Espressione efficiente
Mappa ad albero
Diagramma a staffa
Modalità predefinita
Gli schemi circuitali in serie e in parallelo sono fondamentali per la progettazione elettronica e servono come modelli semplificati per comprendere sistemi complessi, come reti elettriche e reti neurali. Padroneggiandone le caratteristiche principali e le tecniche di disegno, gli ingegneri possono gestire in modo efficiente l'intero processo, dalla dimostrazione del concetto all'implementazione del prodotto. Questo articolo fornirà un'introduzione ai circuiti in serie e in parallelo.
La corrente ha origine dal terminale positivo dell'alimentatore , attraversa in sequenza ogni componente (come un resistore, una lampadina, un motore, ecc.) e infine ritorna al terminale negativo dell'alimentatore, formando un'unica struttura a circuito chiuso. La corrente ha un solo percorso e i componenti sono collegati in serie.
Conservazione della corrente: la corrente che attraversa ciascun componente è uguale (I=I1=I2=...=In).
Sovrapposizione di tensione: la tensione totale è uguale alla somma delle tensioni parziali di ciascun componente (U=U1+U2+...+Un).
Reazione a catena di guasti: la rottura di un componente causerà il guasto dell'intero circuito.
Rischio di distribuzione non uniforme della tensione: se le resistenze dei componenti variano in modo significativo, alcuni componenti potrebbero essere soggetti a sovratensione (ad esempio, quando lampadine di wattaggio diverso sono collegate in serie, è più probabile che la lampadina di wattaggio inferiore si bruci).
Sensibilità ai guasti: il guasto di un singolo componente può causare una paralisi totale e manca una progettazione ridondante.
Limitazione di potenza: la potenza totale è limitata dal componente nominale minimo (P=I2 ⋅ R), pertanto i parametri dei componenti devono essere selezionati con attenzione.
Requisiti di alta tensione
Pacchi batteria collegati in serie: la torcia utilizza due batterie a secco da 1,5 V collegate in serie per ottenere una tensione totale di 3 V.
Alimentazione dei veicoli elettrici: i pacchi batteria al litio sono collegati in serie per aumentare la tensione (ad esempio, un veicolo elettrico da 48 V è composto da 16 batterie da 3 V collegate in serie).
Limitazione e protezione della corrente
Circuito di pilotaggio LED: il resistore in serie limita la corrente a un intervallo sicuro (ad esempio 20 mA) per evitare che il LED venga danneggiato da un sovraccarico.
Campionamento della tensione: in un circuito di monitoraggio della tensione, un resistore in serie converte un segnale ad alta tensione in un segnale a bassa tensione che può essere letto da un ADC.
Implementazione di funzioni speciali
Circuito di ritardo: collegare in serie un condensatore di grande capacità e un resistore e utilizzare la costante di tempo di carica (τ=RC) per ottenere un effetto di ritardo.
Rilevamento della temperatura: il termistore (NTC) è collegato in serie nel circuito e riflette le variazioni di temperatura attraverso le variazioni di tensione.
Una struttura circuitale in cui più componenti sono collegati tra loro sia in testa che in coda per formare più rami indipendenti. Ciò consente alla corrente di fluire attraverso percorsi diversi, mettendo i componenti in parallelo.
Tensione costante: la tensione alle due estremità di ogni ramo è uguale (U=U1=U2=...=Un).
Distribuzione della corrente: la corrente totale è uguale alla somma delle correnti in ciascun ramo (I=I1+I2+...+In).
Funzionamento indipendente: un interruttore automatico in un ramo non influisce sugli altri rami (ad esempio, le lampadine in un sistema di illuminazione domestica non interferiscono tra loro).
Rischio di adattamento della resistenza: se la differenza di resistenza tra i rami è troppo grande, potrebbe causare una corrente eccessiva in alcuni rami (ad esempio, quando si collegano in parallelo lampadine di wattaggi diversi, la lampadina ad alto wattaggio potrebbe essere sovraccaricata).
Complessità del cablaggio: con l'aumentare del numero di componenti, aumenta anche il numero di punti di collegamento dei cavi, il che può causare problemi di contatto scadenti o di cortocircuito.
Distribuzione non uniforme della potenza: la potenza totale è limitata dalla capacità dell'alimentatore (P = U⋅I). Assicurarsi che l'alimentatore possa fornire corrente sufficiente.
Impianto elettrico domestico
Progettazione parallela: tutti gli elettrodomestici (come frigoriferi, condizionatori e TV) sono collegati in parallelo all'alimentazione a 220 V, possono essere accesi e spenti indipendentemente e la tensione è stabile.
Vantaggio: si evita il problema del guasto di un singolo elettrodomestico in un collegamento in serie, che causerebbe un'interruzione di corrente per l'intera casa.
Progettazione della ridondanza dell'alimentazione
Collegamento in parallelo delle batterie: collegando più batterie identiche in parallelo è possibile aumentare la capacità totale (durata della batteria) mantenendo costante la tensione (ad esempio, se due batterie al litio da 3,7 V sono collegate in parallelo, l'uscita rimane a 3,7 V, ma la capacità raddoppia).
Applicazione: batteria per UAV, alimentatore mobile.
Espansione attuale e suddivisione attuale
Carico di corrente elevata: condividere la corrente elevata collegando in parallelo più resistori a bassa potenza (ad esempio resistori shunt negli amplificatori di potenza).
Campionamento della corrente: collegare un piccolo resistore in serie con il ramo parallelo e ottenere indirettamente la corrente totale misurando la caduta di tensione (come nei circuiti di azionamento del motore).
1. ProcessOn è uno strumento professionale per la creazione di diagrammi che supporta la creazione di schemi circuitali online. Per prima cosa, accedi alla pagina dei file di ProcessOn e crea uno schema circuitale.
2. Trascinare l'alimentatore, l'interruttore, i componenti elettronici e gli altri componenti nello schema elettrico al centro della tela e trascinare la linea centrale dei componenti del circuito per collegare i componenti in base al processo operativo dello schema elettrico.
3. Dopo aver disegnato lo schema elettrico, verificare che i simboli dei componenti elettronici e la sequenza di collegamento siano corretti .
La community di template di ProcessOn contiene una vasta gamma di modelli di diagrammi di circuiti di riferimento e supporta la copia e il riutilizzo per migliorare l'efficienza del disegno.
Schema circuitale di un'apparecchiatura elettrica per autoveicoli
Schema elettrico del trasformatore a due avvolgimenti
Schema del circuito di controllo vocale
I circuiti in serie, con la loro struttura semplice e le leggi fisiche ben definite, svolgono un ruolo chiave in scenari che richiedono la divisione della tensione, la limitazione della corrente o l'alta tensione. I circuiti in parallelo, con la loro stabilità di tensione, l'isolamento dai guasti e la corrente scalabile, sono diventati una struttura fondamentale indispensabile nei moderni sistemi elettronici. Nei circuiti pratici, le connessioni in serie e in parallelo sono spesso utilizzate in combinazione. Comprenderne i principi e i punti chiave della progettazione è fondamentale per una migliore analisi di circuiti complessi.
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