ชั้นเรียนกระบวนการ
การแสดงออกทางกราฟิก
การคิด
การแสดงออกที่มีโครงสร้าง
หมายเหตุ
การแสดงออกอย่างมีประสิทธิภาพ
ทรีแมป
แผนภาพวงเล็บ
โหมดเริ่มต้น
แผนภาพวงจรแบบอนุกรมและขนานเป็นพื้นฐานสำคัญของการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ และทำหน้าที่เป็นแบบจำลองอย่างง่ายสำหรับการทำความเข้าใจระบบที่ซับซ้อน เช่น ระบบไฟฟ้ากำลังและโครงข่ายประสาทเทียม วิศวกรสามารถนำทางกระบวนการทั้งหมดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตั้งแต่การพิสูจน์แนวคิดไปจนถึงการนำผลิตภัณฑ์ไปใช้งานจริง ด้วยการฝึกฝนคุณลักษณะหลักและเทคนิคการวาดภาพอย่างเชี่ยวชาญ บทความนี้จะแนะนำเกี่ยวกับวงจรแบบอนุกรมและขนาน
กระแสไฟฟ้าเริ่มต้นจากขั้วบวกของแหล่งจ่ายไฟ ไหล ผ่านอุปกรณ์แต่ละชิ้น (เช่น ตัวต้านทาน หลอดไฟ มอเตอร์ ฯลฯ) ตามลำดับ และสุดท้ายไหลกลับไปยังขั้วลบของแหล่งจ่ายไฟ ทำให้เกิดโครงสร้างวงจรปิดเดี่ยว กระแสไฟฟ้ามีทางไหลเพียงทางเดียว และส่วนประกอบต่างๆ จะถูกเชื่อมต่อแบบอนุกรม
การอนุรักษ์กระแส: กระแสผ่านแต่ละส่วนประกอบจะเท่ากัน (I=I1=I2=...=In)
การซ้อนทับแรงดันไฟฟ้า: แรงดันไฟฟ้ารวมจะเท่ากับผลรวมของแรงดันไฟฟ้าย่อยของแต่ละส่วนประกอบ (U=U1+U2+...+Un)
ปฏิกิริยาลูกโซ่ความผิดพลาด: การขาดของส่วนประกอบใดๆ จะทำให้วงจรทั้งหมดล้มเหลว
ความเสี่ยงจากการกระจายแรงดันไฟฟ้าที่ไม่สม่ำเสมอ: หากความต้านทานของส่วนประกอบแตกต่างกันอย่างมาก ส่วนประกอบบางส่วนอาจประสบกับแรงดันไฟเกิน (เช่น เมื่อหลอดไฟที่มีวัตต์ต่างกันเชื่อมต่อแบบอนุกรม หลอดไฟที่มีวัตต์ต่ำกว่ามีแนวโน้มที่จะขาดได้มากกว่า)
ความไวต่อข้อผิดพลาด: ความล้มเหลวของส่วนประกอบเพียงชิ้นเดียวอาจทำให้เกิดภาวะหยุดชะงักโดยรวม และขาดการออกแบบที่ซ้ำซ้อน
ข้อจำกัดด้านพลังงาน: พลังงานทั้งหมดถูกจำกัดด้วยส่วนประกอบที่มีอัตราต่ำสุด (P=I2 ⋅ R) ดังนั้นจึงต้องเลือกพารามิเตอร์ของส่วนประกอบอย่างระมัดระวัง
ข้อกำหนดแรงดันไฟฟ้าสูง
ชุดแบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม: ไฟฉายใช้แบตเตอรี่แห้ง 1.5V สองก้อนที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมเพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้ารวม 3V
พลังงานของยานพาหนะไฟฟ้า: ชุดแบตเตอรี่ลิเธียมเชื่อมต่อแบบอนุกรมเพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้า (ตัวอย่างเช่น ยานพาหนะไฟฟ้า 48V ประกอบด้วยแบตเตอรี่ 3V จำนวน 16 ก้อนที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม)
ข้อจำกัดและการป้องกันในปัจจุบัน
วงจรขับเคลื่อน LED: ตัวต้านทานแบบอนุกรมจะจำกัดกระแสให้อยู่ในช่วงที่ปลอดภัย (เช่น 20mA) เพื่อป้องกันไม่ให้ LED เสียหายจากการโอเวอร์โหลด
การสุ่มตัวอย่างแรงดันไฟฟ้า: ในวงจรตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า ตัวต้านทานแบบอนุกรมจะแปลงแรงดันไฟฟ้าสูงเป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้าต่ำที่ ADC สามารถอ่านได้
การใช้งานฟังก์ชันพิเศษ
วงจรหน่วงเวลา: เชื่อมต่อตัวเก็บประจุความจุขนาดใหญ่และตัวต้านทานแบบอนุกรม และใช้ค่าคงที่เวลาในการชาร์จ (τ=RC) เพื่อสร้างเอฟเฟกต์หน่วงเวลา
การตรวจจับอุณหภูมิ: เทอร์มิสเตอร์ (NTC) เชื่อมต่อแบบอนุกรมในวงจรและสะท้อนการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิผ่านการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า
โครงสร้างวงจรที่ส่วนประกอบหลายชิ้นเชื่อมต่อกันที่ปลายทั้งหัวและปลาย ทำให้เกิดการแยกสาขาอิสระหลายสาขา วิธีนี้ทำให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านเส้นทางที่แตกต่างกัน ทำให้ส่วนประกอบต่างๆ ขนานกัน
แรงดันคงที่: แรงดันไฟฟ้าที่ปลายทั้งสองข้างของแต่ละสาขาเท่ากัน (U=U1=U2=...=Un)
การกระจายกระแส: กระแสรวมจะเท่ากับผลรวมของกระแสในแต่ละสาขา (I=I1+I2+...+In)
การทำงานอิสระ: เบรกเกอร์ในสาขาใดๆ จะไม่ส่งผลกระทบต่อสาขาอื่นๆ (เช่น หลอดไฟในระบบไฟบ้านจะไม่รบกวนกัน)
ความเสี่ยงในการจับคู่ความต้านทาน: หากความแตกต่างของความต้านทานของสาขามีขนาดใหญ่เกินไป อาจทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าเกินในบางสาขาได้ (ตัวอย่างเช่น เมื่อเชื่อมต่อหลอดไฟที่มีวัตต์ต่างกันแบบขนาน หลอดไฟที่มีวัตต์สูงอาจเกิดการโอเวอร์โหลดได้)
ความซับซ้อนของการเดินสาย: เมื่อจำนวนส่วนประกอบเพิ่มขึ้น จำนวนจุดเชื่อมต่อสายไฟก็จะเพิ่มขึ้นด้วย ซึ่งอาจทำให้เกิดการสัมผัสที่ไม่ดีหรือปัญหาไฟฟ้าลัดวงจรได้
การจ่ายพลังงานที่ไม่สม่ำเสมอ: พลังงานทั้งหมดถูกจำกัดด้วยความจุของแหล่งจ่ายไฟ (P = U⋅I) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแหล่งจ่ายไฟสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าได้เพียงพอ
ระบบไฟฟ้าภายในบ้าน
การออกแบบแบบขนาน: เครื่องใช้ไฟฟ้าทั้งหมด (เช่น ตู้เย็น เครื่องปรับอากาศ และทีวี) เชื่อมต่อแบบขนานกับแหล่งจ่ายไฟ 220V สามารถเปิดและปิดได้อย่างอิสระ และแรงดันไฟฟ้าก็เสถียร
ข้อดี: หลีกเลี่ยงปัญหาเครื่องใช้ไฟฟ้าเพียงเครื่องเดียวเสียหายเมื่อต่อแบบอนุกรม ส่งผลให้ไฟฟ้าดับทั้งบ้าน
การออกแบบการสำรองแหล่งจ่ายไฟ
การเชื่อมต่อแบตเตอรี่แบบขนาน: การต่อแบตเตอรี่ชนิดเดียวกันหลายก้อนแบบขนานสามารถเพิ่มความจุรวม (อายุการใช้งานแบตเตอรี่) ได้ ในขณะที่ยังคงรักษาแรงดันไฟฟ้าให้คงที่ (ตัวอย่างเช่น หากเชื่อมต่อแบตเตอรี่ลิเธียม 3.7V สองก้อนแบบขนาน เอาต์พุตจะยังคงเป็น 3.7V แต่ความจุจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า)
การใช้งาน: ชุดแบตเตอรี่ UAV, แหล่งจ่ายไฟเคลื่อนที่
การขยายกระแสและการแยกกระแส
โหลดกระแสสูง: แบ่งปันกระแสสูงโดยการเชื่อมต่อตัวต้านทานพลังงานต่ำหลายตัวแบบขนาน (เช่น ตัวต้านทานชันท์ในเครื่องขยายสัญญาณกำลัง)
การสุ่มตัวอย่างกระแส: เชื่อมต่อตัวต้านทานขนาดเล็กแบบอนุกรมกับสาขาขนานและรับกระแสรวมทางอ้อมโดยการวัดแรงดันตก (เช่น ในวงจรไดรฟ์มอเตอร์)
1. ProcessOn เป็นเครื่องมือสร้างไดอะแกรมระดับมืออาชีพที่รองรับการสร้างไดอะแกรมวงจรออนไลน์ ขั้นแรก ให้ไปที่หน้าไฟล์ ProcessOn และสร้างไดอะแกรมวงจร
2. ลากแหล่งจ่ายไฟ สวิตช์ ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ และส่วนประกอบอื่น ๆ ในแผนผังวงจรไปที่กึ่งกลางของผืนผ้าใบ และ ลากเส้นกึ่งกลางของส่วนประกอบวงจรเพื่อเชื่อมต่อส่วนประกอบตามกระบวนการดำเนินงานของแผนผังวงจร
3. หลังจากวาดแผนผังวงจรแล้ว ตรวจสอบ ว่า สัญลักษณ์ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ และ ลำดับ การเชื่อมต่อ ถูกต้อง หรือ ไม่
ชุมชนเทมเพลต ProcessOn มีเทมเพลตแผนผังวงจรมากมายสำหรับการอ้างอิง และรองรับการคัดลอกและการนำกลับมาใช้ใหม่เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการวาดภาพ
แผนผังวงจรทั่วไป วงจรโทรศัพท์มือถือ
วงจรอนุกรมซึ่งมีโครงสร้างเรียบง่ายและกฎฟิสิกส์ที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน มีบทบาทสำคัญในสถานการณ์ที่จำเป็นต้องมีการแบ่งแรงดัน การจำกัดกระแส หรือแรงดันไฟฟ้าสูง วงจรขนานซึ่งมีความเสถียรของแรงดัน การแยกความผิดพลาด และกระแสที่ปรับขนาดได้ ได้กลายเป็นโครงสร้างพื้นฐานที่ขาดไม่ได้ในระบบอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ ในวงจรที่ใช้งานจริง มักมีการใช้การต่อแบบอนุกรมและขนานร่วมกัน การทำความเข้าใจหลักการและจุดสำคัญในการออกแบบเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อการวิเคราะห์วงจรที่ซับซ้อนให้ดียิ่งขึ้น
แผนผังความคิดแบบร่วมมือกันออนไลน์ฟรี
