Как различать последовательное и параллельное соединение. Соединение резисторов параллельно и последовательно

Параллельное и последовательное соединение проводников – способы коммутации электрической цепи. Электрические схемы любой сложности можно представить посредством указанных абстракций.

Определения

Существует два способа соединения проводников, становится возможным упростить расчет цепи произвольной сложности:

• Конец предыдущего проводника соединен непосредственно с началом следующего — подключение называют последовательным. Образуется цепочка. Чтобы включить очередное звено, нужно электрическую схему разорвать, вставив туда новый проводник.
• Начала проводников соединены одной точкой, концы – другой, подключение называется параллельным. Связку принято называть разветвлением. Каждый отдельный проводник образует ветвь. Общие точки именуются узлами электрической сети.

На практике чаще встречается смешанное включение проводников, часть соединена последовательно, часть – параллельно.

Нужно разбить цепь простыми сегментами, решать задачу для каждого отдельно. Сколь угодно сложную электрическую схему можно описать параллельным, последовательным соединением проводников. Так делается на практике.

Использование параллельного и последовательного соединения проводников

Термины, применяемые к электрическим цепям

Теория выступает базисом формирования прочных знаний, немногие знают, чем напряжение (разность потенциалов) отличается от падения напряжения. В терминах физики внутренней цепью называют источник тока, находящееся вне – именуется внешней. Разграничение помогает правильно описать распределение поля. Ток совершает работу. В простейшем случае генерация тепла согласно закону Джоуля-Ленца. Заряженные частицы, передвигаясь в сторону меньшего потенциала, сталкиваются с кристаллической решеткой, отдают энергию. Происходит нагрев сопротивлений.

Для обеспечения движения нужно на концах проводника поддерживать разность потенциалов. Это называется напряжением участка цепи. Если просто поместить проводник в поле вдоль силовых линий, ток потечет, будет очень кратковременным. Процесс завершится наступлением равновесия. Внешнее поле будет уравновешено собственным полем зарядов, противоположным направлением. Ток прекратится. Чтобы процесс стал непрерывным, нужна внешняя сила.

Таким приводом движения электрической цепи выступает источник тока. Чтобы поддерживать потенциал, внутри совершается работа. Химическая реакция, как в гальваническом элементе, механические силы – генератор ГЭС. Заряды внутри источника движутся в противоположную полю сторону. Над этим совершается работа сторонних сил. Можно перефразировать приведенные выше формулировки, сказать:

• Внешняя часть цепи, где заряды движутся, увлекаемые полем.
• Внутренняя часть цепи, где заряды движутся против напряженности.

Генератор (источник тока) снабжен двумя полюсами. Обладающий меньшим потенциалом называется отрицательным, другой – положительным. В случае переменного тока полюсы непрерывно меняются местами.

Непостоянно направление движения зарядов. Ток течет от положительного полюса к отрицательному. Движение положительных зарядов идет в направлении убывания потенциала. Согласно этому факту вводится понятие падения потенциала:

Падением потенциала участка цепи называется убыль потенциала в пределах отрезка. Формально это напряжение. Для ветвей параллельной цепи одинаково.

Под падением напряжения понимается и нечто иное. Величина, характеризующая тепловые потери, численно равна произведению тока на активное сопротивление участка. Законы Ома, Кирхгофа, рассмотренные ниже, формулируются для этого случая. В электрических двигателях, трансформаторах разница потенциалов может значительно отличаться от падения напряжения. Последнее характеризует потери на активном сопротивлении, тогда как первое учитывает полную работу источника тока.

При решение физических задач для упрощения двигатель может включать в свой состав ЭДС, направление действия которой противоположно эффекту источника питания. Учитывается факт потери энергии через реактивную часть импеданса. Школьный и вузовский курс физики отличается оторванностью от реальности. Вот почему студенты, раскрыв рот, слушают о явлениях, имеющих место в электротехнике. В период, предшествующий эпохе промышленной революции, открывались главные законы, ученый должен объединять роль теоретика и талантливого экспериментатора. Об этом открыто говорят предисловия к трудам Кирхгофа (работы Георга Ома на русский язык не переведены). Преподаватели буквально завлекали люд дополнительными лекциями, сдобренными наглядными, удивительными экспериментами.

Законы Ома и Кирхгофа применительно к последовательному и параллельному соединению проводников

Для решения реальных задач используются законы Ома и Кирхгофа. Первый выводил равенство чисто эмпирическим путем – экспериментально – второй начал математическим анализом задачи, потом проверил догадки практикой. Приведем некоторые сведения, помогающие решению задачи:

Посчитать сопротивления элементов при последовательном и параллельном соединении

Алгоритм расчета реальных цепей прост. Приведем некоторые тезисы касательно рассматриваемой тематики:

1. При последовательном включении суммируются сопротивления, при параллельном — проводимости:
   1. Для резисторов закон переписывается в неизменной форме. При параллельном соединении итоговое сопротивление равняется произведению исходных, деленному на общую сумму. При последовательном – номиналы суммируются.
   2. Индуктивность выступает реактивным сопротивлением (j*ω*L), ведет себя, как обычный резистор. В плане написания формулы ничем не отличается. Нюанс, для всякого чисто мнимого импеданса, что нужно умножить результат на оператор j, круговую частоту ω (2*Пи*f). При последовательном соединении катушек индуктивности номиналы суммируются, при параллельном – складываются обратные величины.
   3. Мнимое сопротивление емкости записывается в виде: -j/ω*С. Легко заметить: складывая величины последовательного соединения, получим формулу, в точности как для резисторов и индуктивностей было при параллельном. Для конденсаторов все наоборот. При параллельном включении номиналы складываются, при последовательном – суммируются обратные величины.

Тезисы легко распространяются на произвольные случаи. Падение напряжения на двух открытых кремниевых диодах равно сумме. На практике составляет 1 вольт, точное значение зависит от типа полупроводникового элемента, характеристик. Аналогичным образом рассматривают источники питания: при последовательном включении номиналы складываются. Параллельное часто встречается на подстанциях, где трансформаторы ставят рядком. Напряжение будет одно (контролируются аппаратурой), делятся между ветвями. Коэффициент трансформации строго равен, блокируя возникновение негативных эффектов.

У некоторых вызывает затруднение случай: две батарейки разного номинала включены параллельно. Случай описывается вторым законом Кирхгофа, никакой сложности представить физику не может. При неравенстве номиналов двух источников берется среднее арифметическое, если пренебречь внутренним сопротивлением обоих. В противном случае решаются уравнения Кирхгофа для всех контуров. Неизвестными будут токи (всего три), общее количество которых равно числу уравнений. Для полного понимания привели рисунок.

Пример решения уравнений Кирхгофа

Посмотрим изображение: по условию задачи, источник Е1 сильнее, нежели Е2. Направление токов в контуре берем из здравых соображений. Но если бы проставили неправильно, после решения задачи один получился бы с отрицательным знаком. Следовало тогда изменить направление. Очевидно, во внешней цепи ток течет, как показано на рисунке. Составляем уравнения Кирхгофа для трех контуров, вот что следует:

1. Работа первого (сильного) источника тратится на создание тока во внешней цепи, преодоление слабости соседа (ток I2).
2. Второй источник не совершает полезной работы в нагрузке, борется с первым. Иначе не скажешь.

Включение батареек разного номинала параллельно является безусловно вредным. Что наблюдается на подстанции при использовании трансформаторов с разным передаточным коэффициентом.

Уравнительные токи не выполняют никакой полезной работы. Включенные параллельно разные батарейки начнут эффективно функционировать, когда сильная просядет до уровня слабой.

Если нам надо, чтобы электроприбор работал, мы должны подключить его к . При этом ток должен проходить через прибор и возвращаться вновь к источнику, то есть цепь должна быть замкнутой.

Но подключение каждого прибора к отдельному источнику осуществимо, в основном, в лабораторных условиях. В жизни же приходится иметь дело с ограниченным количеством источников и довольно большим количеством потребителей тока. Поэтому создают системы соединений, позволяющие нагрузить один источник большим количеством потребителей. Системы при этом могут быть сколь угодно сложными и разветвленными, но в их основе лежит всего два вида соединения: последовательное и параллельное соединение проводников. Каждый вид имеет свои особенности, плюсы и минусы. Рассмотрим их оба.

Последовательное соединение проводников

Последовательное соединение проводников – это включение в электрическую цепь нескольких приборов последовательно, друг за другом. Электроприборы в данном случае можно сравнить с людьми в хороводе, а их руки, держащие друг друга – это провода, соединяющие приборы. Источник тока в данном случае будет одним из участников хоровода.

Напряжение всей цепи при последовательном соединении будет равно сумме напряжений на каждом включенном в цепь элементе. Сила тока в цепи будет одинакова в любой точке. А сумма сопротивлений всех элементов составит общее сопротивление всей цепи. Поэтому последовательное сопротивление можно выразить на бумаге следующим образом:

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

Плюсом последовательного соединения является простота сборки, а минусом – то, что если один элемент выйдет из строя, то ток пропадет во всей цепи. В такой ситуации неработающий элемент будет подобен ключу в выключенном положении. Пример из жизни неудобства такого соединения наверняка припомнят все люди постарше, которые украшали елки гирляндами из лампочек.

Если в такой гирлянде выходила из строя хотя бы одна лампочка, приходилось перебирать их все, пока не найдешь ту самую, перегоревшую. В современных гирляндах эта проблема решена. В них используют специальные диодные лампочки, в которых при перегорании сплавляются вместе контакты, и ток продолжает беспрепятственно проходить дальше.

Параллельное соединение проводников

При параллельном соединении проводников все элементы цепи подключаются к одной и той же паре точек, можно назвать их А и В. К этой же паре точек подключают источник тока. То есть получается, что все элементы подключены к одинаковому напряжению между А и В. В то же время ток как бы разделяется на все нагрузки в зависимости от сопротивления каждой из них.

Параллельное соединение можно сравнить с течением реки, на пути которой возникла небольшая возвышенность. Вода в таком случае огибает возвышенность с двух сторон, а потом вновь сливается в один поток. Получается островок посреди реки. Так вот параллельное соединение – это два отдельных русла вокруг острова. А точки А и В – это места, где разъединяется и вновь соединяется общее русло реки.

Напряжение тока в каждой отдельной ветви будет равно общему напряжению в цепи. Общий ток цепи будет складываться из токов всех отдельных ветвей. А вот общее сопротивление цепи при параллельном соединении будет меньше сопротивления тока на каждой из ветвей. Это происходит потому, что общее сечение проводника между точками А и В как бы увеличивается за счет увеличения числа параллельно подключенных нагрузок. Поэтому общее сопротивление уменьшается. Параллельное соединение описывается следующими соотношениями:

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 ,

где I — сила тока, U- напряжение, R – сопротивление, 1,2,…,n – номера элементов, включенных в цепь.

Огромным плюсом параллельного соединения является то, что при выключении одного из элементов, цепь продолжает функционировать дальше. Все остальные элементы продолжают работать. Минусом является то, что все приборы должны быть рассчитаны на одно и то же напряжение. Именно параллельным образом устанавливают розетки сети 220 В в квартирах. Такое подключение позволяет включать различные приборы в сеть совершенно независимо друг от друга, и при выходе их строя одного из них, это не влияет на работу остальных.

Нужна помощь в учебе?

Предыдущая тема: Расчёт сопротивления проводников и реостаты: формулы
Следующая тема:&nbsp&nbsp&nbspРабота и мощность тока

Ток в электроцепи проходит по проводникам от источника напряжения к нагрузке, то есть к лампам, приборам. В большинстве случаев в качестве проводника используются медные провода. В цепи может быть предусмотрено несколько элементов с разными сопротивлениями. В схеме приборов проводники могут быть соединены параллельно или последовательно, также могут быть смешанные типы.

Элемент схемы с сопротивлением называется резистором, напряжение данного элемента является разницей потенциалов между концами резистора. Параллельное и последовательное электрическое соединение проводников характеризуется единым принципом функционирования, согласно которому ток протекает от плюса к минусу, соответственно потенциал уменьшается. На электросхемах сопротивление проводки берется за 0, поскольку оно ничтожно низкое.

Параллельное соединение предполагает, что элементы цепы подсоединены к источнику параллельно и включаются одновременно. Последовательное соединение означает, что проводники сопротивления подключаются в строгой последовательности друг за другом.

При просчете используется метод идеализации, что существенно упрощает понимание. Фактически в электрических цепях потенциал постепенно снижается в процессе перемещения по проводке и элементам, которые входят в параллельное или последовательное соединение.

Последовательное соединение проводников

Схема последовательного соединения подразумевает, что они включаются в определенной последовательности один за другим. Причем сила тока во всех из них равна. Данные элементы создают на участке суммарное напряжение. Заряды не накапливаются в узлах электроцепи, поскольку в противном случае наблюдалось бы изменение напряжения и силы тока. При постоянном напряжении ток определяется значением сопротивления цепи, поэтому при последовательной схеме сопротивление меняется в случае изменения одной нагрузки.

Недостатком такой схемы является тот факт, что в случае выхода из строя одного элемента остальные также утрачивают возможность функционировать, поскольку цепь разрывается. Примером может служить гирлянда, которая не работает в случае перегорания одной лампочки. Это является ключевым отличием от параллельного соединения, в котором элементы могут функционировать по отдельности.

Последовательная схема предполагает, что по причине одноуровневого подключения проводников их сопротивление в любой точки сети равно. Общее сопротивление равняется сумме уменьшения напряжений отдельных элементов сети.

При данном типе соединения начало одного проводника подсоединяется к концу другого. Ключевая особенность соединения состоит в том, что все проводники находятся на одном проводе без разветвлений, и через каждый из них протекает один электроток. Однако общее напряжение равно сумме напряжений на каждом. Также можно рассмотреть соединение с другой точки зрения – все проводники заменяются одним эквивалентным резистором, и ток на нем совпадает с общим током, который проходит через все резисторы. Эквивалентное совокупное напряжение является суммой значений напряжения по каждому резистору. Так проявляется разность потенциалов на резисторе.

Использование последовательного подключения целесообразно, когда требуется специально включать и выключать определенное устройство. К примеру, электрозвонок может звенеть только в момент, когда присутствует соединение с источником напряжения и кнопкой. Первое правило гласит, что если тока нет хотя бы на одном из элементов цепи, то и на остальных его не будет. Соответственно при наличии тока в одном проводнике он есть и в остальных. Другим примером может служить фонарик на батарейках, который светит только при наличии батарейки, исправной лампочки и нажатой кнопки.

В некоторых случаях последовательная схема нецелесообразна. В квартире, где система освещения состоит из множества светильников, бра, люстр, не стоит организовывать схему такого типа, поскольку нет необходимости включать и выключать освещение во всех комнатах одновременно. С этой целью лучше использовать параллельное соединение, чтобы иметь возможность включения света в отдельно взятых комнатах.

Параллельное соединение проводников

В параллельной схеме проводники представляют собой набор резисторов, одни концы которых собираются в один узел, а другие – во второй узел. Предполагается, что напряжение в параллельном типе соединения одинаковое на всех участках цепи. Параллельные участки электроцепи носят название ветвей и проходят между двумя соединительными узлами, на них имеется одинаковое напряжение. Такое напряжение равно значению на каждом проводнике. Сумма показателей, обратных сопротивлениям ветвей, является обратной и по отношению к сопротивлению отдельного участка цепи параллельной схемы.

При параллельном и последовательном соединениях отличается система расчета сопротивлений отдельных проводников. В случае параллельной схемы ток уходит по ветвям, что способствует повышению проводимости цепи и уменьшает совокупное сопротивление. При параллельном подключении нескольких резисторов с аналогичными значениями совокупное сопротивление такой электроцепи будет меньше одного резистора число раз, равное числу .

В каждой ветви предусмотрено по одному резистору, и электроток при достижении точки разветвления делится и расходится к каждому резистору, его итоговое значение равно сумме токов на всех сопротивлениях. Все резисторы заменяются одним эквивалентным резистором. Применяя закон Ома, становится понятным значение сопротивления – при параллельной схеме суммируются значения, обратные сопротивлениям на резисторах.

При данной схеме значение тока обратно пропорционально значению сопротивления. Токи в резисторах не взаимосвязаны, поэтому при отключении одного из них это никоим образом не отразится на остальных. По этой причине такая схема используется во множестве устройств.

Рассматривая возможности применения параллельной схемы в быту, целесообразно отметить систему освещения квартиры. Все лампы и люстры должны быть соединены параллельно, в таком случае включение и отключение одного из них никак не влияет на работу остальных ламп. Таким образом, добавляя выключатель каждой лампочки в ветвь цепи, можно включать и отключать соответствующий светильник по необходимости. Все остальные лампы работают независимо.

Все электроприборы объединяются параллельно в электросеть с напряжением 220 В, затем они подключаются к . То есть все приборы подключаются независимо от подключения прочих устройств.

Законы последовательного и параллельного соединения проводников

Для детального понимания на практике обоих типов соединений, приведем формулы, объясняющие законы данных типов соединений. Расчет мощности при параллельном и последовательном типе соединения отличается.

При последовательной схеме имеется одинаковая сила тока во всех проводниках:

Согласно закону Ома, данные типы соединений проводников в разных случаях объясняются иначе. Так, в случае последовательной схемы, напряжения равны друг другу:

U1 = IR1, U2 = IR2.

Помимо этого, общее напряжение равно сумме напряжений отдельно взятых проводников:

U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR.

Полное сопротивление электроцепи рассчитывается как сумма активных сопротивлений всех проводников, вне зависимости от их числа.

В случае параллельной схемы совокупное напряжение цепи аналогично напряжению отдельных элементов:

А совокупная сила электротока рассчитывается как сумма токов, которые имеются по всем проводникам, расположенным параллельно:

Чтобы обеспечить максимальную эффективность электрических сетей, необходимо понимать суть обоих типов соединений и применять их целесообразно, используя законы и рассчитывая рациональность практической реализации.

Смешанное соединение проводников

Последовательная и параллельная схема соединения сопротивления могут сочетаться в одной электросхеме при необходимости. К примеру, допускается подключение параллельных резисторов по последовательной или их группе, такое тип считается комбинированным или смешанным.

В таком случае совокупное сопротивление рассчитывается посредством получения сумм значений для параллельного соединения в системе и для последовательного. Сначала необходимо рассчитывать эквивалентные сопротивления резисторов в последовательной схеме, а затем элементов параллельного. Последовательное соединение считается приоритетным, причем схемы такого комбинированного типа часто используются в бытовой технике и приборах.

Итак, рассматривая типы подключений проводников в электроцепях и основываясь на законах их функционирования, можно полностью понять суть организации схем большинства бытовых электроприборов. При параллельном и последовательном соединениях расчет показателей сопротивления и силы тока отличается. Зная принципы расчета и формулы, можно грамотно использовать каждый тип организации цепей для подключения элементов оптимальным способом и с максимальной эффективностью.

Последовательным называют такое соединение элементов цепи, при котором во всех включенных в цепь элементах возникает один и тот же ток I (рис. 1.4).

На основании второго закона Кирхгофа (1.5) общее напряжение U всей цепи равно сумме напряжений на отдельных участках:

U = U 1 + U 2 + U 3 или IR экв = IR 1 + IR 2 + IR 3 ,

откуда следует

R экв = R 1 + R 2 + R 3 .

Таким образом, при последовательном соединении элементов цепи общее эквивалентное сопротивление цепи равно арифметической сумме сопротивлений отдельных участков. Следовательно, цепь с любым числом последовательно включенных сопротивлений можно заменить простой цепью с одним эквивалентным сопротивлением R экв (рис. 1.5). После этого расчет цепи сводится к определению тока I всей цепи по закону Ома

и по вышеприведенным формулам рассчитывают падение напряжений U 1 , U 2 , U 3 на соответствующих участках электрической цепи (рис. 1.4).

Недостаток последовательного включения элементов заключается в том, что при выходе из строя хотя бы одного элемента, прекращается работа всех остальных элементов цепи.

Электрическая цепь с параллельным соединением элементов

Параллельным называют такое соединение, при котором все включенные в цепь потребители электрической энергии, находятся под одним и тем же напряжением (рис. 1.6).

В этом случае они присоединены к двум узлам цепи а и b, и на основании первого закона Кирхгофа можно записать, что общий ток I всей цепи равен алгебраической сумме токов отдельных ветвей:

I = I 1 + I 2 + I 3 , т.е.

откуда следует, что

.

В том случае, когда параллельно включены два сопротивления R 1 и R 2 , они заменяются одним эквивалентным сопротивлением

.

Из соотношения (1.6), следует, что эквивалентная проводимость цепи равна арифметической сумме проводимостей отдельных ветвей:

g экв = g 1 + g 2 + g 3 .

По мере роста числа параллельно включенных потребителей проводимость цепи g экв возрастает, и наоборот, общее сопротивление R экв уменьшается.

Напряжения в электрической цепи с параллельно соединенными сопротивлениями (рис. 1.6)

U = IR экв = I 1 R 1 = I 2 R 2 = I 3 R 3 .

Отсюда следует, что

т.е. ток в цепи распределяется между параллельными ветвями обратно пропорционально их сопротивлениям.

По параллельно включенной схеме работают в номинальном режиме потребители любой мощности, рассчитанные на одно и то же напряжение. Причем включение или отключение одного или нескольких потребителей не отражается на работе остальных. Поэтому эта схема является основной схемой подключения потребителей к источнику электрической энергии.

Электрическая цепь со смешанным соединением элементов

Смешанным называется такое соединение, при котором в цепи имеются группы параллельно и последовательно включенных сопротивлений.

Для цепи, представленной на рис. 1.7, расчет эквивалентного сопротивления начинается с конца схемы. Для упрощения расчетов примем, что все сопротивления в этой схеме являются одинаковыми: R 1 =R 2 =R 3 =R 4 =R 5 =R. Сопротивления R 4 и R 5 включены параллельно, тогда сопротивление участка цепи cd равно:

.

В этом случае исходную схему (рис. 1.7) можно представить в следующем виде (рис. 1.8):

На схеме (рис. 1.8) сопротивление R 3 и R cd соединены последовательно, и тогда сопротивление участка цепи ad равно:

.

Тогда схему (рис. 1.8) можно представить в сокращенном варианте (рис. 1.9):

На схеме (рис. 1.9) сопротивление R 2 и R ad соединены параллельно, тогда сопротивление участка цепи аb равно

.

Схему (рис. 1.9) можно представить в упрощенном варианте (рис. 1.10), где сопротивления R 1 и R ab включены последовательно.

Тогда эквивалентное сопротивление исходной схемы (рис. 1.7) будет равно:

Рис. 1.10

Рис. 1.11

В результате преобразований исходная схема (рис. 1.7) представлена в виде схемы (рис. 1.11) с одним сопротивлением R экв. Расчет токов и напряжений для всех элементов схемы можно произвести по законам Ома и Кирхгофа.

ЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ ОДНОФАЗНОГО СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА.

Получение синусоидальной ЭДС. . Основные характеристики синусоидального тока

Основным преимуществом синусоидальных токов является то, что они позволяют наиболее экономично осуществлять производство, передачу, распределение и использование электрической энергии. Целесообразность их использования обусловлена тем, что коэффициент полезного действия генераторов, электрических двигателей, трансформаторов и линий электропередач в этом случае оказывается наивысшим.

Для получения в линейных цепях синусоидально изменяющихся токов необходимо, чтобы э. д. с. также изменялись по синусоидальному закону. Рассмотрим процесс возникновения синусоидальной ЭДС. Простейшим генератором синусоидальной ЭДС может служить прямоугольная катушка (рамка), равномерно вращающаяся в однородном магнитном поле с угловой скоростью ω (рис. 2.1, б ).

Пронизывающий катушку магнитный поток во время вращения катушки abcd наводит (индуцирует) в ней на основании закона электромагнитной индукции ЭДС е . Нагрузку подключают к генератору с помощью щеток 1 , прижимающихся к двум контактным кольцам 2 , которые, в свою очередь, соединены с катушкой. Значение наведенной в катушке abcd э. д. с. в каждый момент времени пропорционально магнитной индукции В , размеру активной части катушки l = ab + dc и нормальной составляющей скорости перемещения ее относительно поля v н :

e = Blv н (2.1)

где В и l — постоянные величины, a v н — переменная, зависящая от угла α. Выразив скорость v н через линейную скорость катушки v , получим

e = Blv·sinα (2.2)

В выражении (2.2) произведение Blv = const. Следовательно, э. д. с., индуцируемая в катушке, вращающейся в магнитном поле, является синусоидальной функцией угла α .

Если угол α = π/2 , то произведение Blv в формуле (2.2) есть максимальное (амплитудное) значение наведенной э. д. с. E m = Blv . Поэтому выражение (2.2) можно записать в виде

e = E m sinα (2.3)

Так как α есть угол поворота за время t , то, выразив его через угловую скорость ω , можно записать α = ωt , a формулу (2.3) переписать в виде

e = E m sinωt (2.4)

где е — мгновенное значение э. д. с. в катушке; α = ωt — фаза, характеризующая значение э. д. с. в данный момент времени.

Необходимо отметить, что мгновенную э. д. с. в течение бесконечно малого промежутка времени можно считать величиной постоянной, поэтому для мгновенных значений э. д. с. е , напряжений и и токов i справедливы законы постоянного тока.

Синусоидальные величины можно графически изображать синусоидами и вращающимися векторами. При изображении их синусоидами на ординате в определенном масштабе откладывают мгновенные значения величин, на абсциссе — время. Если синусоидальную величину изображают вращающимися векторами, то длина вектора в масштабе отражает амплитуду синусоиды, угол, образованный с положительным направлением оси абсцисс, в начальный момент времени равен начальной фазе, а скорость вращения вектора равна угловой частоте. Мгновенные значения синусоидальных величин есть проекции вращающегося вектора на ось ординат. Необходимо отметить, что за положительное направление вращения радиус-вектора принято считать направление вращения против часовой стрелки. На рис. 2.2 построены графики мгновенных значений э. д. с. е и е» .

Если число пар полюсов магнитов p ≠ 1 , то за один оборот катушки (см. рис. 2.1) происходит p полных циклов изменения э. д. с. Если угловая частота катушки (ротора) n оборотов в минуту, то период уменьшится в pn раз. Тогда частота э. д. с., т. е. число периодов в секунду,

f = Pn / 60

Из рис. 2.2 видно, что ωТ = 2π , откуда

ω = 2π / T = 2πf (2.5)

Величину ω , пропорциональную частоте f и равную угловой скорости вращения радиус-вектора, называют угловой частотой. Угловую частоту выражают в радианах в секунду (рад/с) или в 1 / с.

Графически изображенные на рис. 2.2 э. д. с. е и е» можно описать выражениями

e = E m sinωt; e» = E» m sin(ωt + ψ e» ) .

Здесь ωt и ωt + ψ e» — фазы, характеризующие значения э. д. с. e и e» в заданный момент времени; ψ e» — начальная фаза, определяющая значение э. д. с. е» при t = 0. Для э. д. с. е начальная фаза равна нулю (ψ e = 0 ). Угол ψ всегда отсчитывают от нулевого значения синусоидальной величины при переходе ее от отрицательных значений к положительным до начала координат (t = 0). При этом положительную начальную фазу ψ (рис. 2.2) откладывают влево от начала координат (в сторону отрицательных значений ωt ), а отрицательную фазу — вправо.

Если у двух или нескольких синусоидальных величин, изменяющихся с одинаковой частотой, начала синусоид не совпадают по времени, то они сдвинуты друг относительно друга по фазе, т. е. не совпадают по фазе.

Разность углов φ , равная разности начальных фаз, называют углом сдвига фаз. Сдвиг фаз между одноименными синусоидальными величинами, например между двумя э. д. с. или двумя токами, обозначают α . Угол сдвига фаз между синусоидами тока и напряжения или их максимальными векторами обозначают буквой φ (рис. 2.3).

Когда для синусоидальных величин разность фаз равна ±π , то они противоположны по фазе, если же разность фаз равна ±π/2 , то говорят, что они находятся в квадратуре. Если для синусоидальных величин одной частоты начальные фазы одинаковы, то это означает, что они совпадают по фазе.

Синусоидальные напряжение и ток, графики которых представлены на рис. 2.3, описываются следующим образом:

u = U m sin(ω t + ψ u ) ; i = I m sin(ω t + ψ i ) , (2.6)

причем угол сдвига фаз между током и напряжением (см. рис. 2.3) в этом случае φ = ψ u — ψ i .

Уравнения (2.6) можно записать иначе:

u = U m sin(ωt + ψ i + φ) ; i = I m sin(ωt + ψ u — φ) ,

поскольку ψ u = ψ i + φ и ψ i = ψ u — φ .

Из этих выражений следует, что напряжение опережает по фазе ток на угол φ (или ток отстает по фазе от напряжения на угол φ ).

Формы представления синусоидальных электрических величин.

Любая, синусоидально изменяющаяся, электрическая величина (ток, напряжение, ЭДС) может быть представлена в аналитическом, графическом и комплексном видах.

1). Аналитическая форма представления

I = I m ·sin(ω·t + ψ i ), u = U m ·sin(ω·t + ψ u ), e = E m ·sin(ω·t + ψ e ),

где I , u , e – мгновенное значение синусоидального тока, напряжения, ЭДС, т. е. Значения в рассматриваемый момент времени;

I m , U m , E m – амплитуды синусоидального тока, напряжения, ЭДС;

(ω·t + ψ ) – фазовый угол, фаза; ω = 2·π/Т – угловая частота, характеризующая скорость изменения фазы;

ψ i , ψ u , ψ e – начальные фазы тока, напряжения, ЭДС отсчитываются от точки перехода синусоидальной функции через нуль к положительному значению до начала отсчета времени (t = 0). Начальная фаза может иметь как положительное так и отрицательное значение.

Графики мгновенных значений тока и напряжения показаны на рис. 2.3

Начальная фаза напряжения сдвинута влево от начала отсчёта и является положительной ψ u > 0, начальная фаза тока сдвинута вправо от начала отсчёта и является отрицательной ψ i φ . Сдвиг фаз между напряжением и током

φ = ψ u – ψ i = ψ u – (- ψ i) = ψ u + ψ i .

Применение аналитической формы для расчёта цепей является громоздкой и неудобной.

На практике приходится иметь дело не с мгновенными значениями синусоидальных величин, а с действующими. Все расчёты проводят для действующих значений, в паспортных данных различных электротехнических устройств указаны действующие значения (тока, напряжения), большинство электроизмерительных приборов показывают действующие значения. Действующий ток является эквивалентом постоянного тока, который за одно и то же время выделяет в резисторе такое же количество тепла, как и переменный ток. Действующее значение связано с амплитудным простым соотношением

2). Векторная форма представления синусоидальной электрической величины – это вращающийся в декартовой системе координат вектор с началом в точке 0, длина которого равна амплитуде синусоидальной величины, угол относительно оси х – её начальной фазе, а частота вращения – ω = 2πf . Проекция данного вектора на ось у в любой момент времени определяет мгновенное значение рассматриваемой величины.

Рис. 2.4

Совокупность векторов, изображающих синусоидальные функции, называют векторной диаграммой, рис. 2.4

3). Комплексное представление синусоидальных электрических величин сочетает наглядность векторных диаграмм с проведением точных аналитических расчётов цепей.

Рис. 2.5

Ток и напряжение изобразим в виде векторов на комплексной плоскости, рис.2.5 Ось абсцисс называют осью действительных чисел и обозначают +1 , ось ординат называют осью мнимых чисел и обозначают +j . (В некоторых учебниках ось действительных чисел обозначают Re , а ось мнимых – Im ). Рассмотрим векторы U и I в момент времени t = 0. Каждому из этих векторов соответствует комплексное число, которое может быть представлено в трех формах:

а). Алгебраической

U = U ’+ jU «

I = I ’ – jI «,

где U «, U «, I «, I » – проекции векторов на оси действительных и мнимых чисел.

б). Показательной

где U , I – модули (длины) векторов; е – основание натурального логарифма; поворотные множители, т. к. умножение на них соответствует повороту векторов относительно положительного направления действительной оси на угол, равный начальной фазе.

в). Тригонометрической

U = U ·(cosψ u + j sinψ u)

I = I ·(cosψ i – j sinψ i).

При решении задач в основном применяют алгебраическую форму (для операций сложения и вычитания) и показательную форму (для операций умножения и деления). Связь между ними устанавливается формулой Эйлера

е j ·ψ = cosψ + j sinψ .

Неразветвлённые электрические цепи

Нужно вычислить сопротивление последовательной, параллельной или комбинированной цепей? Нужно, если вы не хотите сжечь плату! Эта статья расскажет вам, как это сделать. Перед чтением, пожалуйста, уясните, что у резисторов нет «начала» и нет «конца». Эти слова вводятся для облегчения понимания изложенного материала.

Шаги

Сопротивление последовательной цепи

Сопротивление параллельной цепи

Сопротивление комбинированной цепи

Некоторые факты

1. Каждый электропроводный материал имеет некоторое сопротивление, являющееся сопротивляемостью материала электрическому току.
2. Сопротивление измеряется в Омах. Символ единицы измерения Ом — Ω.
3. Разные материалы имеют разные значения сопротивления.
   • Например, сопротивление меди 0.0000017 Ом/см 3
   • Сопротивление керамики около 10 14 Ом/см 3
4. Чем больше значение сопротивления, тем выше сопротивляемость электрическому току. Медь, которая часто используется в электрических проводах, имеет очень малое сопротивление. С другой стороны, сопротивление керамики очень велико, что делает ее прекрасным изолятором.
5. Работа всей цепи зависит от того, какой тип соединения вы выберете для подключения резисторов в этой цепи.
6. U=IR. Это закон Ома, установленный Георгом Омом в начале 1800х. Если вам даны любые две из этих переменных, вы легко найдете третью.
   • U=IR: Напряжение (U) есть результат умножения силы тока (I) * на сопротивление (R).
   • I=U/R: Сила тока есть частное от напряжение (U) ÷ сопротивление (R).
   • R=U/I: Сопротивление есть частное от напряжение (U) ÷ сила тока (I).

• Запомните: при параллельном соединении существует несколько путей прохождения тока по цепи, поэтому в такой цепи общее сопротивление будет меньше сопротивления каждого отдельного резистора. При последовательном соединении ток проходит через каждый резистор в цепи, поэтому сопротивление каждого отдельного резистора добавляется к общему сопротивлению.
• Общее сопротивление в параллельной цепи всегда меньше сопротивления одного резистора с самым низким сопротивлением в этой цепи. Общее сопротивление в последовательной цепи всегда больше сопротивления одного резистора с самым высоким сопротивлением в этой цепи.

Применение последовательного и параллельного соединения проводников. Сопротивление последовательное и параллельное соединение, соединения проводников

Содержание:

Во всех электрических схемах используются резисторы, представляющие собой элементы, с точно установленным значением сопротивления. Благодаря специфическим качествам этих устройств, становится возможной регулировка напряжения и силы тока на любых участках схемы. Данные свойства лежат в основе работы практически всех электронных приборов и оборудования. Так, напряжение при параллельном и последовательном соединении резисторов будет отличаться. Поэтому каждый вид соединения может применяться только в определенных условиях, чтобы та или иная электрическая схема могла в полном объеме выполнять свои функции.

Напряжение при последовательном соединении

При последовательном соединении два резистора и более соединяются в общую цепь таким образом, что каждый из них имеет контакт с другим устройством только в одной точке. Иначе говоря, конец первого резистора соединяется с началом второго, а конец второго — с началом третьего и т.д.

Особенностью данной схемы является прохождение через все подключенные резисторы одного и того же значения электрического тока. С возрастанием количества элементов на рассматриваемом участке цепи, течение электрического тока становится все более затрудненным. Это происходит из-за увеличения общего сопротивления резисторов при их последовательном соединении. Данное свойство отражается формулой: R общ = R 1 + R 2 .

Распределение напряжения, в соответствии с законом Ома, осуществляется на каждый резистор по формуле: V Rn = I Rn x R n . Таким образом, при увеличении сопротивления резистора, возрастает и падающее на него напряжение.

Напряжение при параллельном соединении

При параллельном соединении, включение резисторов в электрическую цепь выполняется таким образом, что все элементы сопротивлений подключаются друг к другу сразу обоими контактами. Одна точка, представляющая собой электрический узел, может соединять одновременно несколько резисторов.

Такое соединение предполагает течение отдельного тока в каждом резисторе. Сила этого тока находится в обратно пропорциональной . В результате, происходит увеличение общей проводимости данного участка цепи, при общем уменьшении сопротивления. В случае параллельного соединения резисторов с различным сопротивлением, значение общего сопротивления на этом участке всегда будет ниже самого маленького сопротивления отдельно взятого резистора.

На представленной схеме, напряжение между точками А и В представляет собой не только общее напряжение для всего участка, но и напряжение, поступающее к каждому отдельно взятому резистору. Таким образом, в случае параллельного соединения, напряжение, подаваемое ко всем резисторам, будет одинаковым.

В результате, напряжение при параллельном и последовательном соединении будет отличаться в каждом случае. Благодаря этому свойству, имеется реальная возможность отрегулировать данную величину на любом участке цепи.

Параллельные соединения резисторов, формула расчёта которых выводится из закона Ома и правил Кирхгофа, являются наиболее распространённым типом включения элементов в электрическую цепь. При параллельном соединении проводников два или несколько элементов объединяются своими контактами с обеих из сторон соответственно. Подключение их к общей схеме осуществляется именно этими узловыми точками.

Gif?x15027″ alt=»Общий вид»>

Общий вид

Особенности включения

Включённые таким образом проводники нередко входят в состав сложных цепочек, содержащих, помимо этого, последовательное соединение отдельных участков.

Для такого включения типичны следующие особенности:

• Общее напряжение в каждой из ветвей будет иметь одно и то же значение;
• Протекающий в любом из сопротивлений электрический ток всегда обратно пропорционален величине их номинала.

В частном случае, когда все включённые в параллель резисторы имеют одинаковые номинальные значения, протекающие по ним «индивидуальные» токи также будут равны между собой.

Расчёт

Сопротивления ряда соединённых в параллель проводящих элементов определяются по общеизвестной форме расчёта, предполагающей сложение их проводимостей (обратных сопротивлению величин).

Протекающий в каждом из отдельных проводников ток в соответствие с законом Ома, может быть найден по формуле:

I= U/R (одного из резисторов).

После ознакомления с общими принципами обсчёта элементов сложных цепочек можно перейти к конкретным примерам решения задач данного класса.

Типичные подключения

Пример №1

Нередко для решения стоящей перед конструктором задачи требуется путём объединения нескольких элементов получить в итоге конкретное сопротивление. При рассмотрении простейшего варианта такого решения допустим, что общее сопротивление цепочки из нескольких элементов должно составлять 8 Ом. Этот пример нуждается в отдельном рассмотрении по той простой причине, что в стандартном ряду сопротивлений номинал в 8 Ом отсутствует (есть только 7,5 и 8,2 Ом).

Решение этой простейшей задачи удаётся получить за счёт соединения двух одинаковых элементов с сопротивлениями по 16 Ом каждое (такие номиналы в резистивном ряду существуют). Согласно приводимой выше формуле общее сопротивление цепочки в этом случае вычисляется очень просто.

Из неё следует:

16х16/32=8 (Ом), то есть как раз столько, сколько требовалось получить.

Таким сравнительно простым способом удаётся решить задачу формирования общего сопротивления, равного 8-ми Омам.

Пример №2

В качестве ещё одного характерного примера образования требуемого сопротивления можно рассмотреть построение схемы, состоящей из 3-х резисторов.

Общее значение R такого включения может быть рассчитано по формуле последовательного и параллельного соединения в проводниках.

Gif?x15027″ alt=»Пример»>

В соответствии с указанными на картинке значениями номиналов, общее сопротивление цепочки будет равно:

1/R = 1/200+1/220+1/470 = 0,0117;

R=1/0,0117 = 85,67Ом.

В итоге находим суммарное сопротивление всей цепочки, получаемой при параллельном соединении трёх элементов с номинальными значениями 200, 240 и 470 Ом.

Важно! Указанный метод применим и при расчёте произвольного числа соединенных в параллель проводников или потребителей.

Также необходимо отметить, что при таком способе включения различных по величине элементов общее сопротивление будет меньше, чем у самого малого номинала.

Расчёт комбинированных схем

Рассмотренный метод может применяться и при расчёте сопротивления более сложных или комбинированных схем, состоящих из целого набора компонентов. Их иногда называют смешанными, поскольку при формировании цепочек используются сразу оба способа. Смешанное соединение резисторов представлено на размещенном ниже рисунке.

Gif?x15027″ alt=»Смешанная схема»>

Смешанная схема

Для упрощения расчета сначала разбиваем все резисторы по типу включения на две самостоятельные группы. Одна из них представляет собой последовательное соединение, а вторая – имеет вид подключения параллельного типа.

Из приведённой схемы видно, что элементы R2 и R3 соединяются последовательно (они объединены в группу 2), которая, в свою очередь, включена в параллель с резистором R1, принадлежащим группе 1.

В предыдущем конспекте был установлено, что сила тока в проводнике зависит от напряжения на его концах. Если в опыте менять проводники, оставляя напряжение на них неизменным, то можно показать, что при постоянном напряжении на концах проводника сила тока обратно пропорциональна его сопротивлению. Объединив зависимость силы тока от напряжения и его зависимость от сопротивления проводника, можно записать: I = U/R . Этот закон, установленный экспериментально, называется закон Ома (для участка цепи).

Закон Ома для участка цепи : сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному к его концам напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника. Прежде всего закон всегда верен для твёрдых и жидких металлических проводников. А также для некоторых других веществ (как правило, твёрдых или жидких).

Потребители электрической энергии (лампочки, резисторы и пр.) могут по-разному соединяться друг с другом в электрической цепи. Д ва основных типа соединения проводников : последовательное и параллельное. А также есть еще два соединения, которые являются редкими: смешанное и мостовое.

Последовательное соединение проводников

При последовательном соединении проводников конец одного проводника соединится с началом другого проводника, а его конец — с началом третьего и т.д. Например, соединение электрических лампочек в ёлочной гирлянде. При последовательном соединении проводников ток проходит через все лампочки. При этом через поперечное сечение каждого проводника в единицу времени проходит одинаковый заряд. То есть заряд не скапливается ни в какой части проводника.

Поэтому при последовательном соединении проводников сила тока в любом участке цепи одинакова: I 1 = I 2 = I .

Общее сопротивление последовательно соединённых проводников равно сумме их сопротивлений : R 1 + R 2 = R . Потому что при последовательном соединении проводников их общая длина увеличивается. Она больше, чем длина каждого отдельного проводника, соответственно увеличивается и сопротивление проводников.

По закону Ома напряжение на каждом проводнике равно: U 1 = I* R 1 , U 2 = I*R 2 . В таком случае общее напряжение равно U = I ( R 1 + R 2) . Поскольку сила тока во всех проводниках одинакова, а общее сопротивление равно сумме сопротивлений проводников, то полное напряжение на последовательно соединённых проводниках равно сумме напряжений на каждом проводнике : U = U 1 + U 2 .

Из приведённых равенств следует, что последовательное соединение проводников используется в том случае, если напряжение, на которое рассчитаны потребители электрической энергии, меньше общего напряжения в цепи.

Для последовательного соединения проводников справедливы законы :

1) сила тока во всех проводниках одинакова; 2) напряжение на всём соединении равно сумме напряжений на отдельных проводниках; 3) сопротивление всего соединения равно сумме сопротивлений отдельных проводников.

Параллельное соединение проводников

Примером параллельного соединения проводников служит соединение потребителей электрической энергии в квартире. Так, электрические лампочки, чайник, утюг и пр. включаются параллельно.

При параллельном соединении проводников все проводники одним своим концом присоединяются к одной точке цепи. А вторым концом к другой точке цепи. Вольтметр, подключенный к этим точкам, покажет напряжение и на проводнике 1, и на проводнике 2. В таком случае напряжение на концах всех параллельно соединённых проводников одно и то же: U 1 = U 2 = U .

При параллельном соединении проводников электрическая цепь разветвляется. Поэтому часть общего заряда проходит через один проводник, а часть — через другой. Следовательно при параллельном соединении проводников сила тока в неразветвлённой части цепи равна сумме силы тока в отдельных проводниках: I = I 1 + I 2 .

В соответствии с законом Ома I = U/R, I 1 = U 1 /R 1 , I 2 = U 2 /R 2 . Отсюда следует: U/R = U 1 /R 1 + U 2 /R 2 , U = U 1 = U 2 , 1/R = 1/R 1 + 1/R 2 Величина, обратная общему сопротивлению параллельно соединенных проводников, равна сумме величин, обратных сопротивлению каждого проводника.

При параллельном соединении проводников их общее сопротивление меньше, чем сопротивление каждого проводника. Действительно, если параллельно соединены два проводника, имеющие одинаковое сопротивление г , то их общее сопротивление равно: R = г/2 . Это объясняется тем, что при параллельном соединении проводников как бы увеличивается площадь их поперечного сечения. В результате уменьшается сопротивление.

Из приведённых формул понятно, почему потребители электрической энергии включаются параллельно. Они все рассчитаны на определённое одинаковое напряжение, которое в квартирах равно 220 В. Зная сопротивление каждого потребителя, можно рассчитать силу тока в каждом из них. А также соответствие суммарной силы тока предельно допустимой силе тока.

Для параллельного соединения проводников справедливы законы:

1) напряжение на всех проводниках одинаково; 2) сила тока в месте соединения проводников равна сумме токов в отдельных проводниках; 3) величина, обратная сопротивлению всего соединения, равна сумме величин, обратных сопротивлениям отдельных проводников.

Сопротивление проводников. Параллельное и последовательное соединение проводников.

Электри́ческое сопротивле́ние — физическая величина, характеризующая свойства проводника препятствовать прохождению электрического тока и равная отношениюнапряжения на концах проводника к силе тока, протекающего по нему . Сопротивление для цепей переменного тока и для переменных электромагнитных полей описывается понятиями импеданса и волнового сопротивления. Сопротивлением (резистором) также называют радиодеталь, предназначенную для введения в электрические цепи активного сопротивления.

Сопротивление (часто обозначается буквой R или r ) считается, в определённых пределах, постоянной величиной для данного проводника; её можно рассчитать как

R — сопротивление;

U — разность электрических потенциалов (напряжение) на концах проводника;

I — сила тока, протекающего между концами проводника под действием разности потенциалов.

При последовательном соединении проводников (рис. 1.9.1) сила тока во всех проводниках одинакова:

По закону Ома, напряжения U 1 и U 2 на проводниках равны

При последовательном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников.

Этот результат справедлив для любого числа последовательно соединенных проводников.

При параллельном соединении (рис. 1.9.2) напряжения U 1 и U 2 на обоих проводниках одинаковы:

Этот результат следует из того, что в точках разветвления токов (узлы A и B ) в цепи постоянного тока не могут накапливаться заряды. Например, к узлу A за время Δt подтекает заряд I Δt , а утекает от узла за то же время заряд I 1 Δt + I 2 Δt . Следовательно,I = I 1 + I 2 .

Записывая на основании закона Ома

При параллельном соединении проводников величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников.

Этот результат справедлив для любого числа параллельно включенных проводников.

Формулы для последовательного и параллельного соединения проводников позволяют во многих случаях рассчитывать сопротивление сложной цепи, состоящей из многих резисторов. На рис. 1.9.3 приведен пример такой сложной цепи и указана последовательность вычислений.

Следует отметить, что далеко не все сложные цепи, состоящие из проводников с различными сопротивлениями, могут быть рассчитаны с помощью формул для последовательного и параллельного соединения. На рис. 1.9.4 приведен пример электрической цепи, которую нельзя рассчитать указанным выше методом.

При решении задач принято преобразовывать схему, так, чтобы она была как можно проще. Для этого применяют эквивалентные преобразования. Эквивалентными называют такие преобразования части схемы электрической цепи, при которых токи и напряжения в не преобразованной её части остаются неизменными.

Существует четыре основных вида соединения проводников: последовательное, параллельное, смешанное и мостовое.

Последовательное соединение

Последовательное соединение – это такое соединение, при котором сила тока на всем участке цепи одинакова. Ярким примером последовательного соединения является старая елочная гирлянда. Там лампочки подключены последовательно, друг за другом. Теперь представьте, одна лампочка перегорает, цепь нарушена и остальные лампочки гаснут. Выход из строя одного элемента, ведет за собой отключение всех остальных, это является существенным недостатком последовательного соединения.

При последовательном соединении сопротивления элементов суммируются.

Параллельное соединение

Параллельное соединение – это соединение, при котором напряжение на концах участка цепи одинаково. Параллельное соединение наиболее распространено, в основном потому, что все элементы находятся под одним напряжением, сила тока распределена по-разному и при выходе одного из элементов все остальные продолжают свою работу.

При параллельном соединении эквивалентное сопротивление находится как:

В случае двух параллельно соединенных резисторов

В случае трех параллельно подключенных резисторов:

Смешанное соединение

Смешанное соединение – соединение, которое является совокупностью последовательных и параллельных соединений. Для нахождения эквивалентного сопротивления нужно, “свернуть” схему поочередным преобразованием параллельных и последовательных участков цепи.

Сначала найдем эквивалентное сопротивление для параллельного участка цепи, а затем прибавим к нему оставшееся сопротивление R 3 . Следует понимать, что после преобразования эквивалентное сопротивление R 1 R 2 и резистор R 3 , соединены последовательно.

Итак, остается самое интересное и самое сложное соединение проводников.

Мостовая схема

Мостовая схема соединения представлена на рисунке ниже.

Для того чтобы свернуть мостовую схему, один из треугольников моста, заменяют эквивалентной звездой.

И находят сопротивления R 1 , R 2 и R 3 .

Параллельное и последовательное соединения эле

В общем случае в схеме предусматривается несколько контактов, которые могут быть соединены последовательно или параллельно. Последовательное соединение соответствует логической связи и, а параллельное логической связи или. Последовательное и параллельное соединения могут быть представлены в виде алгебраических формул такого вида х х  [c.359]

К классу II отнесены динамические модели цикловых механизмов, образованных при параллельно-последовательном соединении элементов (модификация 1) и модели, элементы которых образуют замкнутые контуры (модификация 2).  [c.52]

Заземляющие проводники соединяют с заземлителем все корпусы машин и аппаратов. Соединение машин к одному заземлителю должно быть параллельным. Последовательное соединение запрещается. Сечение заземляющих проводников 6—10 мм для медных и 20 мм для железных. Все соединения в цепи заземления выполняются сваркой. В качестве общего заземлителя возможно при низких напряжениях использование водопровода.  [c.292] Как показал опыт долголетней работы подогревателей с латунными трубками, отопительные подогреватели могут устанавливаться без резерва. При желании но каким-либо соображениям повысить надежность могут устанавливаться две группы отопительных подогревателей. Расчет каждой группы может быть произведен на любую нагрузку в пределах от 50 до 100% расхода тепла на отопление в зависимости от степени желаемой надежности. Из-за большого количества запорной арматуры параллельно-последовательное соединение групп подогревателей (в нормальном режиме — последовательное, при резервировании — отделение 50% секций на самостоятельную работу) весьма затруднительно. Независимо от тепловой производительности в нормальном режиме должны быть включены все установленные группы подогревателей.  [c.53]

Для системы параллельно-последовательного соединения п элементов при т узлах ведется двойное суммирование по m и п  [c.199]

Чтобы исключить возможность потери выходной МОШ.НОСТИ генератора из-за образования треш.ин в термостолбиках или коммутации, использовано параллельно-последовательное соединение элементов. Такая коммутация обеспечивает 99% вероятности исправного действия преобразователя после запуска ракеты.  [c.233]

Параллельно-последовательное соединение упругих элементов  [c.129]

На автомобильных кранах применены секционные гидрораспределители с параллельным и параллельно-последовательным соединением золотников и проточной схемой разгрузки при нейтральном расположении всех золотников. Такие гидрораспределители управляют механизмами крана реверсируют движение потока жидкости, регулируют рабочие скорости в широком диапазоне предохраняют гидросистему от перегрузок и управляют тормозами механизмов.  [c.54]

При параллельно-последовательном соединении электромоторов  [c.205]

Электрический привод движения машины по своей схеме несколько отличается от других аккумуляторных автопогрузчиков он выполнен по схеме параллельно-последовательного соединения секций аккумуляторных батарей в сочетании с переключением на различных позициях контроллера обмоток возбуждения двигателя при включении на первой позиции контроллера пускового сопротивления.  [c.17]

Электрический привод движения машины выполнен по схеме параллельно-последовательного соединения секций аккумуляторной батареи, дающей экономию энергии при движении на первых трех позициях контроллера. Кроме того, при такой электрической схеме можно длительное время пользоваться двумя скоростями движения, третьей и пятой, тогда как при последовательном соединении аккумуляторов — только одной скоростью.  [c.43]

Схемы электрических приводов аккумуляторных автопогрузчиков существенно отличаются друг от друга. Для достижения необходимых скоростей движения в этих схемах в различных вариантах применяются последовательное и параллельно-последовательное соединение аккумуляторной батареи, переключение обмоток возбуждения электродвигателей и включение в цепь рабочего тока пусковых сопротивлений.  [c.309]

Снижение напряжения в цепи рабочего тока ведет к снижению числа оборотов вала электродвигателя движения, следовательно, к уменьшению скорости передвижения автопогрузчика. Однако одно уменьшение напряжения в цепи рабочего тока не является достаточным для получения приемлемых по величине скоростей передвижения. Поэтому в цепь рабочего тока включено пусковое сопротивление, которое в сочетании с параллельно последовательным соединением аккумуляторной батареи дает возможность получить требуемые величины скоростей движения при различных позициях контроллера, и в первую очередь на первых позициях.  [c.312]

Рассмотрена трехмассовая колебательная система с параллельно-последовательным соединением масс, характерных для металлорежущих станков. Показано влияние выбора соотнощения параметров системы на изменение форм колебаний и динамических коэффициентов. Илл. 2.  [c.528]

Механизмы с незамкнутой(ыми) кинематической(ими) цепью(ями) образуются в результате последовательного и параллельно-последовательного соединения элементарных механизмов.  [c.132]

Механизмы, полученные в результате последовательного соединения элементарных механизмов, являются простыми, а параллельно-последовательного соединения — сложными. Примерами простых механизмов являются раздвижные лестницы (см. рис. 2.7, б), манипуляторы,  [c.133]

В пределах группы элементы разделены на две подгруппы по шесть последовательно соединенных элементов. Между собой подгруппы соединены параллельно. Последовательное соединение электронагревателей в подгруппе выполнено перемычками из неизолированного медного провода диаметром 2,25 мм. Параллельное соединение подгрупп выполняется теплостойким проводом сечением 2,5 мм .  [c.174]

При параллельно-последовательном соединении элементов (рис. 3.2, в) вначале определяют вероятность безотказной работы каждого из блоков с параллельно соединенными элементами, а затем с последовательно соединенными элементами.  [c.32]

Для создания вентильных блоков на большие токи и напряжения и соответственно создания мощных преобразователей необходимо осуществлять параллельно-последовательное соединение вентилей.  [c.73]

В установившемся температурном режиме конструкцию ТВС можно рассматривать как систему с несколькими параллельно работающими источниками тепла. Основными источниками тепла являются вентильные элементы кроме того, ТВС может содержать дополнительные источники тепла в виде элементов системы управления (резисторы, диоды, транзисторы, интегральные схемы) и устройств, обеспечивающих параллельно-последовательное соединение вентильных элементов (см. гл. 2).  [c.186]

Распределение токов и температуры корпусов вентилей при параллельно-последовательном соединении  [c.263]

НЕ (рис. 5.23, б). Логические функции двух (и более) переменных выполняются соответствующим соединением ЛЭ. Операция логического сложения (ИЛИ) осуществляется параллельным соединением контактов (рис. 5.23, в, д), а логического умножения — последовательным соединением контактов (рис. 5.23, г, е).  [c.184]

В смешанных (параллельно-последовательных) алгоритмах сначала выделяется начальное множество элементов, которые обладают существенными для данной задачи свойствами (число внешних соединений, внутренняя связность, функциональная завершенность). Далее. эти элементы распределяют по узлам, что в ряде случаев позволяет получить более равномерные характеристики узлов. Данные алгоритмы являются более сложными, чем последовательные и итерационные, и поэтому применяются в задачах со специальными требованиями.  [c.28]

Для построения суммарной характеристики насосов при параллельном их соединении необходимо сложить характеристики насосов по абсциссам (подачам), а при последовательном соединении — по ординатам (напорам).  [c.418]

Цепная передача — механизм для передачи энергии между параллельными валами (рис. 11.1) с помощью бесконечной цепи н звездочек. Цепь — гибкое тело, состоящее из последовательно соединенных звеньев. В зависимости от назначения цепи делятся на приводные для передачи движения от источника энергии к приемному органу, грузовые — для подъема груза и тяговые, используемые для передачи тягового усилия.  [c.252]

Следует иметь в виду, что уточнение параметров намагничивающего контура при параллельном соединении обмоток можно проводить для каждого двигателя в отдельности вплоть до точки установившегося режима, в которой двигатели подвержены взаимному влиянию и должны рассматриваться совместно. При последовательном соединении статорных обмоток распределение напряжения между двигателями зависит от их параметров на каждой частоте вращения, и позтому они не могут анализироваться независимо.  [c.237]

Иначе говоря, при потоке индукции, направленном по нормали к поверхности раздела магнетиков, и отсутствии поверхностных токов вектор индукции не изменяется, а вектор напряженности испытывает скачок. Магнитный поток в некоторых случаях переходит целиком из одной среды в другую (последовательное соединение), а в других — разветвляется на отдельные части, которые затем сливаются (параллельное соединение).  [c.189]

Жесткость систем с параллельным, последовательным и смешанным соединением упругих элементов удобно определять, пользуясь следующими известными положениями.  [c.378]

При расчете ударяемых систем с параллельным, последовательным или смешанным соединением элементов жесткость системы С можно определять соответственно по формулам (221), (222),  [c.401]

Учитывая гидравлическую схему работы трубопроводов, их подразделяют на простые и сложные. Простыми называют трубопроводы, состоящие из одной линии последовательно соединенных труб, проводящие постоянный расход жидкости (рис. 5.1, а, б). К сложным трубопроводам относят системы, состоящие из магистрали с несколькими ответвлениями, с параллельными ветвями и кольцевые (рис. 5.1, в, г, д).  [c.53]

Наряду с последовательным соединением элементов во многих случаях возчикает необходимость анализа параллельно-последовательного соединения (рис. 1, 3). Подобная модель встречается, например, при анализе колебаний в приводах с распределительным валом, от которого получает движение ряд механизмов. Особый класс механизмов со своими особенностями образуют механизмы, работающие в замкнутой схеме (рис. 1, е).  [c.84]

Приводиться в движение моторная платформа с прицепным подвижным составом может как от двух силовых установок с последовательным или параллельным соединением двух тяговых электродвигателей каждой ходовой тележки, так и от одной силовой установки с последовательным или параллельно-последовательным соединением всех четырех тяговых электродвигателей. Силовая установка состоит из дизеля 1Д6 или У1Д6 и генератора ПН-750. Моторная платформа как самоходная единица оборудована типовыми ударно-упряжными приборами 27 и 28, автомобильными фарами 26, а также приборами световой и звуковой сигнализации.  [c.201]

Система состоит из трех параллельных направлений (сплошная, пунктирная и штрихпунктирная линии на рисунке) передачи мощности Яд, Яд, Яд с последовательно соединенными механизмами. Очевидно, что Яд = ЯдЯд + Яд.  [c.85]

При смешанном соединении, механизмов (рис. 26.1, в) рассматривают отдельные участки цепей, имеющих последовательный или параллельный характер соединения, КПД которых рассчйтыва-  [c.323]

В 5.1 было дано математическое описание электромеханического преобразования энергии в системе двух ЭМ, имеющих жесткую механическую связь через общий вал. При этом возможно параллельное или последовательное электрическое соединение обмоток. Механические характеристики каждого двигателя Л/1 и Л/а и суммарная характеристика М- двухдвигательпого асинхронного электропривода покаэаны на рис. 6.21, а схема замещения при последовательном соединении обмоток статоров — на рис. 6.22. Разработка алгоритма анализа рабочих показателей в такой системе сопряжена с проблемой определения параметров намагничивающего контура Хо, Го, которые зависят от часто-  [c.235]

Современные механические машины имеют весьма сложные разветвленные кинематические цепи. Однако в большинстве случаев они образуются путем параллельного или последовательного соединения простейших цепей. Так, например, на рис. 3.113 представлена структурная схема кривошипно-ползун-пого механизма и клапанного распределения одноцилиндрового дизеля. Зде сь распределительный вал с кулачка.ми 4 и 4 связан с главным кривошипным валом особой передачей, обеспечивающей ij4 = 2 = onst. Поэтому каждому  [c.505]

---

3.2.7 Параллельное соединение проводников. Последовательное соединение проводников

Видеоурок 1: Последовательное соединение проводников

Видеоурок 2: Параллельное соединение проводников

Лекция: Параллельное соединение проводников. Последовательное  соединение проводников

Электрические цепи даже в обыкновенной комнате имеют достаточно сложное строение. Такие цепи называются цепями со смешанным соединением. Однако, несмотря на это, физики привыкли все сложное разбивать на простые элементарные части. Поэтому любое сложное соединение можно разбить на части только с последовательным или параллельным соединением. Прежде, чем убедиться в этом на практике, необходимо знать некоторые основные правила и термины.

Структура и характеристика цепи

В электрической цепи имеется огромное количество различных приборов, а также других составных частей. Однако при рассмотрении любого участка нам необходимо знать величины основных физических величин. Через любую часть цепи проходит определенная сила тока, имеется некоторое значение напряжения, а также всегда есть сопротивление. Именно поэтому участки с сопротивлением обозначаются следующим образом, и называются резисторами:

Напряжением на данном резисторе считают изменение потенциалов на входе и выходе из резистора.  Как известно, в электрической цепи ток направлен от полюса «+» к полюсу «-«, именно поэтому потенциал на входе в резистор всегда больше, чем потенциал на выходе. Вот эта разница и приводит к падению напряжения на данном участке.

При рассмотрении любой цепи в школьном курсе физики пользуются упрощенной схемой — считается, что сопротивление на проводах нулевое и напряжение на них не падает. Но мы знаем, что у каждого вещества, из которого состоит проводник, имеется сопротивление.

Последовательное соединение

При данном виде соединения концы одного участка цепи присоединяются к началу другого участка.

Рассмотрим следующую цепь, где все резисторы соединены последовательно:

1. На каждом участке цепи сила тока одинакова. Из-за того, что не происходит никакого разветвления, при одинаковом поперечном сечении проводников, за одинаковое время проходит одинаковое количество электронов.

 I = const

2. Напряжение во всей цепи равно сумме напряжений на каждом участке. Так как мы знаем, что напряжение — это величина, которая характеризуется работой, необходимой для перемещения заряда, то общая работа равна сумме работ на участках.

3. Для нахождения общего сопротивления, сопротивления всех участков следует сложить.

Все изложенные свойства не зависят от количества участков цепи — их может быть больше двух. В данном случае в формуле увеличится количество слагаемых напряжений и сопротивлений.

Параллельное соединение

При данном соединении начала всех резисторов соединяются в одной точке, а концы — в другой.

Рассмотрим все свойства параллельного соединения на примере двух параллельно соединенных резисторов. Обратите внимание на схему — на ней указаны две точки, которые названы буквами А и В. Эти точки называются узлами. Именно в данных узлах соединены участки цепи. Каждый участок, разъединенный узлом, называется веткой.

1. На каждой ветке наблюдается одинаковое значение падения напряжения.

 

U = const

2. Как нам известно, ток желает идти по той цепи, где имеется меньшее сопротивление, поэтому по каждой ветви будет проходить различная величина силы тока, в зависимости от сопротивления. Поэтому сила тока во всей цепи равна сумме сил тока на ветвях.

3. Для нахождения сопротивления всей цепи следует воспользоваться следующей формулой:

Сокращая на U, получим:

Если из данного соотношения вывести прямую формулу для нахождения общего сопротивление, то получим:

Если рассматриваемая цепь состоит из бесконечного количества резисторов с одинаковым сопротивлением, то для нахождения общего сопротивления следует значение одного сопротивления разделить на количество резисторов в цепи:

Отсюда можно сделать вывод: при параллельном соединении общее значение сопротивления уменьшается.

Последовательное и параллельное соединения реакторов

    Схемы с последовательно-параллельным соединением реакторов.. [c.151]
    Систему из последовательно или последовательно-параллельно соединенных реакторов идеального вытеснения можно рассматривать как один реактор идеального вытеснения объемом, равным сумме объемов отдельных аппаратов при условии, что распределение температур и потоков между отдельными реакторами выбрано таким, при котором встречающиеся потоки имеют одинаковый состав. Другими словами, для группы параллельно соединенных реакторов величина V Р или т должна быть равна соответствующей величине для [c.144]

    VI-4. Завод располагает реактором, в котором степень превращения вещества А достигает 90%. Был приобретен второй реактор, аналогичный первому. При каком соединении реакторов (последовательном или параллельном) и сохранении первоначальной степени превращения производительность технологической схемы будет больше  [c.158]

    Последовательное и параллельное соединения реакторов [c.143]

    Более надежными с точки зрения общности являются теоретические модели реактора. Они, как правило, сложны, но при использовании вычислительной техники исследование таких моделей возможно, поэтому в последнее время они часто применяются. Здесь иногда удается применить стандартные модели идеальных реакторов (идеального вытеснения, полного перемешивания, диффузионную), а также различные их комбинации параллельные зоны идеального вытеснения, последовательно соединенные зоны полного смешения и идеального вытеснения, параллельное соединение зон полного смешения и идеального вытеснения, байпас с различной комбинацией зон, последовательное соединение зон полного смешения (ячеечная модель). Такие модели подробно [c.81]

    Ремонт аварийного экстрактора без остановки всей системы возможен также при последовательно-параллельном соединении отдельных аппаратов (рис. 70, д) при использовании шиберов, расположенных в перетоках между реакторами. [c.143]

    VI-3. При каких значениях порядка реакции, коэффициента расширения и степени превращения схему с двумя последовательно соединенными реакторами идеального вытеснения целесообразнее эксплуатировать, чем схему с параллельным соединением тех же реакторов  [c.158]

    По другим представлениям, неидеальный поток можно считать состоящим из последовательно и параллельно соединенных участков с разными режимами движения жидкости смешанные модели). Ряд моделей оказывается полезнее для объяснения отклонений характеристик потока в трубчатых реакторах или в стационарных слоях зернистого материала от режима идеального вытеснения, в то время как другие модели позволяют удовлетворительно описать отклонения характеристик аппаратов с мешалками от режима идеального смешения. [c.257]

    Таким образом, последовательное соединение реакторов смешения более целесообразно, чем параллельное, так как реакция в них протекает при более высокой концентрации исходного компонента А в реакционной смеси и капитальные затраты на сооружение системы последовательных реакторов могут оказаться в десятки раз меньшими, чем для системы параллельных реакторов. [c.87]

    Реакторный узел (соединение нескольких реакторов) используют для оптимизации режима процесса, что было рассмотрено в разделе 5.2.2, или ограничении единичного объема одного реактора. Рассмотрим параллельное и последовательное соединение реакторов и сопоставим их по интенсивности (общему объему, необходимому для достижения одинаковой степени превращения или конечной концентрации С ) и селективности процесса в них (при протекании сложной реакции). [c.330]

    При каком Соединении реакторов идеального вытеснения можно получить большее превращение и выход продукта — параллельном или последовательном Докажите Ваше утверждение. [c.339]

    С разных аспектов [реакторы идеального смешения и вытеснения, интенсивность и селективность процесса, энергетические затраты, режим процесса (см. также разд. 5.2.2)] объясните причину параллельного и последовательного соединения реакторов. [c.339]

    Разность концентраций, получаемых при последовательном и параллельном соединении двух реакторов, составит [c.104]

    На установках с несколькими реакторами их соединяют последовательно или параллельно. При последовательном соединении реакторы включают таким образом, чтобы свежий катализатор контактировался с частично превращенным сырьем, а почти полностью отработанный катализатор — со свежим. Реактор, заполненный свежим катализатором, включают в схему как хвостовой. [c.240]

    Последовательное соединение реактора вытеснения с реактором смешения целесообразно, когда реактор вытеснения является оптимальным по кинетическим соображениям (например, для параллельных реакций с возрастающим порядком). [c.161]

    Секционирование реакционного (рабочего) объема реактора приводит к увеличению средней движущей силы процесса и потому находит наибольшее применение в аппаратах смешения. На практике такой метод применяют в аппаратах с большими диаметрами, поскольку в этом случае удается уменьшить влияние внутриреакторного перемешивания реагирующих веществ, предотвратить нежелательное изменение направления и скорости реакции, понизить выход промежуточных продуктов и сделать условия осуществления обратимых реакций более благоприятными. Секционирование может быть выполнено в одном аппарате путем расчленения его на отдельные составные части, последовательно или параллельно соединенные между собой, либо путем разделения реакторного устройства на ряд самостоятельных реакционных аппаратов, соединенных последовательно, — каскад (батарея) реакторов (см. рис. 17.5,г). [c.473]

    В гл. 3 рассматриваются задачи оптимального распределения сырья в одиночном реакторе и в системе из нескольких реакторов при их последовательном и параллельном соединении. В более сложных задачах учитывается изменение свойств катализатора во времени. Здесь же составляются и анализируются модели процессов экстракции с перекрестным током. Интересна модель большой системы химического завода, отображающая переход от модели отдельного типового процесса (малой модели) к модели большой системы из параллельных и последовательных цепочек аппаратов, имеющих большое значение при построении ряда систем комплексной автоматизации. Рассматривается задача минимизации стоимости транспортировки жидкости по трубопроводу. [c.8]

    В этой главе рассмотрены некоторые задачи указанного класса. Сюда относится, например, задача о распределении полного количества сырья между некоторым числом параллельно или последовательно соединенных реакторов. Имеются, однако, другие задачи, в которых идея распределения выражена не столь явно. Примером подобной задачи может служить задача о минимизации затрат на транспортировку жидкости в трубопроводе. В этой задаче ресурсами , подлежащими распределению, является повышение давления, создаваемое насосными станциями. [c.55]

    На основе кинетических исследований было выполнено математическое моделирование и проанализированы различные типы реакторов для димеризации пропилена реактор смешения, каскад реакторов смешения (соединенных последовательно или параллельно), трубчатый реактор с ламинарным и турбулентным режимами потока реакционной смеси [128]. Математическая модель трубчатого реактора с турбулентным режимом при начальных условиях т=0, Сп=СЙ и Тр—То включает уравнения  [c.28]

    На установках, использующих 10 реакторов, соединенных по два с одним отстойником, подача кислоты и рециркулирующего изобутана — непрерывная и последовательная для пяти пар реакторов, а потоки сырья — параллельны для всех 10 реакторов. В этом случае концентрация кислоты значительно изменяется от реактора к реактору. [c.119]

    Метоксифлаванон При а-Этил-Р-пропил- акролеин 2 -Окси-4-метокси-дигидрохалкон (I), Р-окси-7-метокси-флаван (П) соединение водорода одш 2-Этилгексиловый спирт Ni—W5 (скелетный) в спирте. Выход I — 63% [1252 Ni—W5 (скелетный, промытый разбавленной НС1) в спирте. Выход 1—43,4%, II — 20% [1252] Ni—W2 (скелетный) в спирте. Выход I — 35%, II—34% [1252] Ni—А по Урусибара в спирте. Выход I 13%, II — 20% [1252] переменно по С=0- и С—С-связям Никелевый (аморфный) в жидкой фазе, в пяти последовательно-параллельно соединенных реакторах, в противотоке, 20 бар, 110—160° С. Конверсия 100% [1253] [c.662]

    При использовании данных непрерывного процесса для идентификации модели наряду с задачей определения неизвестных констант может решаться и задача сжатия , упрощения модели. При этом наиболее интересен прием экви-валентнрования, т. е. замены реальной модели ее упрощенным с точностью до известных экспериментальных данных эквивалентом. Эту задачу можно решать различными способами, однако наиболее удачным является замена рассматриваемого реактора реакторами идеального смешения, соединенными последовательнопараллельно [1, 3, 4]. При этом существенно облегчается анализ как стационарных, так и нестационарных режимов, поскольку обеспечивается возможность вычисления по рекуррентным формулам. Именно поэтому в данной работе рассмотрены модели преимущественно такого типа. Можно полагать, что модель идеального смешения — это тот основной модуль, с помощью которого (задавая граф последовательно-параллельного соединения) можно представить любую реакторную систему. Отметим, что благодаря однородности такой эквивалентной схемы можно решать вопросы оптимизации ее структуры, тогда как в других случаях эта задача практически неразрешима .  [c.81]

    Пример VI-4. Установка, показанная на рпс. YI-7, состоит из трех реакторов и, (еальиого вытеснения, соедииепиых в виде схемы с двумя параллельными потоками. Поток D проходит через последовательно соединенные реакторы объемами 5 и 3. и , потрк Е — через один реактор объемом 4 Какую долю от общей нагрузки установки должен составлять поток D —  [c.144]

    Более надежными с точки зрения общности являются теоретические модели реактора. Они, как правило, сложны, но при использовании вычислительной техники исследование таких моделей возможно, поэтому в последнее время они часто применяются. Здесь иногда удается нрименить стандартные модели идеальных реакторов (идеального вытеснения, полного неремешивания, диффузионную), а также различные их комбинации параллельные зоны идеального, вытеснения, последовательно соединенные зоны полного смешения и идеального вытеснения, параллельное соединение зон полного смешения и идеального вытеснения, байпас с различной комбинацией зон, последовательное соединение зон полного смешения (ячеечная модель). Такие модели подробно описаны [121, 129]. Но они далеки от отображения истинного протекания процессов и поэтому формальны, а рекомендации, сделанные на их основе, относятся только к конкретным условиям. [c.117]

    Так, для организации производства этиленгликоля мощностью 5000 т/год по раствору, содержащего около 80% масс, гликолей и обеспечения стабильной работы катализатора в течение длительн010 времени (более 8000 час), необходим реакторный узел с рассредоточенной подачей оксида этилена с числом точек ввода оксида равным, как минимум, 3. Для реализации данного решения на производстве нами была предложена технологическая схема, включающая каскад последовательно соединенных реакторов не равного объема с гюдачей оксида этилена в смесители, установленные перед каждым реактором каскада. При этом реакторы каскада могут содержать один или несколько модулей (например, модулей разработанных нами в [6]), соединенных в последовательно параллельную цепь. [c.5]

    Подвод же реагентов в разные точки реактора или в разные аппараты каскада способствует не только регулированию скорости химического процесса, а следовательно, и скорости выделения тепла при протекании реакций, но и повышению селективности процесса. Как правило, в разные точки подается наиболее реакционноспособный компонент. Секционирование приводит к увеличению средней движущей силы процесса за счет снижения продольного перемешивания и поэтому находит 11аибольшее применение в аппаратах смешения. Секционирование может быть выполнено в одном аппарате путем расчленения его на отдельные составные части, последовательно или параллельно соединенные между собой, либо путем разделения одного реакторного устройства на ряд самостоятельных реакторов, соединенных последовательно, т.е. на каскад реакторов меньшего объема. [c.118]

    При анализе реакционноспособного диоксида азота его целесообразно бывает перевести в азот, что упрощает количественный анализ и не требует специальной коррозионноустойчивой аппаратуры и детектора. В работе [51] описана методика разделения примесей оксидов азота, углерода и постоянных газов с использованием реакционной хроматографии и схемы с последовательно параллельными колонками. Анализируемая проба сначала проходит через колонку с углем СКТ (200Х Х0,4 см), на которой при 145°С происходит разделение на три зоны [первая — постоянные газы и оксид азота (П), вторая — диоксид азота (IV) и диоксид углерода и третья — оксид азота (I)]. Затем первая зона при комнатной температуре разделяется на второй колонке на компоненты, включая все постоянные газы и оксид азота (П), а вторая и третья зоны поступают в реактор, заполненный медью, в котором при 900 °С происходит восстановление оксидов азота до азота. Затем в колонке с углем СКТ, последовательно соединенной с реактором, происходит разделение диоксида углерода и азота, образовавшегося из диоксида азота (IV), т. е. второй общий пик разделяется на отдельные компоненты. [c.236]

    При непрерывном методе окисления во всей аппаратуре должно происходить равномерное смешивание свежего парафина с частично окисленным Этого достигают тем, что окисление проводят во многих реакторах, соединенных параллельно или последовательно. За непрерывным окислением могут также следовать непрерывные процессы омыления и отделения неомыленных веществ. [c.453]

    Природный газ, идущий на конверсию, смешивается с азотоводородной смесью (АВС газ = 1 10), дожимается в компрессоре 20 до давления 45-46 ат и подается в огневой подогреватель I, где нагревается от 130-140 до 370-400°С. В реакторе проводится гидрирование сероорганических соединений до сероводорода на алюмо-кобальт-молибденовом катализаторе, а в аппарате 3 — поглощение сероводорода сорбентом на основе окиси цинка. Обычно устанавливаются два абсорбера, которые могут соединяться или последовательно, или параллельно — один из них может отключаться на перегрузку сорбента. Содержание серы в очшценном газе не должно превышать 0,5 мг/м газа. Газ смешивается с водяным паром в отношении пар газ = 3,5 + 4,0 1и парогазовая смесь поступает в конвективную зону печи конверсии 6. Работа печи детально рассмотрена выше. Конвертированный газ с температурой 800-850°С и давлением около 30 ат поступает в смеситель шахтного реактора 12. Сюда же компрессором 23 подается технологический воздух, нагретый в конвективной зоце печи до 480-500°С. В реакторе конвертируется оставшийся [c.253]

---

Доказательство свойств параллельного и последовательного соединений электрической цепи

1. Доказательство свойств параллельного и последовательного соединений

ДОКАЗАТЕЛЬСТВО СВОЙСТВ
ПАРАЛЛЕЛЬНОГО И
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО
СОЕДИНЕНИЙ
НАД ДОКАЗАТЕЛЬСТВОМ РАБОТАЛИ:
ВАЙНИК КИРИЛЛ
ЧЕРЕНОК НИКИТА
АЛЕКПЕРОВ ЗАУР

2. Цель:

ЦЕЛЬ:
• ДОКАЗАТЬ СВОЙСТВА ПАРАЛЛЕЛЬНОГО И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО СОЕДИНЕНИЯ

3. Приборы:

ПРИБОРЫ:
• КЛЮЧ, ИСТОЧНИК, АМПЕРМЕТР, ВОЛЬТМЕТР, ПРОВОДА, ЛАМПОЧКИ

4. Последовательное соединение

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ
• UОБЩ=U1+U2
• RОБЩ=R1+R2
• I1=I2=I3

5. Последовательное соединение

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ
• ДОКАЖЕМ, ЧТО UОБЩ=U1+U2
• СОБЕРЕМ ЦЕПЬ, ПРЕДСТАВЛЕННУЮ НИЖЕ
• U2=
V
R1
R2

6. Последовательное соединение

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ
• ПОМЕНЯЕМ МЕСТО ПОЛОЖЕНИЕ ВОЛЬТМЕТРА
• U1=
V
R1
R2

7. Последовательное соединение

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ
• ИЗМЕРИМ НАПРЯЖЕНИЕ ОБЩЕЕ
• UОБЩ=
V
R1
R2

8. Подсчеты

ПОДСЧЕТЫ
• UОБЩ=U1+U2

9. Последовательное соединение

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ
• ДОКАЖЕМ, ЧТО I1=I2=I3
• СОБЕРЕМ ЦЕПЬ, ПРЕДСТАВЛЕННУЮ НИЖЕ
• I1=
R1
А
R2

10. Последовательное соединение

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ
• ПОМЕНЯЕМ МЕСТО ПОЛОЖЕНИЕ АМПЕРМЕТРА
• I2=
R1
А
R2

11. Последовательное соединение

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ
• I3=
R1
R2
А

12. Подсчеты

ПОДСЧЕТЫ
• I1=I2=I3

13. Парралельное соединение

ПАРРАЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ
• IОБЩ=I1+I2
• UОБЩ=U1=U2
• 1/RОБЩ=1/R1+1/R2

14. Параллельное соединение

ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ
• ДОКАЖЕМ, ЧТО IОБЩ=I1+I2
• СОБЕРЕМ ЦЕПЬ, ПРЕДСТАВЛЕННУЮ НИЖЕ
• IОБЩ=
А
R2
R1

15. Параллельное соединение

ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ
• I1=
R1
R2
А

16. Параллельное соединение

ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ
• I2=
R1
А
R2

17. Подсчеты

ПОДСЧЕТЫ
• IОБЩ=I1+I2

18. Параллельное соединение

ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ
• ДОКАЖЕМ, ЧТО UОБЩ=U1=U2
• СОБЕРЕМ ЦЕПЬ, ПРЕДСТАВЛЕННУЮ НИЖЕ
• UОБЩ=
V
R1
R2

19. Параллельное соединение

ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ
• U1=
V
R1
R2

20. Параллельное соединение

ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ
• U2=
R1
R2
V

21. Подсчеты

ПОДСЧЕТЫ
• UОБЩ=U1=U2

22. Вывод:

ВЫВОД:
• В ХОДЕ ПРОДЕЛАННОЙ РАБОТЫ МЫ ДОКАЗАЛИ СВОЙСТВА
ПАРАЛЛЕЛЬНОГО И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО СОЕДИНЕНИЙ ЦЕПИ

Последовательное и параллельное соединение проводников

Раздел долгосрочного плана: Постоянный электрический ток			Школа:
Дата:			ФИО учителя:
Класс: 8			Количество присутствующих:		отсутствующих:
Тема урока		Последовательное и параллельное соединение проводников
Цели обучения, которые достигаются на данном  уроке (ссылка на учебную программу)		8.4.2.11 -рассчитывать электрические цепи, используя закон Ома для участка цепи в последовательном и параллельном соединении проводников
Цели урока		— установление закономерностей, существующих в цепи с последовательным и параллельным соединениями проводников; — формирование навыков решения задач на расчет параметров участка цепи с последовательным и параллельным соединением проводников.
Критерии оценивания		Учащийся достиг цели обучения, если: —   указывает закономерности, существующие в цепи с последовательным и параллельным соединениями проводников; — применяет формулы  последовательного и параллельного соединения проводников при решении задач.
Языковые цели		Предметная лексика и терминология: Сила тока, напряжение, сопротивление, параллельное, последовательное, смешанное соединение проводников. Учащиеся могут: — объяснять закономерности, существующие в цепи с последовательным и параллельным соединениями проводников. Полезные фразы для диалогов и письма: Если проводники соединены параллельно/последовательно, то значения напряжения/силы тока в них будет одинаковым. Общее сопротивление на концах проводников равно сумме сопротивлений на каждом проводнике для … соединения. При параллельном соединении проводников общее сопротивление цепи  увеличивается/уменьшается.
Привитие ценностей		Сотрудничество — взаимодействие учащихся друг с другом  и с учителем осуществляется на протяжении всех этапов урока; — учитель и ученики совместно достигают цели урока и обсуждают результаты взаимодействия. Академическая честность и прозрачность — учитель и учащиеся открыто оценивают друг друга, себя, группу, обосновывают оценку, предоставляют обратную связь. — учащиеся самостоятельно выполняют индивидуальные задания.
Межпредметные связи		Математика — простые расчеты, нахождение неизвестной величины, преобразование формул при выводе неизвестной величины.
Навыки использования ИКТ		—
Предварительные знания		Формулы закона Ома для участка цепи, единиц измерения физических величин, характеризующих постоянный ток
Ход урока
Запланированные этапы урока	Запланированная деятельность на уроке					Ресурсы
0-10 мин	Повторение ранее изученной темы, согласно целям обучения: — объяснять физический смысл сопротивления, его единицы измерения; — применять формулу удельного сопротивления проводника при решении задач».   1. Если увеличить длину проводника при постоянном сечении и неизменной температуре, то его электрическое сопротивление… 2. На рисунке приведен график зависимости силы тока от напряжения (вольт-амперная характеристика) для проводника. Чему равно сопротивление проводника? 3. Три нихромовых проводника одинаковой площади поперечного сечения, но разной длины подключены в цепь так, как показано на рисунке. Найдите правильное соотношение между сопротивлениями проводников.  4. На рисунке приведены графики зависимости силы тока от приложенного напряжения для трех проводников. У какого из проводников электрическое сопротивление наибольшее?  5. На рисунке изображена схема электрической цепи, состоящей из источника тока с постоянным напряжением, двух одинаковых лампочек, амперметра и ключа. Как изменится показание амперметра, если замкнуть ключ? Сопротивление ключа мало. 6. Размеры нихромового и железного проводов одинаковы. Сопротивление какого провода больше?					http://fizmat.by/kursy/jelektricheskij_tok/Om/test256
10-15 мин                                                 15-20 мин                         20-25 мин               25-37 мин	Работа в парах. — Посмотрите на картинки и сравните две электрические цепи. Опишите сходства и различия. Обсуждение с классом. Один ученик перечисляет сходства, другой — различия, остальные дополняют ответ.   Объявление темы, целей обучения, обсуждение целей урока. Ученики в тетради чертят таблицу и заполняют ее в процессе изучения новой темы:     Последовательное соединение Параллельное соединение Схема     Сила тока     Напряжение     Сопротивление             Обсуждение с классом. Учитель предлагает, используя закон Ома вывести формулу эквивалентного сопротивления при последовательном и параллельном соединении проводников. Закрепление материала 1.  Напряжение источника равно 3,6 В. Сопротивления резисторов равны 2 и 4 Ом. Определите общее сопротивление участка и силу тока в каждом резисторе при их последовательном и параллельном соединении. Начертите схемы электрических цепей. 2. По схеме, изображенной на рисунке, определите показания амперметра и общее сопротивление в электрической цепи, если R1=10 Ом, R2=6 Ом. 3*. По схеме, изображенной на рисунке, рассчитайте напряжения на концах каждого проводника и показания амперметров А2 и А, если  R1=20 Ом, R2=30 Ом. 4**. Напряжение в цепи, состоящей из трех ламп, соединенных по схеме, приведенной на рисунке, равно 90 В. Сила тока в лампе I равна 0,5 А. Сопротивление ламп I и II равны, а сопротивление лампы III в 4 раза больше. Найдите сопротивление каждой лампы, напряжения на лампах II и III и силу тока в них. Самопроверка. Учащиеся сверяют ход решений и ответы с образцом у учителя. Учитель предоставляет обратную связь.					Слайд 1                                             Слайд 2
37-40 мин	Рефлексия. Отметьте галочкой верные утверждения. — Я знаю виды соединений и их изображение на схеме. — Я знаю законы последовательного и параллельного соединения проводников. — Я знаю обозначение величин, единицы измерения и определения. — Я могу вывести неизвестную величину. — Я могу решать задачи на применение. — Я могу определять типы соединения проводников и рассчитывать их параметры. — Я сумел сделать вывод по теме урока и аргументировать его. — Я смог решить задачи повышенного уровня сложности.   Домашнее задание: повторите § 41, упр. 20 (1, 2, 5*) Дополнительно: опишите преимущества и недостатки последовательного и параллельного соединений.					Дуйсембаев. Физика-8
Дополнительная информация
Дифференциация — как Вы планируете оказать  дополнительную поддержку? Какие задания Вы планируете дать более способным учащимся?			Оценка — как Вы планируете проверить знания учащихся?	Междисциплинарные связи Проверка соблюдения правил охраны здоровья и безопасности ИКТ связи Связи значений
Все учащиеся будут работать в группе, решать задачи с использованием изученных формул. Большинство учащихся смогут самостоятельно сделать вывод по итогам измерений при демонстрациях. Некоторые учащиеся смогут оказать поддержку другим при решении задач. Поддержка учителя будет осуществляться в течение всего урока.			— При проверке домашнего задания; — При решении задач; — Рефлексия	Соблюдение техники безопасности при проведении демонстрации
Рефлексия по уроку Были ли цели урока/цели обучения реалистичными? Все ли учащиеся достигли ЦО? Если нет, то почему? Правильно ли проведена дифференциация на уроке? Выдержаны ли были временные этапы урока? Какие отступления были от плана урока и почему?
Общая оценка   Какие два аспекта урока прошли хорошо (подумайте как о преподавании, так и об обучении)? 1: 2: Что могло бы способствовать улучшению урока (подумайте как о преподавании, так и об обучении)? 1:   2:   Что я выявил(а) за время урока о классе или достижениях/трудностях отдельных учеников, на что необходимо обратить внимание на последующих уроках?

Разница между параллельным портом и последовательным портом

В компьютерном мире порт — это средство для подключения внешних устройств к центральному процессору (ЦП). По сути, это разъемы на задней панели ПК, которые используются для связи с принтерами, клавиатурами, модемами и мониторами или практически с любыми периферийными устройствами или компонентами. Порты подключаются напрямую к материнской плате или к карте расширения. Мы здесь, чтобы поговорить о двух наиболее часто используемых портах — последовательных и параллельных портах.

Что такое параллельный порт?

Параллельный порт — это внешний интерфейс на задней панели персональных компьютеров, который используется для подключения практически ко всему, что вы хотите подключить к компьютеру. Он действует как интерфейс для подключения компьютерных периферийных устройств, таких как принтеры, или любого другого устройства, требующего относительно высокой пропускной способности. Параллельный порт является одним из наиболее универсальных портов ввода-вывода в системе, поскольку его можно использовать для различных устройств, включая оптические приводы, сканеры, внешние CD-ROM и т. Д.Имя parallel описывает способ отправки данных; это подразумевает параллельную связь, то есть несколько битов данных отправляются одновременно без каких-либо задержек. В параллельном порту используется гнездовой разъем DB25, а на конце кабеля, который подключается к устройствам, используется разъем Centronics — по названию компании, разработавшей стандартный интерфейс для подключения принтера к компьютеру.

Что такое последовательный порт?

Последовательный порт — это еще один тип порта и отличная альтернатива параллельным портам, где биты данных отправляются по одному за раз в одном потоке из единиц и нулей.В отличие от параллельного порта, это интерфейс последовательной связи, через который данные передаются по одному проводу или паре проводов, или, в случае беспроводной связи, по одному пути передачи. Также известные как COM-порты (коммуникационные), существует множество различных типов последовательных интерфейсов, доступных для компьютеров, таких как повсеместный порт RS-232, порт RS-485, IEEE-394 и USB. Последовательный порт использует стандартный 9-контактный D-образный разъем и используется для подключения таких устройств, как мышь, модемы, игровые контроллеры, старые принтеры и т. Д.Это один из самых старых интерфейсов, используемых для подключения к компьютеру в основном модема и принтеров. Но современные последовательные порты используются для специализированных устройств, таких как камеры видеонаблюдения, мониторы с плоским экраном, приемники GPS и так далее.

Разница между параллельным портом и последовательным портом

Основы

— Параллельный порт — это внешний интерфейс, используемый для подключения периферийных устройств компьютера, таких как принтеры, или любого другого устройства, требующего относительно высокой пропускной способности, к вашим персональным компьютерам.В параллельном порту используется гнездовой разъем DB25, а на конце кабеля, который подключается к устройствам, используется разъем Centronics. С другой стороны, последовательный порт — это интерфейс последовательной связи, используемый для подключения последовательных линий для облегчения последовательной связи. Последовательный порт использует стандартный 9-контактный D-образный разъем, который ранее использовался для подключения модемов и принтеров к компьютеру.

Трансмиссия

— Параллельный порт может перемещать набор из 8 бит (единиц и нулей) данных параллельно одновременно по 8 отдельным проводам, что означает одновременную отправку нескольких бит данных.В параллельном порту используется 25-контактный D-образный разъем, который обычно называют разъемом DB25. Последовательный порт — отличная альтернатива параллельному порту, где биты данных отправляются по одному за раз в одном потоке единиц и нулей по одному проводу. Последовательный порт использует стандартный 9-контактный D-образный разъем и используется для подключения таких устройств, как мышь, модемы, игровые контроллеры, старые принтеры и т. Д.

Производительность

— Параллельная передача относительно намного быстрее последовательной передачи даже с той же частотой сигнала.Таким образом, скорость передачи в параллельных портах выше, поскольку они способны передавать несколько потоков данных одновременно, тем самым устраняя перекрестные помехи и ошибки. Таким образом, для связи через параллельный порт используется относительно больше проводов. Последовательные порты относительно медленнее с точки зрения скорости передачи, потому что они могут передавать только один поток данных за раз по одному проводу. В отличие от параллельной связи, вы можете увеличить длину провода по мере необходимости при последовательной связи.

Устройства

— Параллельный порт является одним из наиболее универсальных портов ввода-вывода в системе, поскольку его можно использовать для различных устройств, включая принтеры, оптические приводы, сканеры, внешние CD-ROM, жесткие диски и т. Д. Последовательный порт используется для подключения таких устройств, как мышь, модемы, игровые контроллеры, старые принтеры и т. Д. Однако современные последовательные порты используются для подключения таких устройств, как камеры видеонаблюдения, мониторы с плоским экраном, приемники GPS, телескопы, инверторы питания. , так далее.

Параллельный порт и последовательный порт: сравнительная таблица

Сводка параллельного порта и последовательного порта

В двух словах, параллельный порт — это параллельный интерфейс для подключения компьютерных периферийных устройств, которым требуется относительно высокая пропускная способность. Это соединение восьми или более проводов, по которым биты данных могут передаваться одновременно. С последовательным интерфейсом биты данных передаются по одному по одному проводу или, в случае беспроводной связи, по одному пути передачи.Последовательные порты относительно медленнее параллельных портов с точки зрения скорости передачи. А параллельный интерфейс вмещает больший объем данных, чем последовательный интерфейс, поскольку несколько битов данных передаются одновременно через параллельный интерфейс.

Сагар Хиллар — плодовитый автор контента / статей / блогов, работающий старшим разработчиком / писателем контента в известной фирме по обслуживанию клиентов, базирующейся в Индии. У него есть желание исследовать разноплановые темы и разрабатывать высококачественный контент, чтобы его можно было лучше всего читать.Благодаря его страсти к писательству, он имеет более 7 лет профессионального опыта в написании и редактировании услуг на самых разных печатных и электронных платформах.

Вне своей профессиональной жизни Сагар любит общаться с людьми из разных культур и происхождения. Можно сказать, что он любопытен по натуре. Он считает, что каждый — это опыт обучения, и это приносит определенное волнение, своего рода любопытство, чтобы продолжать работать. Поначалу это может показаться глупым, но через некоторое время это расслабляет и облегчает начало разговора с совершенно незнакомыми людьми — вот что он сказал.»

Последние сообщения Sagar Khillar (посмотреть все)

: Если вам понравилась эта статья или наш сайт. Пожалуйста, расскажите об этом. Поделитесь им с друзьями / семьей.

Cite
APA 7
Khillar, S. (2020, 23 ноября). Разница между параллельным и последовательным портами. Разница между похожими терминами и объектами. http://www.differencebetween.net/technology/difference-between-parallel-port-and-serial-port/.
MLA 8
Хиллар, Сагар.«Разница между параллельным и последовательным портами». Разница между похожими терминами и объектами, 23 ноября 2020 г., http://www.differencebetween.net/technology/difference-between-parallel-port-and-serial-port/.

Разница между последовательной и параллельной связью (со сравнительной таблицей)

Ключевое различие между последовательной и параллельной связью состоит в том, что при последовательной связи используется один канал связи для передачи данных от одного конца к другому.В отличие от параллельной связи, используются несколько параллельных каналов, по которым каждый бит данных передается одновременно.

Благодаря единственному каналу связи последовательная связь сравнительно более рентабельна, чем параллельная. В этой статье мы обсудим некоторые другие факторы, которые их различают.

Содержание: последовательное соединение против параллельного

1. Таблица сравнения
2. Определение
3. Ключевые отличия
4. Заключение

Сравнительная таблица

Основа для сравнения	Последовательная связь	Параллельная связь
Скорость передачи данных	Медленная	Сравнительно высокая
Количество используемых каналов связи	Один	Несколько
Количество переданных битов / такт	только один бит.	n количество звеньев будет нести n битов.
Стоимость	Низкая	Высокая
Перекрестные помехи	Нет	Есть
Обновление системы	Легко	Довольно сложно
Режим передачи	Полный дуплекс	Полудуплекс
Подходит для	Дальнее расстояние	Короткое расстояние
Высокочастотный режим	Более эффективный	Менее эффективный

Определение последовательной связи

При последовательной связи биты данных передаются последовательно по общему каналу связи один за другим.По сути, это не позволяет одновременную передачу данных, потому что используется только один канал. Таким образом, возможна последовательная передача, а не одновременная передача.

На рисунке ниже показана последовательная передача данных:

Он отлично подходит для передачи сигналов на большие расстояния, поскольку используется только один провод или шина. Таким образом, он может быть соединен между двумя точками, которые находятся на большом расстоянии друг от друга. Но поскольку за тактовый импульс передается только один бит данных , то передача данных — это тихий процесс, требующий много времени.

Определение параллельной связи

При параллельной связи различные биты данных передаются одновременно с использованием нескольких каналов связи между отправителем и получателем. Здесь, несмотря на использование одного канала между отправителем и получателем, используются различные ссылки, и каждый бит данных передается отдельно по всему каналу связи.

На рисунке ниже показана передача 8-байтовых данных с использованием метода параллельной связи:

Здесь, как мы видим, для передачи 8-битных данных используются 8 отдельных каналов связи.Таким образом, после последовательной передачи данных разрешается одновременная передача данных. Это приводит к более быстрой связи между отправителем и получателем.

Но для соединения нескольких линий между отправителем и получателем необходимо наличие нескольких соединительных устройств между парой отправителя и получателя. И это причина того, что параллельная связь не подходит для передачи на большие расстояния, потому что подключение нескольких линий на большие расстояния очень сложно и дорого.

Ключевые различия между последовательной и параллельной связью

1. Из-за наличия единого канала связи скорость передачи данных низкая. В то время как несколько каналов в случае параллельной связи позволяют передавать данные со сравнительно более высокой скоростью.
2. Всякий раз, когда возникает необходимость в обновлении системы , тогда обновление системы, использующей последовательную связь, является довольно простой задачей по сравнению с обновлением параллельной системы связи.
3. При последовательной связи все биты данных передаются по общему каналу, поэтому необходимо поддерживать правильный интервал, чтобы избежать помех. При параллельной связи использование нескольких каналов снижает вероятность помех между передаваемыми битами.
4. Последовательная связь поддерживает более высокую пропускную способность , в то время как параллельная связь поддерживает сравнительно более низкую пропускную способность.
5. Последовательная связь эффективна при работе на высоких частотах.Однако параллельная связь больше подходит для низкочастотных операций.
6. Из-за наличия одиночного канала проблема перекрестных помех отсутствует в последовательной связи. Но несколько ссылок увеличивают вероятность перекрестных помех при параллельном взаимодействии.
7. Последовательная связь подходит для передачи данных на большие расстояния, в то время как параллельная связь подходит для передачи данных на короткие расстояния.

Заключение

Итак, очевидно, что использование нескольких линий для передачи данных в случае параллельной связи является преимуществом, поскольку обеспечивает более быструю передачу данных.Но в то же время это невыгодно с точки зрения стоимости и дальности передачи.

Разница между последовательным и параллельным портами (со сравнительной таблицей)

Как следует из названия, последовательный и параллельный — это два типа портов. Последовательный порт и параллельный порт в основном различаются своими реализациями, где первый используется, когда мы хотим установить последовательную связь. Напротив, параллельные порты используются, когда мы хотим добиться параллельной связи.

Теперь, что здесь указывает последовательная и параллельная связь. При последовательной связи блоки данных отправляются один за другим. Напротив, при параллельной связи все эти фрагменты могут передаваться одновременно. Вы можете обратиться к статье о различиях между последовательной и параллельной передачей, чтобы подробно понять концепцию.

Прежде чем разбираться в каждом типе порта в отдельности, мы должны знать, что такое порт? Порт — это точка стыковки, с помощью которой различные устройства могут быть связаны с компьютером или другими устройствами.Эти порты имеют огромное значение, потому что без них компьютеры не могут использоваться в полную силу. Это облегчает создание связи между устройствами и ЦП.

Содержимое: последовательный порт и параллельный порт

1. 1. 1. Таблица сравнения
      2. Определение
      3. Ключевые отличия
      4. Заключение

Сравнительная таблица

Основа для сравнения	Последовательный порт	Параллельный порт
Basic	Используется для последовательной передачи данных	Используется для параллельной передачи данных
Посылает	Немного за другим битом.	Несколько битов одновременно.
Скорость передачи	Низкая	Высокая
Возможность доставки	Один поток данных	Несколько потоков данных
Количество проводов	Меньше	Больше

Определение последовательного порта

Как упоминалось выше, последовательный порт — это интерфейс, используемый для подключения последовательных линий, по которым может быть достигнута последовательная связь.В эти порты можно установить 9-контактный D-образный разъем, который подключается к линии передачи. Как мы знаем, последовательная передача осуществляется по одному проводу, и только один поток битов передается с одного конца на другой. Таким образом, как и при параллельной передаче, нет проблемы несоответствия скорости передачи данных. Таким образом, длина провода может быть увеличена по мере необходимости. На приведенной ниже схеме показан вывод DB-9.

Стандарты, за которыми следует последовательный порт

Последовательные порты соответствуют стандартам RS-232C или RS-422.Мы используем эту технологию уже 20 лет, и она до сих пор используется в нескольких местах.

Реализации последовательного порта

Существует несколько приложений последовательного порта и последовательной связи, которые в основном реализованы в модемах коммутируемого доступа, мышах, плоттерах. В настоящее время они также используются с камерами видеонаблюдения.

Определение параллельного порта

В отличие от последовательного порта, параллельный порт может передавать набор из 8 бит за раз по восьми изолированным проводам.Вот почему это быстрее, чем последовательная связь. Он использует 25-контактный разъем, называемый разъемом DB. Самым большим ограничением параллельной связи является то, что все потоки битов, необходимые для передачи данных с одинаковой скоростью, устраняют ошибки и перекрестные помехи. Но обеспечить одинаковую скорость передачи для всех битовых потоков совершенно непрактично. Следовательно, по этой причине предпочтительнее, чтобы линии передачи при параллельной связи были короче. На следующей схеме показан вывод DB-25.

Стандарты, за которыми следует параллельный порт

Параллельные порты соответствуют стандартам IEEE 1284, что обеспечивает более быструю двунаправленную параллельную связь (поток данных).В этой технологии используются различные типы разъемов: DB-25, Centronics и mini-Centronics. Centronics — это 36-линейный параллельный интерфейс, в котором используются металлические зажимы, установленные в ячейке и используемые в основном для подключения принтеров, как показано на схеме, показанной ниже.

Реализации параллельного порта

Раньше параллельные порты использовались только с принтерами, но в настоящее время это реализовано со сканерами, zip-накопителями, приводами CD-ROM, жесткими дисками и т. Д.Все новейшие технологические устройства оснащены одним портом, известным как порт SCSI, и эти порты используются для добавления внешних устройств.

Ключевые различия между последовательным и параллельным портами

1. Последовательные порты используются с последовательными линиями (кабелями), в которых участвует последовательная связь. Напротив, параллельные порты используются там, где осуществляется параллельная связь.
2. Последовательные порты способны передавать серию битов, в то время как в случае параллельных портов в обмене данными участвуют несколько серий битов.
3. Параллельные порты передают данные с более высокой скоростью по сравнению с последовательным портом.
4. Последовательный порт может отправлять один поток данных, в отличие от параллельного порта, который может отправлять несколько битовых потоков одновременно.
5. Мы можем считать, что последовательная связь будет включать меньшее количество проводов по сравнению с параллельной связью.

Заключение

Использование последовательного и параллельного портов — принципиальное различие между ними, где последовательные порты используются при последовательной передаче.В отличие от параллельных портов, которые используются, когда мы хотим проводить параллельную передачу данных между устройствами.

Сравнение параллельной передачи данных и последовательной передачи данных

Обмен данными между двумя компьютерами осуществляется в одном из двух режимов передачи — последовательном или параллельном. Хотя большинство из нас использует компьютеры, ноутбуки и несколько сетевых устройств, мы в основном не знаем об этих типах передачи данных. Эти типы во многом похожи и непохожи.Этот пост знакомит вас с этими типами, а также сравнивает их, чтобы помочь вам понять их различия.

Основные определения последовательной и параллельной передачи

Следующие указатели помогут вам понять разницу между последовательной и параллельной передачей.

• Последовательная передача : В этом типе передачи используется один канал для передачи битов данных, и за раз передается только один бит.
• Параллельная передача : В этой передаче биты данных передаются одновременно по нескольким каналам, которые размещаются параллельно друг другу. В отличие от последовательной передачи, при которой одновременно передается только один бит, при параллельной передаче можно одновременно передавать восемь бит данных.

Параллельная и последовательная передача: несколько важных факторов по сравнению с

Эффективна ли параллельная связь или последовательная связь? Следующие указатели помогут вам принять решение.

• Скорость : Как было сказано ранее, параллельный канал связи может содержать несколько электрических проводников на физическом уровне для отправки восьми битов или байтов. По сравнению с последовательной передачей на той же скорости параллельная передача будет в восемь раз быстрее.
• Помехи: При последовательной передаче несколько битов одновременно отправляются в одном тактовом импульсе, что создает шум и оставляет возможность для ошибок. Однако при последовательной передаче за один раз передается один бит, поэтому нет переполнения и, следовательно, минимальные шансы на ошибку и шум.Это означает, что электромагнитные помехи незначительны или равны нулю в случае последовательной передачи.
• Расстояние передачи : При параллельной передаче данных могут наблюдаться электромагнитные помехи при передаче на большие расстояния, поэтому они используются при передаче на короткие расстояния. В отличие от этого, последовательная передача идеальна для передачи данных на большие расстояния. В большинстве компьютерных сетей используется последовательная связь.
• Преобразователи : Последовательная передача использует преобразователи, которые позволяют преобразовывать данные из параллельного в последовательный тип, в то время как параллельная передача не требует таких преобразователей данных
• Режимы передачи : При параллельной передаче данных, хотя одновременно может быть отправлено восемь битов, имеется полудуплексный режим передачи.Это связано с тем, что данные могут быть отправлены или получены одновременно. Однако при последовательной передаче отправитель может получать и отправлять данные одновременно. Таким образом, он имеет полнодуплексный режим передачи.
• Доступность: Параллельная связь используется для интегральных схем, а также для RAM и периферийных шин. Однако в компьютерных сетях используется последовательная связь. Внимательно наблюдая за этими примерами, можно легко понять целостность и сложность различных приложений.При сравнении можно справедливо сказать, что последовательная связь дешевле, чем параллельная.
• Сложность подключений: Для параллельного подключения может потребоваться несколько устройств и кабелей, что усложняет его. В отличие от этого, для последовательного соединения требуется меньше кабелей для соединения, а также меньше места. Его небольшая занимаемая площадь обеспечивает лучшую изоляцию системы от окружающей среды.
• Смещение часов: Это также известно как смещение синхронизации, и это явление в компьютерах и других системах цифровых схем, когда один и тот же синхросигнал будет сообщаться разным компонентам с определенной разницей во времени.Разница между показаниями часов называется перекосом. При параллельной связи может возникнуть проблема смещения часов между разными каналами, а при последовательной связи — не проблема.
• Длина кабеля : Кабели последовательной связи длиннее, тоньше и экономичнее по сравнению с параллельными кабелями связи, и их длина составляет несколько километров.

Знание сходства и различий между последовательной и параллельной связью может не служить цели.Вы должны использовать качественные устройства, которые позволяют преобразование из последовательного в параллельный или наоборот. VERSITRON предлагает преобразователи последовательного интерфейса в оптоволоконный, которые служат преобразователями для последовательных протоколов RS-422, RS-232, RS-449, RS-485 и V.35. Эти модемы могут поддерживать многоточечное соединение, резервное кольцо и прямую связь.
Связанные блоги

Последовательная и параллельная передача | Encyclopedia.com

Цифровая передача данных может происходить в двух основных режимах: последовательном или параллельном. Данные в компьютерной системе передаются в параллельном режиме по шинам с шириной параллельной шины, соответствующей размеру слова компьютерной системы.Данные между компьютерными системами обычно передаются в -битном последовательном режиме . Следовательно, необходимо выполнить преобразование из параллельного в последовательный на интерфейсе компьютера при отправке данных из компьютерной системы в сеть и преобразование из последовательного в параллельное на интерфейсе компьютера при получении информации из сети. Тип используемого режима передачи также может зависеть от расстояния и требуемой скорости передачи данных.

Параллельная передача

При параллельной передаче несколько бит (обычно 8 бит или байт / символ) отправляются одновременно по разным каналам (проводам, частотным каналам) в пределах одного кабеля или радиотракта, а синхронизируются с на часы.Параллельные устройства имеют более широкую шину данных, чем последовательные устройства, и поэтому могут передавать данные одним или несколькими байтами за раз. В результате происходит увеличение скорости передачи битов при параллельной передаче по сравнению со скоростью последовательной передачи. Однако это ускорение является компромиссом по сравнению с затратами, поскольку несколько проводов стоят больше, чем один провод, а по мере увеличения длины параллельного кабеля время синхронизации между несколькими каналами становится более чувствительным к расстоянию. Синхронизация для параллельной передачи обеспечивается постоянным синхронизирующим сигналом, передаваемым по отдельному проводу в параллельном кабеле; таким образом, параллельная передача считается синхронной .

Последовательная передача

При последовательной передаче биты отправляются последовательно по одному и тому же каналу (проводу), что снижает затраты на провод, но также снижает скорость передачи. Кроме того, для последовательной передачи требуется некоторое время, поскольку биты должны быть собраны и отправлены как единое целое, а затем разобраны в приемнике.

Последовательная передача может быть синхронной или асинхронной . При синхронной передаче группы битов объединяются в кадры, и кадры отправляются непрерывно с данными для передачи или без них.При асинхронной передаче группы битов отправляются как независимые блоки с флагами запуска / остановки и без синхронизации канала данных, чтобы допускать промежутки произвольного размера между кадрами. Однако стартовые / стоповые биты поддерживают физическую синхронизацию битового уровня после обнаружения.

Приложения

Последовательная передача осуществляется между двумя компьютерами или с компьютера на внешнее устройство, расположенное на некотором расстоянии. Параллельная передача осуществляется либо внутри компьютерной системы (на компьютерной шине), либо на внешнее устройство, расположенное на близком расстоянии.

Специальный компьютерный чип, известный как универсальный асинхронный приемный передатчик (UART), действует как интерфейс между параллельной передачей компьютерной шины и последовательной передачей последовательного порта. УАПП различаются по производительности в зависимости от объема встроенной памяти, которой они обладают.

Примеры

Примеры передачи в параллельном режиме включают соединения между компьютером и принтером (параллельный порт принтера и кабель). Большинство принтеров находятся внутри 6 метров или 20 футов передающего компьютера и небольшая стоимость дополнительных проводов компенсируется дополнительной скоростью, полученной за счет параллельной передачи данных.

Примеры передачи в последовательном режиме включают соединения между компьютером и модемом с использованием протокола RS-232 . Хотя кабель RS-232 теоретически может содержать 25 проводов, все эти провода, кроме двух, предназначены для служебной сигнализации управления, а не для передачи данных; два провода данных выполняют простую последовательную передачу в любом направлении. В этом случае компьютер может не приближаться к модему, что делает стоимость параллельной передачи непомерно высокой — таким образом, скорость передачи может считаться менее важной, чем экономическое преимущество последовательной передачи.

Компромиссы

Последовательная передача через RS-232 официально ограничена 20 Кбит / с на расстояние 15 метров или 50 футов. В зависимости от типа используемого носителя и количества присутствующих внешних помех, RS-232 может передаваться с более высокой скоростью, или на большие расстояния, или и то, и другое. Параллельная передача имеет аналогичные компромиссы между расстоянием и скоростью, а также пороговое расстояние синхронизации. Методы повышения производительности последовательной и параллельной передачи (большее расстояние для той же скорости или более высокая скорость для того же расстояния) включают использование более качественных средств передачи, таких как оптоволоконный кабель или кондиционированные кабели, использование повторителей или использование экранированных / нескольких проводов для устранения помех. иммунитет.

Technology

Чтобы устранить ограничения скорости и расстояния последовательной передачи через RS-232, было разработано несколько других стандартов последовательной передачи, включая RS-449, V.35, универсальную последовательную шину (USB) и IEEE-1394 (Firewire). ). Каждый из этих стандартов имеет разные электрические, механические, функциональные и процедурные характеристики. Электрические характеристики определяют уровни напряжения и время изменения уровня напряжения. Механические характеристики определяют фактическую форму разъема и количество проводов.Общие стандарты механического интерфейса, связанные с параллельной передачей, — это разъемы DB-25 и Centronics. Разъем Centronics — это 36-контактный параллельный интерфейс, который также определяет электрическую сигнализацию. Функциональные характеристики определяют операции, выполняемые каждым контактом в разъеме; их можно разделить на широкие категории данных, управления, времени и электрического заземления. Процедурные характеристики или протокол определяют последовательность операций, выполняемых контактами в разъеме.

см. Также Асинхронная и синхронная передача; Банкомат передачи; Интернет; Телекоммуникации.

Уильям Дж. Юрчик

Библиография

Столлингс, Уильям. Данные и компьютерные коммуникации, 6-е изд. Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси: Prentice Hall, 2000.

Последовательная связь — learn.sparkfun.com

Добавлено в избранное Любимый 93

Введение

Встроенная электроника — это объединение схем (процессоров или других интегральных схем) для создания симбиотической системы.Чтобы эти отдельные каналы могли обмениваться информацией, они должны использовать общий протокол связи. Для этого обмена данными определены сотни протоколов связи, каждый из которых можно разделить на две категории: параллельный или последовательный.

Параллельный и последовательный

Параллельные интерфейсы одновременно передают несколько битов. Обычно им требуется шины, данных — передача по восьми, шестнадцати или более проводам. Данные передаются огромными, грохочущими волнами единиц и нулей.

8-битная шина данных, управляемая часами, передающая байт за каждый тактовый импульс. Используются 9 проводов.

Последовательные интерфейсы передают свои данные по одному биту за раз. Эти интерфейсы могут работать всего с одним проводом, обычно не более четырех.

Пример последовательного интерфейса, передающего один бит за каждый тактовый импульс. Требуется всего 2 провода!

Думайте о двух интерфейсах как о потоке автомобилей: параллельный интерфейс будет представлять собой мегамагистраль с 8 и более полосами движения, а последовательный интерфейс больше похож на двухполосную сельскую дорогу.По прошествии определенного времени мега-шоссе потенциально может доставить больше людей к месту назначения, но эта сельская двухполосная дорога служит своей цели и стоит лишь небольшую часть средств, чтобы построить.

Параллельная связь, безусловно, имеет свои преимущества. Это быстро, просто и относительно легко реализовать. Но для этого требуется гораздо больше линий ввода / вывода (I / O). Если вам когда-либо приходилось переносить проект с базовой Arduino Uno на Mega, вы знаете, что линии ввода-вывода на микропроцессоре могут быть драгоценными и немногочисленными.Таким образом, мы часто выбираем последовательную связь, жертвуя потенциальной скоростью ради полезности контактов.

Асинхронный последовательный

За прошедшие годы были созданы десятки последовательных протоколов для удовлетворения особых потребностей встраиваемых систем. USB (универсальная последовательная шина , ) и Ethernet — это пара наиболее известных компьютерных последовательных интерфейсов. Другие очень распространенные последовательные интерфейсы включают SPI, I ² C и стандарт последовательного порта, о котором мы здесь поговорим сегодня. Каждый из этих последовательных интерфейсов можно разделить на две группы: синхронные или асинхронные.

Синхронный последовательный интерфейс всегда связывает свою линию (линии) данных с тактовым сигналом, поэтому все устройства на синхронной последовательной шине используют общие часы. Это делает последовательную передачу более простой и часто более быстрой, но также требует как минимум одного дополнительного провода между взаимодействующими устройствами. Примеры синхронных интерфейсов включают SPI и I ² C.

Асинхронный означает, что данные передаются без поддержки внешнего тактового сигнала .Этот метод передачи идеально подходит для минимизации необходимых проводов и контактов ввода / вывода, но это означает, что нам нужно приложить дополнительные усилия для надежной передачи и приема данных. Последовательный протокол, который мы будем обсуждать в этом руководстве, является наиболее распространенной формой асинхронной передачи. На самом деле это настолько распространено, что, когда большинство людей говорят «серийный», они имеют в виду именно этот протокол (что вы, вероятно, заметите в этом руководстве).

Последовательный протокол без тактовой частоты, который мы обсудим в этом руководстве, широко используется во встроенной электронике.Если вы хотите добавить в свой проект модуль GPS, Bluetooth, XBee, ЖК-дисплеи с последовательным интерфейсом или многие другие внешние устройства, вам, вероятно, потребуется добавить несколько последовательных интерфейсов.

Рекомендуемая литература

Это руководство основано на нескольких концепциях электроники нижнего уровня, в том числе:

двоичный

Двоичная — это система счисления в электронике и программировании … поэтому важно научиться этому. Но что такое двоичный? Как это переводится в другие системы счисления, такие как десятичные?

Логические уровни

Узнайте разницу между 3.Устройства 3V и 5V и логические уровни.

Сравнение аналогового и цифрового

В этом руководстве рассматривается концепция аналоговых и цифровых сигналов в их отношении к электронике.

Как читать схему

Обзор обозначений схем компонентов, а также советы и рекомендации для лучшего чтения схем. Щелкните здесь и станьте схематически грамотным уже сегодня!

Шестнадцатеричный

Как интерпретировать шестнадцатеричные числа и как преобразовать их в / из десятичных и двоичных чисел.

ASCII

Краткая история того, как появился ASCII, как он полезен для компьютеров, и некоторые полезные таблицы для преобразования чисел в символы.

Если вы не очень хорошо знакомы ни с одной из этих концепций, подумайте о том, чтобы проверить эти ссылки.

А теперь давайте отправимся в серийное путешествие …

Правила серийного номера

Асинхронный последовательный протокол имеет ряд встроенных правил — механизмов, которые помогают обеспечить надежную и безошибочную передачу данных.Вот эти механизмы, которые мы получаем для исключения внешнего тактового сигнала:

• Биты данных,
• бит синхронизации,
• Биты четности,
• и скорость передачи.

Благодаря разнообразию этих сигнальных механизмов вы обнаружите, что не существует единого способа для последовательной передачи данных. Протокол легко настраивается. Важнейшая часть — убедиться, что оба устройства на последовательной шине настроены для использования точно таких же протоколов .

Скорость передачи

Скорость передачи определяет, насколько быстро данные передаются по последовательной линии.Обычно это выражается в битах в секунду (бит / с). Если вы инвертируете скорость передачи, вы можете узнать, сколько времени требуется для передачи одного бита. Это значение определяет, как долго передатчик удерживает высокий / низкий уровень последовательной линии или в какой период принимающее устройство производит выборку своей линии.

Скорость передачи может быть практически любой в разумных пределах. Единственное требование — чтобы оба устройства работали с одинаковой скоростью. Одна из наиболее распространенных скоростей передачи, особенно для простых вещей, где скорость не критична, — 9600 бит / с .Другие «стандартные» скорости: 1200, 2400, 4800, 19200, 38400, 57600 и 115200.

Чем выше скорость передачи, тем быстрее отправляются / принимаются данные, но существуют ограничения на скорость передачи данных. Обычно вы не увидите скорости, превышающей 115200 — это быстро для большинства микроконтроллеров. Поднимитесь слишком высоко, и вы начнете видеть ошибки на принимающей стороне, так как часы и периоды выборки просто не успевают.

Обрамление данных

Каждый блок (обычно байт) передаваемых данных фактически отправляется в пакете или кадре битов.Кадры создаются путем добавления к нашим данным битов синхронизации и четности.

Серийный корпус. Некоторые символы в кадре имеют настраиваемый размер бит.

Давайте подробно рассмотрим каждую из этих частей рамы.

Блок данных

Настоящая суть каждого последовательного пакета — это данные, которые он несет. Мы неоднозначно называем этот блок данных фрагментом , потому что его размер специально не указан. Количество данных в каждом пакете может быть установлено от 5 до 9 бит.Конечно, стандартный размер данных — это ваш базовый 8-битный байт, но другие размеры имеют свое применение. 7-битный блок данных может быть более эффективным, чем 8-битный, особенно если вы просто передаете 7-битные символы ASCII.

После согласования длины символа оба последовательных устройства также должны согласовать порядок байтов своих данных. Отправляются ли данные из старшего разряда в младший или наоборот? Если не указано иное, обычно можно предположить, что данные передаются младшего бита (LSB) сначала .

Биты синхронизации

Биты синхронизации — это два или три специальных бита, передаваемых с каждым блоком данных. Это стартовый бит и стоповый бит . Верные своему названию, эти биты отмечают начало и конец пакета. Всегда есть только один стартовый бит, но количество стоповых битов можно настроить на один или два (хотя обычно его оставляют равным одному).

Стартовый бит всегда обозначается незанятой строкой данных, переходящей от 1 до 0, в то время как стоповый бит (ы) переходит обратно в состояние ожидания, удерживая строку на 1.

Биты четности

Четность — это форма очень простой низкоуровневой проверки ошибок. Он бывает двух видов: четный и нечетный. Для создания бита четности все 5-9 битов байта данных складываются, и четность суммы определяет, установлен ли бит или нет. Например, предполагая, что четность установлена ​​на четность и добавляется к байту данных, например 0b01011101 , который имеет нечетное число 1 (5), бит четности будет установлен на 1 . И наоборот, если был установлен нечетный режим четности, бит четности был бы 0 .

Четность — необязательный и не очень широко используется. Это может быть полезно для передачи через шумные среды, но это также немного замедлит вашу передачу данных и требует, чтобы и отправитель, и получатель реализовали обработку ошибок (обычно полученные данные, которые терпят неудачу, должны быть отправлены повторно).

9600 8N1 (пример)

9600 8N1 — 9600 бод, 8 бит данных, без контроля четности и 1 стоповый бит — это один из наиболее часто используемых последовательных протоколов. Итак, как будут выглядеть один или два пакета данных 9600 8N1? Приведем пример!

Устройство, передающее символы ASCII «O» и «K», должно создать два пакета данных.Значение ASCII O (это верхний регистр) — 79, которое разбивается на 8-битное двоичное значение 01001111 , а двоичное значение K — 01001011 . Осталось только добавить биты синхронизации.

Это конкретно не указано, но предполагается, что данные передаются в первую очередь младшим битом. Обратите внимание, как каждый из двух байтов отправляется при чтении справа налево.

Поскольку мы передаем со скоростью 9600 бит / с, время, затрачиваемое на поддержание высокого или низкого уровня каждого из этих битов, составляет 1 / (9600 бит / с) или 104 мкс на бит.

Для каждого переданного байта данных фактически отправляется 10 бит: стартовый бит, 8 бит данных и стоповый бит. Итак, при 9600 бит / с мы фактически отправляем 9600 бит в секунду или 960 (9600/10) байтов в секунду.

---

Теперь, когда вы знаете, как создавать последовательные пакеты, мы можем перейти к разделу оборудования. Там мы увидим, как эти единицы и нули, а также скорость передачи данных реализованы на уровне сигнала!

Электропроводка и оборудование

Последовательная шина состоит всего из двух проводов — один для отправки данных, а другой — для приема.Таким образом, последовательные устройства должны иметь два последовательных контакта: приемник RX и передатчик TX .

Важно отметить, что эти ярлыки RX и TX относятся к самому устройству. Таким образом, RX от одного устройства должен переходить в TX другого, и наоборот. Это странно, если вы привыкли подключать VCC к VCC, GND к GND, MOSI к MOSI и т. Д., Но это имеет смысл, если подумать. Передатчик должен разговаривать с приемником, а не с другим передатчиком.

Последовательный интерфейс, через который оба устройства могут отправлять и получать данные, — это полнодуплексный или полудуплексный . Полнодуплексный режим означает, что оба устройства могут отправлять и получать одновременно. Полудуплексная связь означает, что последовательные устройства должны по очереди отправлять и получать.

Некоторые последовательные шины могут обходиться без единого соединения между отправляющим и принимающим устройством. Например, все ЖК-дисплеи с последовательным подключением — это уши, и на самом деле у них нет никаких данных, которые можно было бы передать обратно на управляющее устройство.Это то, что известно как симплексная последовательная связь . Все, что вам нужно, это один провод от TX ведущего устройства до RX линии слушателя.

Аппаратная реализация

Мы рассмотрели асинхронный последовательный порт с концептуальной стороны. Мы знаем, какие провода нам нужны. Но как на самом деле реализуется последовательная связь на уровне сигнала? На самом деле, разными способами. Существуют всевозможные стандарты для последовательной передачи сигналов. Давайте посмотрим на пару наиболее популярных аппаратных реализаций последовательного интерфейса: логического уровня (TTL) и RS-232.

Когда микроконтроллеры и другие низкоуровневые ИС взаимодействуют последовательно, они обычно делают это на уровне TTL (транзисторно-транзисторной логики). Последовательный TTL Сигналы существуют между диапазоном напряжения питания микроконтроллера — обычно от 0 В до 3,3 В или 5 В. Сигнал на уровне VCC (3,3 В, 5 В и т. Д.) Указывает либо на свободную линию, либо на бит со значением 1, либо на стоповый бит. Сигнал 0 В (GND) представляет либо стартовый бит, либо бит данных со значением 0.

RS-232, который можно найти на некоторых из более древних компьютеров и периферийных устройств, похож на TTL-последовательный порт, перевернутый с ног на голову.Сигналы RS-232 обычно находятся в диапазоне от -13 В до 13 В, хотя в спецификации допускается любое значение от +/- 3 В до +/- 25 В. В этих сигналах низкое напряжение (-5 В, -13 В и т. Д.) Указывает либо на свободную линию, либо на стоповый бит, либо на бит данных со значением 1. Высокий сигнал RS-232 означает либо стартовый бит, либо 0- бит данных значения. Это своего рода противоположность серийному TTL.

Между двумя стандартами последовательных сигналов, TTL намного проще внедрить во встроенные схемы. Однако низкие уровни напряжения более подвержены потерям на длинных линиях передачи.RS-232 или более сложные стандарты, такие как RS-485, лучше подходят для последовательной передачи на большие расстояния.

Когда вы соединяете два последовательных устройства вместе, важно убедиться, что их сигнальные напряжения совпадают. Вы не можете напрямую связать последовательное устройство TTL с шиной RS-232. Вам придется изменить эти сигналы!

---

Продолжая, мы рассмотрим инструментальные средства, используемые микроконтроллерами для преобразования своих данных по параллельной шине в последовательный интерфейс и обратно. UART!

UART

Последняя часть этой серийной головоломки — найти что-то, что могло бы создать как последовательные пакеты, так и управлять этими физическими аппаратными линиями.Введите UART.

Универсальный асинхронный приемник / передатчик (UART) — это блок схемы, отвечающий за реализацию последовательной связи. По сути, UART действует как посредник между параллельным и последовательным интерфейсами. На одном конце UART находится шина из восьми или около того линий данных (плюс несколько управляющих контактов), на другом — два последовательных провода — RX и TX.

Супер-упрощенный интерфейс UART. Параллельный на одном конце, последовательный на другом.

UART существуют как автономные ИС, но чаще встречаются внутри микроконтроллеров.Вам нужно будет проверить техническое описание вашего микроконтроллера, чтобы узнать, есть ли у него какие-либо UART. У кого-то его нет, у кого-то есть, у кого-то много. Например, Arduino Uno, основанный на «старом верном» ATmega328, имеет только один UART, а Arduino Mega, построенный на ATmega2560, имеет целых четыре UART.

Как следует из аббревиатуры R и T , UART отвечают как за отправку, так и за прием последовательных данных. На стороне передачи UART должен создать пакет данных — добавив биты синхронизации и четности — и отправить этот пакет по линии передачи с точным временем (в соответствии с установленной скоростью передачи).На приемном конце UART должен выполнить выборку линии RX со скоростью в соответствии с ожидаемой скоростью передачи, выбрать биты синхронизации и выдать данные.

Блок-схема внутреннего UART (любезно предоставлена ​​таблицей данных Exar ST16C550)

Более продвинутые UART могут сбрасывать полученные данные в буфер , где они могут оставаться до тех пор, пока микроконтроллер не придет за ними. UART обычно выпускают свои буферизованные данные по принципу FIFO. Буферы могут иметь размер от нескольких бит до тысяч байтов.

Программные UART

Если микроконтроллер не имеет UART (или его не хватает), последовательный интерфейс может быть битом , — напрямую управляться процессором. Это подход, который используют библиотеки Arduino, такие как SoftwareSerial. Bit-banging требует много ресурсов процессора и обычно не так точен, как UART, но в крайнем случае работает!

Общие ловушки

Вот и все, что есть о последовательной связи. Я хотел бы оставить вам несколько распространенных ошибок, которые легко сделать инженер с любым уровнем опыта:

RX-to-TX, TX-to-RX

Выглядит достаточно просто, но я знаю, что это ошибка, которую я совершал несколько раз.Как бы вы ни хотели, чтобы их метки совпадали, всегда следите за тем, чтобы линии RX и TX пересекали линии между последовательными устройствами.

FTDI Базовое программирование Pro Mini. Обратите внимание на пересечение RX и TX!

Вопреки тому, что предупреждал уважаемый доктор Эгон Спенглер, пересекают ручьи .

Несоответствие скорости передачи

Скорость передачи аналогична языкам последовательной связи. Если два устройства не разговаривают с одинаковой скоростью, данные могут быть неправильно интерпретированы или полностью пропущены.Если все принимающее устройство видит на своей линии приема мусор, убедитесь, что скорости передачи совпадают.

Данные передаются со скоростью 9600 бит / с, но принимаются со скоростью 19200 бит / с. Несоответствие бода = мусор.

Разногласия в автобусе

Последовательная связь позволяет двум устройствам обмениваться данными по одной последовательной шине. Если несколько устройств пытаются передавать по одной и той же последовательной линии, вы можете столкнуться с конфликтом на шине. Дун Дун Дун ….

Например, если вы подключаете модуль GPS к Arduino, вы можете просто подключить линию TX этого модуля к линии RX Arduino.Но этот вывод Arduino RX уже подключен к выводу TX преобразователя USB-to-serial, который используется всякий раз, когда вы программируете Arduino или используете Serial Monitor . Это создает потенциальную ситуацию, когда и модуль GPS, и чип FTDI пытаются одновременно передавать данные по одной и той же линии.

Два передатчика, отправляющие сигнал одному приемнику, создают возможность конфликта на шине.

Два устройства пытаются передавать данные одновременно по одной линии — это плохо! В «лучшем» случае ни одно из устройств не сможет отправлять свои данные.В худшем случае обе линии передачи устройства выходят из строя (хотя это редко и обычно защищено от этого).

Подключение нескольких приемных устройств к одному передающему устройству может быть безопасным. Не совсем соответствует спецификациям и, вероятно, не одобряется закаленным инженером, но это сработает. Например, если вы подключаете последовательный ЖК-дисплей к Arduino, самым простым подходом может быть подключение линии RX ЖК-модуля к линии TX Arduino. TX Arduino уже подключен к линии RX USB-программатора, но это по-прежнему оставляет только одно устройство, контролирующее линию передачи.

Такое распределение линии передачи может быть опасным с точки зрения прошивки, потому что вы не можете выбрать, какое устройство слышит какую передачу. ЖК-дисплей в конечном итоге получит данные, не предназначенные для него, что может заставить его перейти в неизвестное состояние.

В общем — одна последовательная шина, два последовательных устройства!

Ресурсы и движение вперед

Благодаря этим блестящим новым знаниям о последовательной связи есть множество новых концепций, проектов и технологий для изучения.

Хотите узнать больше о других стандартах связи? Может что-то синхронное? Ознакомьтесь со следующими протоколами связи.

I2C

Введение в I2C, один из основных используемых сегодня протоколов встроенной связи.

AST-CAN485 Руководство по подключению

AST CAN485 — это миниатюрная Arduino в компактном форм-факторе ProMini.В дополнение ко всем обычным функциям он имеет встроенные порты CAN и RS485, позволяющие быстро и легко взаимодействовать с множеством промышленных устройств.

Многие технологии широко используют последовательную связь:

А может, хотите посмотреть сериал в действии?

Что такое параллельный интерфейс? — Определение из Техопедии

Что означает параллельный интерфейс?

Под параллельным интерфейсом понимается многострочный канал, каждая линия которого может передавать несколько битов данных одновременно.До того, как порты USB стали обычным явлением, большинство персональных компьютеров (ПК) имели по крайней мере один параллельный интерфейс для подключения принтера через параллельный порт. Напротив, «последовательный интерфейс» использует последовательный порт, единственную линию, способную передавать только один бит данных за раз; подключение компьютерной мыши является хорошим примером.

Techopedia объясняет параллельный интерфейс

Первым параллельным интерфейсом был параллельный интерфейс Centronics, разработанный и использовавшийся в принтере модели Centronics 101 в 1970 году.Это стало стандартом; но требовалось множество кабелей. Dataproducts и другие производители создали до 50-контактные разъемы. К 1981 году IBM представила свои персональные компьютеры с подключением к принтеру с помощью кабеля с 25-контактным разъемом DB25F на стороне ПК и 36-контактным разъемом Centronics на стороне принтера. В 1987 году IBM представила двунаправленный параллельный интерфейс; и к 1992 году Hewlett-Packard представила свою версию, названную «Bitronics», с LaserJet 4. В 1994 году они были заменены стандартом параллельного интерфейса IEEE 1284.

Стандарт IEEE 1284 определяет пять режимов работы, каждый из которых определяет направление потока данных, то есть к компьютеру или от него или двунаправленный. Это: e

• Режим совместимости: это оригинальный параллельный интерфейс Centronics.
• Режим полубайта: позволяет передавать данные обратно на компьютер.
• Байтный режим: позволяет отправлять данные обратно на компьютер с той же скоростью, что и данные с компьютера на принтер или другое устройство.
• Режим ECP: это означает «порт с расширенными возможностями» и обеспечивает двунаправленный поток данных для принтеров и сканеров.
• Режим EPP: использует циклы данных для быстрой передачи данных в обоих направлениях со скоростью от 500 килобайт до 2 мегабайт в секунду.

Используемый режим определяется последовательностью событий, известной как «согласование», и зависит от режимов, которые может обрабатывать каждое подключенное устройство. Одна из последних технологий параллельного интерфейса известна как «высокопроизводительный параллельный интерфейс» или HIPPI.