Materiály vypracovali učitelia základných a stredných škôl.
 
Rýchla navigácia:      

Prečo zapájame sériovo a prečo paralelne

Dátum pridania: 12. 08. 2014 19:04
Autor príspevku: Admin
Zobrazené: 13970x

Novinka:

Stále pridávame ďalšie a ďalšie témy, tak neváhajte a inšpirujte sa našimi učivami :)
Maya
maja
 

Vypracoval(a): Mgr. Monika Andrejovská

reklama

 

Ako už vieme napätie 1 V nie je veľmi veľké. Napätie medzi pólmi monočlánku je 1,5 V, medzi pólmi elektrickej zásuvky v byte je dnes napätie 230 V. Do roku 1998 bolo napätie v sieti o niečo nižšie, 220 V. Preto na starších spotrebičoch ešte nájdete, že sú určené na napätie 220 V. Môžu sa ale pripájať aj na dnešné napätie 230 V, lebo rozdiel je malý.

 

Medzi vodičmi na stožiaroch diaľkového vedenia elektrického napätia je vysoké napätie: 22 000 V, alebo 110 000 V, alebo ešte viac. Takéto napätie obyčajne vyjadrujeme v kilovoltoch (kV).Naopak veľmi malé napätia vyjadrujeme v milivoltoch (mV), napríklad napätie, ktoré je na anténe rozhlasových, alebo televíznych prímačov.

1 kV = 1000 V

1 mV = 0,001 V

 

Pamätajte si, že napätie udávame vždy medzi dvoma miestami, napríklad medzi pólmi batérie, medzi svorkami zdroja, medzi dvoma koncami vodiča a pod. Prúd udávame vždy v jednom mieste vodiča.

 

andrejovksa

 

 

 

Žiarovky

Predstavte si, že v dome máte zapojiť 100 obyčajných žiaroviek. Každá z nich potrebuje napätie 230 V a prúd 0,18 A. Zapojíte ich do série, alebo paralelne? Uvažujte aké napätie a prúd budete potrebovať pri každom zapojení.

 

andrejovska

 

 

Keby ste ich zapojili do série, bude to mať dve veľké nevýhody:

1. Keďže na jednej žiarovke je napätie 230 V, potom na 100 žiarovkách za sebou by muselo byť napätie 23 000 V. Také vysoké napätie je životu nebezpečné.

2. Keby jednej žiarovke zhorelo vlákno, prestal by celým obvodom prechádzať prúd a svetlá v celom dome by zrazu zhasli. Potom by ste museli skontrolovať každú žiarovku, aby ste našli chybu.

Vyskúšajte si to. Zapojte niekoľko malých žiaroviek do série, pripojte ich ku zdroju malého napätia a potom jednu z nich vyskrutkujte. Čo urobia ostatné?

 

andrejovska

 

Preto sa spotrebiče bežne zapájajú vedľa seba (paralelne). Pri paralelnom zapojení sa nesčítavajú napätia, ale prúdy. Keď teda zapojíme všetkých 100 žiaroviek paralelne, budú odoberať prúd 100.0,18 A = 18 A, ale napätie bude stále 230 V. Okrem toho, keď sa nejaká žiarovka prepáli, hneď vieme, ktorá to je, pretože ostatné svietia ďalej.

 

 

andrejovska

 

Reťaz sviečok na vianočnom stromčeku je výnimkou z pravidla, že spotrebiče zapájame paralelne. Všetky žiarovky v reťazi sú zapojené do série (za sebou). Každá žiarovka potrebuje napätie 23 V, pri takom napätí ňou prechádza prúd 0,13 A. Keby ste všetky žiarovky zapojili paralelne, potrebovali by ste zdroj napätia 23 V, ale ak ich zapojíte do série, môžete celý reťaz pripojiť na napätie 230 V, ktoré je ľahko dostupné v každej zásuvke.

Koľko žiaroviek musíte za sebou zapojiť, aby na každej bolo správne napätie?

Aký prúd bude prechádzať reťazou?


 

 

Ako zapájame zdroje

Nielen rezistory a spotrebiče, ale aj zdroje môžeme zapájať buď do série (za sebou), alebo paralelne (vedľa seba).

1. Sériovo (za sebou)

Monočlánok, ktorý kúpime v obchode, má napätie 1,5 V a dodáva maximálny prúd 3 A. Pri sériovom zapojení majú štyri monočlánky napätie 6 V a dodávajú maximálny prúd 3 A.

 

http://www.cez.cz/edee/content/microsites/elektrina/fyz2.htm

 

 

Sériové zapojenie zdrojov sa využíva napríklad v baterke.

 

http://www.doctronics.co.uk/circuits.htm

 

 

Pri zapojení zdrojov do série sa sčíta napätie a všetkými zdrojmi prechádza rovnaký prúd.

Keď potrebujeme zdroj s väčším napätím, používame sériové zapojenie. Keď spojíme do série 6 článkov s napätím 2 V, dostaneme akumulátorovú batériu s napätím 12 V.

 

http://autaveskole.jaknahmyz.cz/chemie

 

 

Plochá batéria s napätím 4,5 V vznikne tak, že sa do série zapoja tri články s napätím 1,5 V.

 

http://www.ddp.fmph.uniba.sk/~koubek/UT_html/VsG/3-1.htm

 

 

2. Paralelne (vedľa seba)

Pri paralelnom zapojení majú štyri monočlánky napätie 1,5 V a dodávajú maximálny prúd 6 A.

 

http://www.cez.cz/edee/content/microsites/elektrina/fyz2.htm

 

Pri paralelnom zapojení sa sčítajú prúdy a na všetkých zdrojoch je rovnaké napätie.

Zdroje zapájame paralelne (vedľa seba) menej často. Môžeme tak napríklad spojiť monočlánky, aby sme zväčšili ich výsledný prúd. Vtedy je dôležité, aby všetky monočlánky boli rovnaké. Keď by ste spojili nový monočlánok s takým, ktorý je skoro vybitý, nový monočlánok sa za chvíľu vybije tiež. Jeho prúd bude totiž vybitým článkom prechádzať ako spotrebičom.


 

 

Mäkké a tvrdé zdroje napätia

Akumulátorová batéria v osobnom aute má napätie 12 V. Tužková batéria má napätie 1,5 V.

To znamená, že keď zapojíme 8 tužkových batérii do série, máme zdroj s napätím 12 V. Mohli by sme 8 tužkových batérii použiť ako zdroj napätia v aute?

Nemohli. Pri štartovaní auta dodáva akumulátorová batéria do štartéra prúd približne 180 A. Tužková batéria môže dodávať prúd najviac 1 A. Keby sme z nej chceli odoberať väčšie prúdy jej napätie klesne. Hovoríme, že pri väčšom zaťažení napätie batérie klesne. Zdroje, ktoré majú túto vlastnosť, nazývame mäkké.

Vyskúšajte si to s plochou batériou, ktorá má podobné vlastnosti. Voltmetrom merajte jej napätie. Pripojte k nej reostat s odporom približne 10 Ω, stále merajte napätie na batérii, a súčasne merajte prúd, ktorý prechádza reostatom.

 

http://www.techmania.cz/edutorium/art_exponaty.php

 

Na grafe vidíme že, kým z batérie neodoberáme žiadny prúd, voltmeter ukazuje napätie Ue. Keď jazdca posúvame, odpor reostatu sa zmenšuje, prúd sa zväčšuje (zaťažujeme zdroj) a pri tom napätie batérie ďalej klesá. (Nenechajte batériou prechádzať veľký prúd dlhšie ako pár sekúnd, lebo sa rýchlo vybíja.)

Naopak akumulátorová batéria je tvrdý zdroj. Jej napätie zostáva skoro rovnaké aj pri veľkom zaťažení, t.j. keď z nej odoberáme veľký prúd, napr. 20 A.



Zopakujte si:
. Ako zapojíte žiarovky v dome, sériovo alebo paralelne? Prečo?
2. Ako zapojíte zdroje, keď chcete zvýšiť napätie? Kde sa využíva takéto zapojenie zdrojov?
3. Monočlánky, každý s napätím 1,5 V a prúdom 3 A, sme zapojili paralelne. Aké bude výsledné napätie a prúd takého zapojenia?
4. Aký je rozdiel medzi mäkkým a tvrdým zdrojom napätia? Uveďte príklad takého zdroja.



Použitá literatúra:
Fyzika 8 pre základné školy a viacročné gymnázia, Martin Macháček



Zdroje obrazkov:
http://www.lampy-svietidla.sk/vianocne-zavesy/vianocny-zaves+2876/
http://www.doctronics.co.uk/circuits.htm
http://autaveskole.jaknahmyz.cz/chemie
http://www.ddp.fmph.uniba.sk/~koubek/UT_html/VsG/3-1.htm
http://www.cez.cz/edee/content/microsites/elektrina/fyz2.htm
http://www.techmania.cz/edutorium/art_exponaty.php?xkat=fyzika&xser=456c656b74f8696e612061206d61676e657469736d7573h&key=396



otestujte sa
 
Hodnotenie:
Hviezdičky: 2.7
Hodnotené: 182x


Späť
 
Máte pripomienky k učebným textom? Napíšte nám

odporúčame