Rað- og samhliða rásir eru tvær helstu leiðir til að tengja rafmagnshluta. Hver tegund breytir því hvernig straumur flæðir, hvernig spenna er deilt, hvernig viðnám er unnið og hvernig rásin bregst við bilun. Að þekkja þessar munir hjálpar til við að útskýra hegðun rása skýrt. Þessi grein veitir upplýsingar um reglur þeirra, notkun, takmörk og algengar villur.
Grunntengingar rása
Rað- og samhliða rásir eru tvær helstu leiðir sem íhlutir eru tengdir í rafkerfum. Í raðrás eru íhlutir tengdir í eina samfellda leið. Í samhliða rás eru íhlutir tengdir milli sömu tveggja punkta, sem skapar fleiri en eina leið fyrir straum.
Þessar rásagerðir eru grunnur margra rafmagns- og rafeindakerfa. Þau hafa áhrif á hvernig straumur hreyfist, hvernig spennan skiptist, hvernig heildarviðnám breytist og hvað gerist ef einn hluti hættir að virka.
Straumflæði í raðrás
Raðrás hefur aðeins eina leið fyrir rafstraum. Þar sem aðeins er ein leið, fer sami straumur í gegnum alla íhlutina í rásinni. Uppsprettuspennan er skipt á milli tengdra íhluta, þannig að hver íhluti fær hluta af heildarspennunni.
Ef rásarleiðin rofnar á einhverjum stað hættir öll rásin að virka því straumurinn getur ekki lokið lykkju.
Straumleiðir í samhliða rás
Samhliða rás hefur fleiri en eina leið fyrir straum. Hver grein er tengd yfir sömu tvo punkta, þannig að hver grein fær sömu spennu frá uppsprettunni. Heildarstraumurinn frá aflgjafanum er skipt á greinar eftir viðnámi í hvorri leið.
Ef ein útibú er opnuð eða hættir að starfa geta aðrar útibú haldið áfram að starfa.
Munur á rað- og samhliða rásum
| Eiginleiki | Röðarhringrás | Samhliða rás |
|---|---|---|
| Núverandi leið | Ein leið | Margar leiðir |
| Núverandi | Sama í gegnum alla íhluti | Skipt milli greina |
| Spenna | Skipt á milli íhluta | Sama gildir um hverja grein |
| Heildarviðnám | Leggur saman | Minnkandi þegar fleiri greinar bætast við |
| Misheppnuð áhrif | Eitt rof stöðvar alla rásina | Ein greinabilun hefur venjulega aðeins áhrif á þá grein |
Reglur um viðnám, spennu og straum
Rað- og samhliða rásir fylgja mismunandi reglum um straum, spennu og viðnám. Þessar reglur hjálpa til við að útskýra hvernig rafmagnsgildi eru deilt og hvernig heildargildi eru reiknuð.
Reglur í röðarhring
Í raðrás helst straumurinn sá sami í öllum íhlutum. Heildarspennan er summan af spennufalli yfir hvern íhlut, og heildarviðnámið er summan af öllum viðnámum íhlutanna.
• Straumurinn er sá sami í öllum íhlutum
• Heildarspenna er summa allra spennufalla
• Heildarviðnám er summan af öllum viðnámum
Mótstöðuformúla í röð:
Rt = R1 + R2 + R3 + ...
Reglur í samhliða rás
Í samhliða rás er spennan sú sama yfir allar greinar. Heildarstraumurinn er summa strauma í öllum greinum og heildarviðnámið er fundið með gagnstæðri formúlu.
• Spennan er sú sama yfir allar greinar
• Heildarstraumur er summa allra greinastrauma
• Heildarviðnám er fundið með gagnkvæmri formúlu
Samhliða viðnámsformúla:
1/Rt = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ...
Algengar notkunarleiðir rað- og samhliða rása
Rað- og samhliða rásir má betur skilja með því að skoða hvar hver tegund tengingar er algeng. Raðrás myndast þegar íhlutir eru tengdir í eina samfellda braut, á meðan samhliða rás á sér stað þegar íhlutir eru tengdir í aðskildum greinum.
Vasaljós er algengt dæmi um raðrás vegna þess að hlutarnir eru tengdir í einni lykkju. Eldri skrautljósastrengir notuðu einnig oft raðtengingar, svo ein biluð pera gat stöðvað allan strenginn. Heimilisraflagnir eru algengt dæmi um samhliða hringrás vegna þess að ljós og önnur tæki eru tengd á aðskildum greinum. Margir bíla- og rafeindarásir nota einnig samhliða greinar.
Styrkleikar og takmarkanir rað- og samhliða rása
| Rásartegund | Kostir | Takmarkanir |
|---|---|---|
| Röðarhringrás | Einföld tenging, auðveld í smíði, sami straumur í gegnum alla íhluti, gagnlegt fyrir grunnrásarleiðir | Ein villa stöðvar alla rásina. Spennan er skipt milli íhluta; að bæta við fleiri álagi eykur heildarviðnámið |
| Samhliða rás | Sama spenna yfir hverja grein, betri samfelldni, greinar geta unnið sjálfstætt, gagnlegt fyrir stærri rásakerfi | Þarf meiri raflagnir, getur verið erfiðara að greina, að bæta við fleiri greinum eykur heildarstraumeftirspurn |
Algengar villur í rað- og samhliða rásum
| Algeng mistök | Af hverju þetta gerist | Hvernig á að laga þetta |
|---|---|---|
| Gert ráð fyrir að straumurinn sé alltaf sá sami | Reglurnar fyrir rað- og samhliða rásir eru ruglaðar saman | Notaðu regluna um sama straum aðeins fyrir raðleiðir |
| Gert er ráð fyrir að spenna deilist alltaf | Þessar tvær rásagerðir eru ruglaðar saman | Mundu að spennan skiptist í röð, en helst sú sama yfir samsíða greinar |
| Með röngu viðnámsformúlunni | Rásartegundin er ranglega auðkennd | Bættu viðnámum í röð og notaðu gagnstæðu formúluna í samhliða |
| Að lesa teikniformið í stað tengipunktanna | Uppsetningin er rugluð saman við raunverulega rásarleiðina | Fylgdu hnútum og greinum, ekki bara lögun teikningarinnar |
| Að hunsa villuhegðun | Svörun rásarinnar er ekki athuguð eftir brot eða opna leið | Athugaðu hvort eitt rof stöðvi alla rásina eða hafi aðeins áhrif á eina grein |
Niðurstaða
Rað- og samhliða rásir virka á mismunandi hátt vegna þess að leiðir þeirra eru ólíkar. Raðrás hefur eina leið, á meðan samhliða rás hefur aðskildar greinar. Þetta breytir því hvernig straumur, spenna og viðnám haga sér, og hefur einnig áhrif á hvað gerist þegar hlutur bilar. Með því að athuga rásartegundina fyrst og síðan beita réttum reglum er hægt að skilja niðurstöður rásarinnar nákvæmar og draga úr almennum algengum villum.
Algengar spurningar [Algengar spurningar]
Hvað er afl í rás?
Orka er hraðinn sem raforka er notuð í rásinni.
Hvað gerist þegar fleiri íhlutir eru bættir við í röð?
Heildarviðnám eykst, svo straumurinn minnkar.
Hvað gerist þegar fleiri greinar eru bættar við samhliða?
Heildarviðnám minnkar, svo heildarstraumurinn eykst.
Hvað er blandað hringrás?
Blönduð rás hefur bæði raðhluta og samhliða hluta.
10,5 Hvernig er straumur mældur?
Straumur er mældur í röð með rásarleiðinni.
10,6 Hvernig er spenna mæld?
Spenna er mæld yfir íhlut eða grein.
