Sự Khác Biệt Giữa Mạch Nối Tiếp Và Mạch Song Song Là Gì?

Cấu trúc liên kết mạch là một nhóm khái niệm hấp dẫn và dễ tiếp cận. Hôm nay, chúng ta sẽ khám phá sự khác biệt giữa mạch nối tiếp và mạch song song.

Mạch nối tiếp là gì? Hơn nữa, mạch song song là gì? Ngay cả khi bạn hoàn toàn không có manh mối nào, chúng tôi cũng có thể cho bạn biết rằng bạn có thể sử dụng cả hai loại mạch mỗi ngày trong đời.

Mục Lục

• Hiểu sự khác biệt giữa mạch nối tiếp và mạch song song: Định nghĩa và các khái niệm chính
• Loạt phim vs. Mạch song song: Chuyện gì ở Toledo đang diễn ra ở đây?
  • Làm thế nào để các electron đi qua cả hai mạch nối tiếp và mạch song song?
  • Điện áp trong song song: Định luật mạch Kirchhoff
  • Ví dụ về mạch nối tiếp và mạch song song
• Kiến thức cơ bản về mạch: Mạch song song và mạch nối tiếp, và tại sao cả hai đều quan trọng

Hiểu sự khác biệt giữa mạch nối tiếp và mạch song song: Định nghĩa và các khái niệm chính

Theo các thuật ngữ đơn giản nhất có thể: một mạch nối tiếp cung cấp dòng điện một con đường lý tưởng xuyên qua mê cung. Mạch song song, mặt khác, được định cấu hình để có hai hoặc nhiều con đường qua mạch cho dòng điện chạy theo. Các loại mạch này được coi là “song song” vì đường dẫn phân nhánh của dòng điện chạy dọc theo chính nó khi nó đi qua cả hai vòng đồng thời.

Hoạt động của dòng điện trong mạch song song khi nó đi qua mạch phần lớn được xác định bởi thực tế là dòng điện sẽ tìm kiếm các khu vực có điện áp thấp nhất trong một hệ thống nhất định, chiếm các khu vực này theo bất kỳ cách nào mà nó có thể.

Nó không chính xác đơn giản như vậy, nhưng bạn sẽ vui mừng khi biết rằng thực sự chỉ có một số quy tắc khác có liên quan ở đây. Điều gì xác định chính xác đường đi của dòng điện trở ít nhất?

Liên quan: Cách kiểm tra điện áp bằng đồng hồ vạn năng

Loạt phim vs. Mạch song song: Chuyện gì ở Toledo đang diễn ra ở đây?

Để hình dung hiện tượng này, chúng ta sẽ gọi ra một số từ vựng chính cần ghi nhớ:

• Hiện hành: Năng lượng điện, được lấy từ một nguồn và được ràng buộc bởi một ống dẫn.
• Nguồn: Dòng điện đến từ đâu? Pin? Một tia chớp?
• Ống dẫn: Bất cứ thứ gì đủ dẫn điện để hút điện từ nguồn của nó. Dây đồng bên trong cáp sạc của điện thoại thông minh là một ví dụ về ống dẫn điện, dẫn dòng điện từ máy tính của bạn hoặc từ bộ sạc khối đến pin cần sạc.
• Mạch kín: Là mạng điện kín, trong đó dòng điện có đường đi ngược lại nguồn, tạo thành mạch vòng hoàn chỉnh, liên tục, không gián đoạn.
• Vôn: Là số đo thế năng trên một đơn vị khi so sánh hai điểm bất kỳ trong mạch với nhau. Đây là cơ chế mà dòng điện tìm đường đi qua một mạch điện; điện áp dư thừa trong một phần của hệ thống chảy đến các điểm có điện áp thấp hơn, liên tục tìm kiếm trạng thái cân bằng.
• Sức chống cự: Bất kỳ yếu tố nào ức chế việc bù điện áp và dòng chảy. Silicone là một ví dụ về vật liệu cách điện, có độ bền cao được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực điện tử. Vật liệu điện trở được sử dụng để hướng dòng điện trong toàn mạch và ngăn không cho nó thoát ra khỏi ống dẫn của nó.

Khi hình dung một dòng điện, chúng ta đang giải quyết sự chuyển các electron từ nguyên tử này sang nguyên tử khác dọc theo ống dẫn. Một vật thể trở nên tích điện dương hoặc âm khi nó có nhiều electron bám xung quanh hơn là proton, chúng không rời khỏi nguyên tử theo cách riêng của chúng.

Electron là đơn vị tiền tệ của điện năng. Sự chuyển electron này là không thể thiếu đối với cách dòng điện được truyền bởi mọi nguyên tử của ống dẫn.

Làm thế nào để các electron đi qua cả hai mạch nối tiếp và mạch song song?

Hãy nghĩ về việc tất cả các electron này đang chạy trên đường ray của ống dẫn như thể chúng đang là những chiếc ô tô nhỏ đang chạy trên một siêu đường cao tốc thu nhỏ.

Trong một mạch điện khép kín, hoàn chỉnh, dòng điện đi theo đường ống dẫn của nó đến nơi cuối cùng nó sẽ “chìm” — nghĩa là, điểm có điện áp thấp nhất có sẵn cho dòng điện, nơi mà nó cảm thấy bị ép buộc phải đi nhất. Dòng điện chạy qua hệ thống kín một cách gọn gàng và liên tục, tổng điện áp bảo toàn của nó tự phân phối trong toàn bộ hệ thống một cách tự nhiên, giả sử ở một trạng thái lượng tử cụ thể.

Trong một mạch song song, thay vì đi đi lại lại qua một con đường đơn, vòng lặp này, có “trên đường dốc” và “đường dốc”, các đoạn đường tiếp cận cung cấp cho hiện tại một tuyến đường ngắm cảnh thay thế thông qua hai hoặc nhiều đường song song cành cây. Trạng thái vòng lặp đơn giản hiện đang tự phân phối khác nhau nhiều trong toàn mạch.

Liên quan: Ý tưởng Dự án Điện tử Tự làm cho Sinh viên Kỹ thuật

Điện áp trong song song: Định luật mạch Kirchhoff

Chúng tôi đã thấy các mạch song song được mô tả giống như các mạch máu phân nhánh ở một mức độ nào đó. Toàn bộ mạng lưới hỗ trợ dòng chảy của máu qua mọi tĩnh mạch và mao mạch, đến mọi ngóc ngách của cơ thể mà hệ thống được kết nối.

Nhà vật lý người Đức Gustav Kirchhoff là một trong những người đầu tiên chính thức hóa phân tích mạch bằng toán học. Ông đã có thể đơn giản hóa hoạt động của điện trong một mạch điện bằng cách sử dụng hai định luật vật lý song hành với nhau.

Dòng điện chạy qua bất kỳ mạch nào tuân theo các định luật này về mặt vật lý, bất kể điều gì:

1. Năng lượng chảy vào một nút hoặc giao điểm của một mạch phân nhánh nhiều bằng năng lượng chảy ra khỏi nó, bảo toàn tổng điện tích của hệ.

2. Tổng chênh lệch điện tiềm năng ròng trong toàn bộ hệ thống phải bằng không. Các thành phần cung cấp, chẳng hạn như tế bào pin, đóng góp vào tổng số tiền này, cung cấp cho các thành phần tiêu thụ năng lượng, chẳng hạn như điện trở hoặc thiết bị như bóng đèn.

Cả hai điều này đều làm rõ chính xác điều gì đang điều chỉnh hành vi của dòng điện qua bất kỳ mạch nhất định nào. Tuy nhiên, điểm thứ hai này đặc biệt thú vị.

Về cơ bản, định luật thứ hai này khẳng định rằng mỗi điện tử đi qua mạch phải thu được chính xác mức năng lượng mà nó mất đi trên đường đi. Nếu một trong hai yêu cầu không được đáp ứng, đường dẫn đang được xem xét không phải là đường khả thi để dòng điện chạy qua một cách tự nhiên.

Liên quan: Các dự án điện tử tự làm ngân sách thấp cho người mới bắt đầu

Ví dụ về mạch nối tiếp và mạch song song

Ví dụ phổ biến nhất về điện áp song song so với mắc nối tiếp: Đèn Giáng sinh. Cụ thể, dây hiện đại so với đèn cổ điển.

Ban đầu, đèn Giáng sinh thường được kết thành chuỗi, một chuỗi bóng đèn hình hoa cúc một chiều; nếu một bóng đèn bị hỏng, toàn bộ sự vật sẽ bị dập tắt, cả trước và sau khi bóng đèn bị cháy. Mạch hiện đã được mở và đã bị ngắt một cách hiệu quả.

Đó là một trạng thái rất tiếc, nhưng đừng để ví dụ đầu tiên này làm hỏng các mạch trong chuỗi cho bạn. Trên thực tế, vẫn có nhiều trường hợp mà mạch nối tiếp là loại mạch thích hợp để chọn:

• Các thiết bị đơn giản chỉ điều khiển một thiết bị — ví dụ như đèn LED nhỏ trong một số đồ chơi

• Đèn pin hoặc bất kỳ thiết bị đơn giản nào khác được kích hoạt bằng cách lật công tắc

• Cầu chì bảo vệ một thiết bị lớn như máy giặt khỏi quá dòng; chúng được liên kết với nhau trong một mạch nối tiếp để chuỗi bị hỏng do hậu quả khi cầu chì được kích hoạt

Ngược lại, các mạch song song được thiết kế để duy trì hoạt động trong bất kỳ điều kiện nào. Ví dụ, đèn Giáng sinh hiện đại sử dụng một mạch điện song song để ngăn chặn thảm họa đáng tiếc nói trên. Ngay cả khi chỉ còn một bóng đèn đứng, nó vẫn có thể sáng.

Các ví dụ phổ biến khác về mạch song song bao gồm:

• Đèn pha ô tô được đấu song song để một bên vẫn hoạt động ngay cả khi bên kia bị lỗi

• Hệ thống loa thương mại sử dụng mạch song song vì lý do tương tự

• Đèn đường dựa vào điện áp song song để giữ cho phần lớn đường phố được chiếu sáng

Cả mạch song song và mạch nối tiếp đều không được coi là “tốt hơn” hoặc “kém hơn” so với mạch kia — cả hai đều cực kỳ hữu ích theo cách riêng của chúng trong các trường hợp khác nhau. Nếu bạn biết những gì bạn cần phải hoàn thành với mạch điện mà bạn đang thiết kế, thì phía hàng rào mà bạn thuộc về sẽ hoàn toàn hiển nhiên.

Liên quan: Đồng hồ vạn năng là gì và bạn có thể sử dụng nó ở đâu?

Kiến thức cơ bản về mạch: Mạch song song và mạch nối tiếp, và tại sao cả hai đều quan trọng

Điện rất nguy hiểm. Hiểu cách hoạt động của các mạch điện là một cách để giữ an toàn cho bản thân, bất kể bạn đang mắc phải điều gì.

Tin tốt là: nếu bạn có thể nắm bắt được những khái niệm này và những khái niệm khác trong lĩnh vực này, bạn sẽ được trang bị và sẵn sàng với mọi thứ mà bạn cần biết để ngăn dự án của bạn thiêu sống cơ thể bạn như một con gà. Lấy nó từ ai đó đã ở đó.

Sự khác biệt giữa AC và DC là gì và làm thế nào bạn có thể chuyển đổi chúng?

Bạn nhầm lẫn giữa nguồn AC và DC? Đọc tiếp để tìm hiểu sự khác biệt và cách chuyển đổi AC và DC.

Đọc tiếp

Giới thiệu về tác giả

Emma Garofalo (257 bài báo đã xuất bản)

Nhà văn, nghệ sĩ và người yêu thích công nghệ.

Xem thêm từ Emma Garofalo

Theo dõi bản tin của chúng tôi

Tham gia bản tin của chúng tôi để biết các mẹo công nghệ, đánh giá, sách điện tử miễn phí và các ưu đãi độc quyền!

Bấm vào đây để đăng ký