A 直列回路 電流が流れる経路はXNUMXつだけです。 このタイプの回路では、すべての異なる回路コンポーネントが回路の単一の分岐またはパスにリンクされています。
この記事では、次のようなさまざまな基本的な直列回路の例について詳しく説明します。
直列の抵抗器
直列回路の組み合わせで複数の抵抗がリンクされているとします。 直列の組み合わせでは、抵抗は、XNUMXつの抵抗の端子が次の抵抗の端子に接続されるようにリンクされ、電流が流れる経路はXNUMXつだけになります。
抵抗値は、直列に組み合わせた抵抗の数が増えると増加します。 各抵抗器を流れる電流の大きさは一定のままです。ここで、各抵抗器の両端の電圧または電位降下は、各抵抗器の大きさの抵抗に依存します。
直列にリンクされた抵抗器の値が同じである場合、各抵抗器に流れる電流は同じであるため、個々の抵抗器の両端の電位降下は同じになります。
等価抵抗は、直列の組み合わせの抵抗の全体的な抵抗効果を表します。
シリーズのコンデンサ
XNUMXつのコンデンサの端子が次のコンデンサの端子にリンクされ、電流が流れる経路がXNUMXつだけになるように、複数のコンデンサが接続されているとします。
直列の組み合わせでコンデンサの数が増えると、全体の静電容量は減少します。
各コンデンサを流れる電流の大きさは同じであるため、各コンデンサによって蓄積される電荷は、コンデンサの静電容量の値に関係なく同じになります。 同時に、各コンデンサの両端の電位降下は、各コンデンサの静電容量の値に依存します。
シリーズのインダクタ
インダクタのXNUMXつの端子がインダクタの別の端子に接続され、電流が流れる経路がXNUMXつだけになるように、直列の組み合わせで複数のインダクタが接続されているとします。
個々のインダクタの両端の電圧または電位降下は等しくありませんが、個々のインダクタを流れる電流は直列の組み合わせで同じです。
合計または等価インダクタンスは、インダクタの追加に伴ってコイルの巻数が増加するにつれて、直列に接続された各インダクタの個々のインダクタンスの合計です。
直列の抵抗器とコンデンサ
抵抗とコンデンサは、直列に組み合わせてリンクすることもできます。
少なくともXNUMXつの抵抗とXNUMXつのコンデンサが互いに直列に接続されている場合、結果として得られる回路はXNUMX次回路になります。
全般的に RC直列回路の重要性
Zは全体のインピーダンスです
Rは抵抗器の抵抗です
XC はコンデンサのインピーダンスです
RC直列回路の位相角は
このRC直列回路では、全体の電圧が電流より遅れます。電圧と電流の間の角度は、抵抗の値とコンデンサによって生成されるインピーダンスに依存します。
直列の抵抗とインダクタ
抵抗とインダクタは、互いに直列に接続することもできます。
回路に抵抗とインダクタがXNUMXつしかない場合、それはXNUMX次RL回路です。
RL直列回路の全体的なインピーダンスは
ここで、Rは抵抗の抵抗です。
そしてXL インダクタによって生成されるインピーダンスです。
Rの位相角L 直列回路は等しい
全般的に 電圧はRL直列回路の電流につながります、および電圧と電流の間の角度は、回路全体によって生成される抵抗とインピーダンスの値に依存します。
RLC（抵抗、インダクタ、コンデンサ）シリーズ
RLC直列回路では、少なくともXNUMXつの抵抗、XNUMXつのコンデンサ、およびXNUMXつのインダクタが互いに直列に接続されています。
直列の組み合わせの各回路要素の両端の電流は同じです。 それでも、合計または全体の電圧は、各コンポーネントの電気的特性に応じて、各コンポーネントの電圧の大きさに分割されます。
RLCシリーズは、共振周波数と呼ばれる特定の周波数で共振する共振回路です。
インダクタのインピーダンスがコンデンサのインピーダンスよりも大きい場合、回路全体の電圧が電流につながります。 コンデンサのインピーダンスがインダクタのインピーダンスよりも大きい場合、回路全体の電圧は電流よりもある角度だけ遅れます。 どちらの場合も、角度の値はインダクタとコンデンサによって生成される抵抗とインピーダンスに依存します。
RLC直列回路の全体的なインピーダンス：
RLC直列回路の位相角は次のようになります。
LC （インダクターとコンデンサー） シリーズ
純粋なインダクタとコンデンサを直列に接続できます。 この組み合わせには、少なくともXNUMXつのインダクタとXNUMXつのコンデンサが必要です。
両方の要素が互いに直列に接続されているため、各要素を流れる電流は同じになり、全体の電圧は、コンデンサとインダクタの両端の電圧降下の合計になります。
回路の合計（または全体）インピーダンスは、LC（インダクタとコンデンサ）直列回路のコンデンサとインダクタのインピーダンスの合計です。
全体のインピーダンス Z = ZL+ ZC
コラボレー
その後
直列の電圧
電流源を直列に組み合わせることができませんが、電流源の直列の組み合わせはキルヒホッフの現在の法則に違反しているため、並列に組み合わせることができます。
たとえば、XNUMXつの電圧源が直列の組み合わせでリンクされています。 電圧源の正の端子が電圧源の負の端子と一緒にリンクされている場合、全体的な電圧の組み合わせが追加されます。
対照的に、電圧源の正の端子が別の電圧源の負の端子に接続されている場合、組み合わせの全体的な電圧は互いに差し引かれます。 これは、電圧源の符号規則または回路に流れる電流の方向に基づいています。
XNUMXつの回路ノード間に複数の電流源が接続されている場合、電流源は並列に組み合わされています。
FAQ：
なぜ回路を直列に接続するのですか
直列回路は、抵抗、コンデンサ、インダクタなどのさまざまな回路要素の組み合わせにすることができます。
定電流が必要な場合は、直列の組み合わせで電流の大きさが一定に保たれるため、直列の組み合わせが使用されます。これは、簡単に制御または変更できます。
直列回路の電圧はどのように変化しますか
直列回路は、全体の位置エネルギーがすべての回路コンポーネントに分割されるため、分圧回路とも呼ばれます。
直列回路全体の電流は一定であるため、電圧の値は、直列の組み合わせで接続された各回路要素によって生成されるインピーダンスまたは抵抗に依存します。 これが、各部品の電気的性質によって電圧の値がどのように変化するかです。
直列回路の利点は何ですか？
直列回路の組み合わせには、用途や使用場所に応じて、いくつかの長所と短所があります。
直列に接続されたコンポーネントには、同じ大きさの電流が流れます。 直列に接続されたすべてのコンポーネントは、XNUMXつのスイッチを使用するだけでオンまたはオフにできます。 回路の組み合わせが過熱しにくく、並列回路に比べて回路設計が非常にシンプルです。
