Elektronika     Łączenie elementów elektronicznych

W elektronice praktycznej często łączy się ze sobą dwa lub więcej elementów (np. rezystory, cewki,
kondensatory), aby uzyskać potrzebną wartość wielkości elektrycznej (np. rezystancji, indukcyjności,
pojemności). Występuje 5 sposobów łączenia elementów elektronicznych: szeregowo, równolegle,
w trójkąt, w gwiazdę oraz połączenia mieszane. Niżej znajdują się rysunki przedstawiające sposoby
łączenia elementów oraz wzory do obliczania ich wartości.

Łączenie rezystorów
Łączenie cewek (dławików)
Łączenie kondensatorów
Łączenie ogniw (baterii)
Połączenia mieszane
Łączenie w trójkąt i gwiazdę
Tabela łączenia 2-3 wartości (E6)


Łączenie rezystorów:

Jeśli n-rezystorów połączonych szeregowo ma jednakową rezystancję
Rx, to ich rezystancję całkowitą R można obliczyć ze wzoru: R=Rx*n.


Jeśli n-rezystorów połączonych równolegle ma jednakową rezystancję
Rx, to ich rezystancję całkowitą R można obliczyć ze wzoru: R=Rx/n.

Łączenie cewek (dławików):

Jeśli n-cewek połączonych szeregowo ma jednakową indukcyjność
Lx, to ich indukcyjność całkowitą L można obliczyć ze wzoru: L=Lx*n.


Jeśli n-cewek połączonych równolegle ma jednakową indukcyjność
Lx, to ich indukcyjność całkowitą L można obliczyć ze wzoru: L=Lx/n.

Łączenie kondensatorów:

Jeśli n-kondensatorów połączonych szeregowo ma jednakową pojemność
Cx, to ich pojemność całkowitą C można obliczyć ze wzoru: C=Cx/n.











Jeśli n-kondensatorów połączonych równolegle ma jednakową pojemność
Cx, to ich pojemność całkowitą C można obliczyć ze wzoru: C=Cx*n.

Na rysunku są przedstawione kondensatory unipolarne (z biegunami), ale wszystkie zależności
dotyczą też zwykłych kondensatorów bipolarnych (bez biegunów). Szeregowe połączenie dwóch
kondensatorów ujemnymi biegunami do siebie, powoduje powstanie kondensatora bipolarnego
(łączone tak kondensatory powinny być jednakowe). W praktyce nie wykonuje się szeregowego
łączenia dwóch kondensatorów dodatnimi biegunami do siebie, ale istnieje taka możliwość.

Łączenie ogniw (baterii):

Jeśli n-ogniw połączonych szeregowo ma jednakowe napięcie
Vx, to ich napięcie całkowite V można obliczyć ze wzoru: V=Vx*n.







Jeśli n-ogniw połączonych równolegle ma jednakowe napięcie Vx,
to ich napięcie całkowite V jest równe napięciu jednego z nich: V=Vx.
Równoległe połączenie n-ogniw o jednakowym napięciu Vx,
zwiększa n-krotnie ich wydajność prądową.

W praktyce nie wykonuje się równoległego łączenia ogniw, ani szeregowego łączenia dwóch
ogniw jednakowymi biegunami do siebie. Warto jednak wiedzieć, że istnieją takie możliwości.

Połączenia mieszane:



Na powyższym rysunku znajduje się układ rezystorów, połączonych w sposób mieszany (szeregowo-
równoległy) oraz kolejne etapy jego przekształcania w celu ustalenia ich całkowitej rezystancji R.
Układ ten składa się z 3 gałęzi. W pierwszej są połączone szeregowo: idealne źródło napięcia E
i rezystor R1. W drugiej gałęzi jest tylko rezystor R2. W gałęzi trzeciej znajdują się rezystory R3 i R4,
połączone szeregowo. Aby obliczyć całkowitą rezystancję R tego układu, należy obliczać rezystancje
zastępcze kolejnych par połączonych rezystorów (R34=R3 i R4, R234=R2 i R34, R=R1 i R234).
W podobny sposób oblicza się układy cewek lub kondensatorów z połączeniami mieszanymi,
pamiętając o stosowaniu odpowiednich wzorów.

Łączenie w trójkąt i gwiazdę:



Na powyższym rysunku są przedstawione 3 rezystory połączone w trójkąt i gwiazdę. W połączeniu
trójkątowym, kolejne pary rezystorów łączą się w węzłach 1, 2 i 3, które tworzą wierzchołki trójkąta.
W połączeniu gwiazdowym, końce rezystorów łączą się w jednym punkcie, a pozostałe końce
tworzą węzły 1, 2 i 3.

Jeśli wszystkie rezystory połączone w trójkąt mają jednakową
rezystancję Rt, to przy przekształcaniu układu w gwiazdę, wartość
wszystkich jej rezystorów Rg, oblicza się ze wzoru: Rg=Rt/3.





Jeśli wszystkie rezystory połączone w gwiazdę mają jednakową
rezystancję Rg, to przy przekształcaniu układu w trójkąt, wartość
wszystkich jego rezystorów Rt, oblicza się ze wzoru: Rt=Rg*3.

Powyższy rysunek objaśnia sposób przekształcania trójkąta w gwiazdę i gwiazdy w trójkąt.
Przy przekształcaniu musi być spełniony warunek niezmienności napięć i prądów w tej części
układu, która nie podlega przekształceniu.

Poniższa tabela przedstawia, jakie wartości można uzyskać łącząc 2 lub 3
elementy elektroniczne, o wartościach znamionowych z szeregu E6.

A1+A2=Ax+10+15+22+33+47+68
10+10
10+15
15+15
10+22
15+22
10+33
22+22
15+33
22+33
10+47
15+47
33+33
22+47
10+68
33+47
15+68
22+68
47+47
33+68
47+68
68+68		 20
25
30
32
37
43
44
48
55
57
62
66
69
78
80
83
90
94
101
115
136		 30
35
40
42
47
53
54
58
65
67
72
76
79
88
90
93
100
104
111
125
146		 35
40
45
47
52
58
59
63
70
72
77
81
84
93
95
98
105
109
116
130
151		 42
47
52
54
59
65
66
70
77
79
84
88
91
100
102
105
112
116
123
137
158		 53
58
63
65
70
76
77
81
88
90
95
99
102
111
113
116
123
127
134
148
169		 67
72
77
79
84
90
91
95
102
104
109
113
116
125
127
130
137
141
148
162
183		 88
93
98
100
105
111
112
116
123
125
130
134
137
146
148
151
158
162
169
183
204
 Wszystkie możliwe do uzyskania w ten sposób wartości:

10, 15, 20, 22, 25, 30, 32, 33, 35, 37, 40, 42, 43, 44, 45,
47, 48, 52, 53, 54, 55, 57, 58, 59, 62, 63, 65, 66, 67, 68,
69, 70, 72, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 83, 84, 88, 90, 91, 93,
94, 95, 98, 99, 100, 101, 102, 104, 105, 109, 111, 112,
113, 115, 116, 123, 125, 127, 130, 134, 136, 137, 141,
146, 148, 151, 158, 162, 169, 183, 204.