Circuitele electrice în serie și în paralel sunt cele două moduri de bază în care poți lega mai multe componente la aceeași sursă. În serie, componentele sunt înșirate pe un singur drum; în paralel, fiecare are drumul ei. Alegerea schimbă complet felul în care se comportă curentul, tensiunea și luminozitatea becurilor.
Dacă ai avut vreodată un șirag de luminițe de brad la care s-a stins un singur bec și s-au stins toate, ai văzut un circuit în serie în acțiune. Dacă poți aprinde lampa din bucătărie fără ca televizorul din sufragerie să se oprească, ai de-a face cu legarea în paralel. Mai jos vezi regulile și motivele din spatele lor.
Ce este un circuit electric?
Un circuit electric este un drum închis pe care circulă curentul electric, format dintr-o sursă, conductoare și unul sau mai mulți consumatori. Dacă drumul se întrerupe, curentul se oprește.
Ca să urmărești ușor circuitele, ține minte trei mărimi, explicate mai pe larg în articolul despre curent, tensiune și rezistență: intensitatea curentului (câte sarcini trec pe secundă), tensiunea (cât „împinge” sursa) și rezistența (cât se opune consumatorul). Între ele există legea lui Ohm: tensiunea este egală cu intensitatea înmulțită cu rezistența.
Un întrerupător nu face altceva decât să deschidă sau să închidă drumul. Când este deschis, circuitul se numește deschis și curentul nu trece.
Cum se comportă un circuit în serie?
Într-un circuit în serie, curentul are un singur drum, deci este același prin toate componentele, iar tensiunea sursei se împarte între ele. Rezistențele se adună.
Să presupunem o baterie de patru volți și două becuri identice legate unul după altul. Fiecare primește aproximativ doi volți, deci luminează mai slab decât ar lumina legat singur la baterie. Dacă adaugi un al treilea bec, tensiunea se împarte în trei și toate se estompează.
Dezavantajul major: dacă unul se arde, drumul se întrerupe și se stinge tot lanțul. Avantajul: un singur întrerupător sau o siguranță pusă în serie oprește tot circuitul, ceea ce e util ca protecție.
Cum se comportă un circuit în paralel?
Într-un circuit în paralel, fiecare componentă este legată direct la sursă, deci primește aceeași tensiune, iar curentul total se împarte între ramuri. Dacă o ramură se întrerupe, celelalte continuă să funcționeze.
Dacă legi aceleași două becuri în paralel la bateria de patru volți, fiecare primește patru volți și luminează normal. În schimb, bateria furnizează un curent dublu, deci se descarcă mai repede. Rezistența totală este mai mică decât cea a oricărui consumator singur, pentru că ai deschis mai multe drumuri.
| Mărime | Circuit în serie | Circuit în paralel |
|---|---|---|
| curent | același în toate | se împarte pe ramuri |
| tensiune | se împarte | aceeași pe toate |
| rezistență totală | se adună | scade |
| dacă un bec se arde | se opresc toate | celelalte rămân aprinse |
De ce sunt prizele din casă legate în paralel?
Prizele și corpurile de iluminat sunt legate în paralel pentru ca fiecare aparat să primească tensiunea nominală a rețelei și să funcționeze independent de celelalte. Dacă ar fi în serie, ai fi nevoit să ții toate aparatele pornite ca să funcționeze unul.
Un frigider, un fier de călcat și un bec au nevoie de aceeași tensiune; fiecare își ia din rețea curentul de care are nevoie. Curentul total de la tablou crește pe măsură ce pornești mai multe aparate, iar la un moment dat poate depăși cât suportă cablurile. Siguranța automată din tablou sau siguranța fuzibilă taie circuitul înainte ca firele să se încălzească periculos.
Atenție: nu conecta prea multe aparate puternice, precum radiatoare sau fierbătoare, la o singură priză multiplă. Curentul total poate încălzi priza și cablul; lucrările la instalație sunt făcute doar de un electrician autorizat.
Cum măsori corect într-un circuit?
Ampermetrul se leagă în serie cu componenta, pentru că măsoară curentul care trece prin ea, iar voltmetrul se leagă în paralel, pentru că măsoară diferența de tensiune dintre două puncte. Aparatul care arată ambele se numește multimetru.
Dacă legi un ampermetru în paralel pe o sursă, practic faci un scurtcircuit, pentru că ampermetrul are rezistență foarte mică. De aceea multimetrul are intrări și poziții diferite pentru curent și pentru tensiune. Vei vedea acest avertisment pe aparate. Înainte de a măsura, ca să nu strici aparatul sau circuitul, setează poziția potrivită și, la dubii, începe cu scara cea mai mare.
Cum se leagă bateriile, în serie sau în paralel?
Bateriile legate în serie își adună tensiunile, iar cele legate în paralel păstrează tensiunea unei baterii, dar cresc capacitatea de a debita curent mai mult timp. La o lanternă cu trei baterii de unu virgulă cinci volți, legate în serie, obții patru virgulă cinci volți.
Telecomanda și lanterna folosesc legarea în serie ca să atingă tensiunea necesară. Un pachet de acumulatori de telefon sau de laptop combină ambele: celule în serie pentru tensiune și grupuri în paralel pentru autonomie. Pentru o privire de ansamblu, vezi fizica pe înțeles. Ideea e legată de energia electrică stocată și transformată în lumină sau căldură de consumatori.
Pentru o imagine mai largă despre modul în care curentul a ajuns în casele noastre, merită să vezi și povestea becului electric, primul consumator casnic răspândit pe scară largă.
Întrebări frecvente
Cum recunosc dacă două becuri sunt legate în serie sau în paralel?
Dacă, atunci când scoți unul, celălalt se stinge, sunt în serie. Dacă rămâne aprins, sunt în paralel. Altă probă: în serie becurile luminează mai slab decât ar lumina singure.
De ce se încălzește un fir dacă trece prea mult curent?
Firul are o rezistență mică, dar nenulă, iar curentul transformă o parte din energie în căldură. Cu cât curentul este mai mare, cu atât se încălzește mai mult.
Se poate combina legarea în serie cu cea în paralel?
Da, circuitele mixte au grupuri legate în serie și ramuri legate în paralel. Se rezolvă pas cu pas, înlocuind fiecare grup cu rezistența lui echivalentă.
Ce este un scurtcircuit?
Este o legătură directă, cu rezistență foarte mică, între cei doi poli ai sursei. Curentul crește mult, iar firele se pot încălzi periculos; siguranțele există tocmai pentru a opri această situație.
De ce lucrează aparatele la 230 de volți?
Tensiunea rețelei de distribuție din România este de 230 de volți, stabilită prin standarde, iar aparatele casnice sunt proiectate pentru ea. Aparatele electronice mici o reduc cu transformatoare sau cu adaptoare.
