儿童电子产品设计之连接电路-电子发烧友网

在儿童电子系列的第 1 部分中，我们研究了 LED；在第 2 部分中，我们探讨了电容器；在第 3 部分中，我们深入研究了电气测量。

在本文中，我们将重点介绍各种组件中的多种电气连接。串联和并联是最重要的两个。两者都允许您充分利用设备的功能，同时使您能够取得重大成果。

连接组件

将电子元件连接在一起以改变电路的效率是一种常见的做法。串联和并联连接是两种最常见的连接类型。串联电路中的所有组件都连接到同一条线路上。它们都共享相同的电流，流经所有连接的组件。在串联电路中，单个组件发生故障就足以禁用所有其他组件。并联电路中的每个组件都有自己的电路。总电流是各个电流的总和。在并联电路中，与串联电路不同，如果一个组件发生故障，其他组件继续正常工作。

串联电路

在这种情况下由蚂蚁代表的电流只能通过串联连接中的一条路径（参见图 1）。如果只有一只蚂蚁停下来，其余的都会效仿。蚂蚁只能朝一个方向前进，无法避开障碍物。例如，串联电路用于连接圣诞树的灯。如果只有一个灯烧坏，所有其他灯都将停止工作。

图 1：在串联电路中，所有电子都在同一路径上传播。

并联电路

并联中的电流（如图 2 所示）采用绝对随机的路径。如果一只蚂蚁停下来，其他蚂蚁可以自由穿过其他道路。例如，房屋系统的灯在并联电路中连接在一起。如果一个灯烧坏，其他灯将继续正常工作。

图 2：在并联电路中，电子通过不同的路径。

哪些元件可以串联和并联？

几乎所有的电气和电子元件都可以串联和并联。下面的例子展示了真实的应用，我们的测试将集中在以下组件上：

电池和电池

电灯泡

电池串联和并联

要连接的电池相同并且它们都具有相同的充电程度，这一点非常重要。图 3 显示了电池串联和并联电路之间的测量差异。串联电池是最常见和最简单的方法。它规定了所有发电机的布置，其中负极连接到另一个发电机的正极。例如，可以在电视遥控器或玩具车中观察到这种类型的连接。根据以下公式，获得的总电压等于各个发电机的电压之和：

当需要提高电路中的电源电压时，使用串联连接。使用这种方法可以获得高度相关的电压值。连接100或200台发电机就足以产生数百伏的电压，这是极其危险的。与单个电池相比，两个或多个电池的串联可在输出端提供更大的标称电压，同时保持相同的容量。在整个连接过程中保持正确的极性至关重要。另一方面，并联是通过连接许多发电机的所有正极和所有负极来实现的。并联两个或更多类似的电池可提高容量，同时保持相同的标称电压。发电机具有相同的电压很重要；否则，可能会出现问题。

图 3：串联和并联电池的电压

串联和并联连接灯

除了电池之外，还可以串联和并联连接灯（和 LED 二极管）（参见图 4 中的示例）。获得的总是灯的照明，但以完全不同的方式。在图的 A 部分，有 14 个灯泡，全部串联。如果只有其中一个烧坏了，其他的都会熄灭，因为电流已经找不到路了。在图的 B 部分中，七个灯泡并联连接。它们中的每一个都是独立于其他的，其中一个的破坏不会导致所有其他的关闭。最后，图表的 C 部分显示了灯的混合连接。在实践中，电流的流动就像许多汽车在自由道路上跟随和行驶一样。

图 4：串联、并联和混合连接的灯。

串联和并联连接电阻

电阻器可以串联和并联（参见图 5 中的示例）。根据电路的用途，必须进行两种连接中的一种。让我们从串联和并联电阻的定义开始。当一个的输出端连接到另一个的输入端时，两个或多个电阻串联。换句话说，这些组件是按顺序连接的，并且会通过相同的电流和相同的电子流，就像电池和灯泡一样。相反，当输入端和输出端连接时，两个或多个电阻器并联连接。并联的电阻不是依次位于同一根导线上，而是连接在多根导线上。因此，电流不一样，因为电流可以通过第一电阻或其他电阻。一般来说，

通过串联两个或多个电阻，得到单个等效电阻的值。它由单个电阻的总和给出，因此等效电阻将大于单个电阻。在串联电阻器中，每个电阻器的电流量相同。例如，串联三个电阻值为 220 Ω、330 Ω 和 470 Ω 的电阻就像您使用一个值为 1,020 Ω 的电阻。

通过并联两个或多个电阻，得到单个电阻的值，该值小于所有其他电阻。例如，将三个电阻值分别为 220 Ω、330 Ω 和 470 Ω 的电阻并联，就好像您在使用一个值为 103,056 Ω 的电阻器。

换句话说，串联电阻会提高欧姆值并通过更少的电流。相反，电阻器之间的并联会降低欧姆值并允许更多电流通过。