تفاوت مدار متوالی و موازی در چیست ؟

هرکدام از این دو مدار متوالی و موازی ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود را دارد و همین موضوع سبب می‌شود تا قضاوت درباره برتری هرکدام سخت‌تر شود.

اینتین – تفاوت مدار موازی و متوالی در مقدار ولتاژ دو سر اجزا سبب می شود تا امروزه برای سیم کشی داخلی ساختمان های مختلف، از نوع موازی بیشتر استفاده کنند. با درنظرگرفتن اینکه ولتاژ ۲ سر لامپ ها و وسایل برقی باهم برابر است، زمانی که جریان برق برقرار می شود، عملکرد آن ها کاهش پیدا نخواهد کرد.

مدار متوالی چیست ؟
یک مدار متوالی یا سری به شکلی است که اجزای آن پشت سر یکدیگر قرار گرفته و به پایانه مثبت و منفی باطری متصل هستند. در ابتدای این نوشتار سه اصلی را که باید در مورد مدارهای متوالی یا سری بیاموزید را شرح خواهیم داد:

جریان: مقدار جریان از طریق هر جز یا مولفه در مدار متوالی یا سری یکسان است.
مقاومت: مقاومت کل یک مدار متوالی یا سری برابر با مجموع هر یک از مقاومت ها است.
ولتاژ: ولتاژ منبع تغذیه در مدار متوالی یا سری برابر با جمع افت ولتاژ هر یک از مولفه های مدار است.

استفاده از قانون اهم در مدار متوالی یا سری
زمانی که از مدار سری استفاده شود، اجزای مختلف توسط یک سیم به‎ هم متصل خواهد شد و جریان یکی پس از دیگری، از همه آن ها عبور می کند. در حقیقت، برخلاف مدارهای موازی، در انواع سری دیگر انشعابی در سیم کشی دیده نمی شود. با توجه به آنکه تمامی لامپ ها و اجزا توسط یک رشته سیم و به صورت پشت سرهم قرار می گیرد، به آن مدار سری یا متوالی گفته می شود.

با درنظرگفتن این موضوع، دیگر ولتاژ دو سر هر لامپ برابر با مقدار کل آن نخواهد بود. زمانی که لامپ ها به صورت متوالی به هم متصل می شود، ولتاژ کلی مدار بین تک تک آن ها تقسیم خواهد شد. به همین دلیل، از این نوع مدار کم تر در سیم کشی لامپ ها استفاده می شود؛ چراکه ولتاژ هر جزء پایین تر بوده و نور هرکدام به همان نسبت کم تر خواهد شد.

مدار موازی چیست؟
همان طور که از نام این نوع مدار مشخص است، لامپ و مقاومت و سایز اجزاء مدار به صورت موازی در آن قرار داده می شود. ولتاژ هر قطعه در مدار موازی یکسان است و برابر با ولتاژ منبع تغذیه است. زمانی که جریان از منبع برقرار می شود، جریان بین آن ها تقسیم شود. در حقیقت، جریان الکتریکی به طور مساوی از هریک عبور نخواهد کرد. اگر مجموع جریانی که از هریک از اجزا عبور می کند را جمع کنید، به مقدار جریان کل دست پیدا خواهید کرد. جریان الکتریکی که از هر مدار عبور می کند، با مقاومت آن رابطه عکس دارد.

در این نوشتار در ابتدا سه اصل مهمی که در مورد مدارهای موازی برقرار است را بیان خواهیم کرد. بر این اساس در یک مدار موازی همواره بین ولتاژ، جریان و مقاومت روابط زیر برقرار است:

ولتاژ: در یک مدار موازی همواره ولتاژ دو سر اجزایی که به صورت موازی به یکدیگر متصل شده اند با هم برابر است.
جریان: در یک مدار موازی جریان کل مدار برابر با مجموع جریان اجزایی از مدار است که به صورت موازی متصل شده اند.
مقاومت: در یک مدار موازی که اجزای آن به صورت موازی متصل شده اند، مقدار مقاومت معادل از هر یک از مقاومت های منفرد کوچکتر است.

اتصال خازن در مدار موازی
تصویر (۳-الف) اتصال سه خازن به صورت موازی را نشان می دهد. در این اتصال محاسبه ظرفیت خازن معادل آسان تر از حالت متوالی یا سری است. برای محاسبه ظرفیت خازن معادل موازی یا
Cp
Cp​ باید توجه کرد که ولتاژ دو سر هر یک از ظرفیت ها
V
V و برابر با ولتاژ دو سر باتری یا منبع است. بدین ترتیب می توان گفت مجموع بار ذخیره شده در مدار موازی برابر با مجموع بارهای هر یک از خازن ها و برابر با
Q=Q1+Q2+Q3
Q=Q1​+Q2​+Q3​ است.

کاربرد مدار موازی
همان طور که گفتیم مدار موازی یک مدار الکتریکی است که دارای دو یا چند مسیر برای عبور بار الکتریکی است. این مدار، مدار الکتریکی استانداردی است که در بیشتر خانه ها و دستگاه ها یافت می شود. از آنجا که در این مدار بیش از یک راه برای عبور جریان به دستگاه فراهم می شود سیستم برق بسیار پایدارتر و کارآمدتری را ایجاد می کند. چند مورد استفاده از مدار موازی را در ادامه معرفی می کنیم.

کاربرد مدار موازی در خانه ها
یافتن خانه ای که از مدارهای موازی در سیم های برق اصلی خود استفاده نکند دشوار است. به دلیل وجود مدارهای موازی می توان برق یک دستگاه یا سیستم را روی مدار قطع کرد بدون اینکه برق لوازم دیگر قطع شود. همچنین اگر در این مدار سوء عملکرد یا اتصال کوتاه رخ دهد لزوماً کل منبع تغذیه خانه از کار نمی افتد.

کاربرد مدار موازی در زیر ساخت ها
مدارهای موازی یکی از اصلی ترین عناصر سازنده مورد استفاده در زیرساخت های تأمین نیرو برای جمعیت های بزرگ است. با استفاده از مدارهای موازی، مهندسان توانسته اند شبکه های قدرتی را ایجاد کنند که هم از امنیت بیشتری برخوردار باشد و هم کارآیی بالاتری داشته باشد.

بدین ترتیب زمانی که با افت جریان در قسمتی از یک مدار موازی مواجه می شویم سایر قسمت ها عملکرد خود را حفظ می کنند. مدارهای موازی همچنین تأمین منبع تغذیه برابر در خانه ها و ساختمان های مختلف را آسان می کنند.

کاربرد مدار موازی در دستگاه ها
از مدارهای موازی در داخل بسیاری از دستگاه ها و وسایل الکتریکی استفاده می شود. دلیل اصلی استفاده از مدارهای موازی در این زمینه استفاده از بیش از یک منبع تغذیه است، مانند زمانی که بیش از یک باتری در دستگاه پرتابل استفاده می شود.

با استفاده از مدارهای موازی یک دستگاه مقدار مساوی انرژی را از منابع مختلف می گیرد و آن را در همان خط ترکیب می کند. مدارهای موازی همچنین دستگاه هایی مانند چراغ های کریسمس را کاربردی تر کرده است.

تفاوت مدار متوالی و مدار موازی
هرکدام از این دو مدار ویژگی های منحصربه فرد خود را دارد و همین موضوع سبب می شود تا قضاوت درباره برتری هرکدام سخت تر شود. به طور کلی نمی توان گفت که یکی نسبت به دیگر برتری دارد؛ چراکه از ویژگی هرکدام می توان در شرایط مختلف استفاده کرد.

از مدارهای موازی بیشتر در سیم کشی ساختمان و همچنین صنایع بزرگ استفاده می شود. به علاوه، می توان از ویژگی های آن برای طراحی مدارهای وسایل الکتریکی استفاده کرد. این در حالی است که مدارهای متوالی را بیشتر در طراحی لوازم خانگی به کار می برند.

تفاوت مدار موازی و متوالی در مقدار ولتاژ ۲ سر هر جزء
یکی از تفاوت های عمده ای که بین دو مجموعه وجود دارد و سبب می شود تا از هرکدام در کاربردهای مختلف کمک بگیرند، مقدار ولتاژ هر جزء است. در مدارهای موازی با توجه به مشترک بودن ۲ سر هر لامپ، مقدار ولتاژ هرکدام برابر با مقدار کل بود و تغییری نمی کرد. این در حالی است که مقدار ولتاژ در مدارهای سری بین هر جزء بسته به مقدار مقاومت آن ها تقسیم می شد.

تفاوت مدار موازی و متوالی در مقدار جریان الکتریکی عبوری از هر جزء
مقدار جریان الکتریکی عبوری از هر جزء در مدارهای موازی و سری برخلاف ولتاژ است. در حقیقت، زمانی که هر لامپ توسط انشعاب های مختلف از مدار جدا می شود، جریان بین آن ها تقسیم خواهد شد. در مدار های متوالی این موضوع صادق نیست؛ چراکه جریان باید از تک تک اجزا عبور کند و برابر با مقدار کل مجموعه است.

تفاوت مدار موازی و متوالی در وجود نویز
علی رغم اینکه مدارهای موازی از قطع جریان نسبت به انواع متوالی در امان است، با این‎ حال از برخی معایب برخواردار خواهد بود. به عنوان مثال، زمانی که جریان الکتریکی بین تمامی انشعاب ها تقسیم شود، مطمئنا مشکل نویز در مدار ایجاد خواهد شد. این مشکل در مدارهای سری وجود ندارد.

منبع | دلگرم