Modul 1 — ELECTRICITATE FUNDAMENTALĂ
circuite în serie, circuite în paralel, distribuția tensiunii, distribuția curentului
Începe LecțiaPe placa de bază a unui Nintendo Switch, unele componente sunt conectate una după alta pe același traseu — în serie. Altele sunt conectate în paralel, fiecare cu propria cale către sursă. Modul în care componentele sunt aranjate schimbă complet distribuția curentului și a tensiunii. Un condensator greșit plasat în serie în loc de paralel poate transforma un circuit funcțional într-un eșec total.
Această lecție acoperă cele două configurații fundamentale de circuit: circuitele în serie — unde curentul este identic prin toate componentele, și circuitele în paralel — unde tensiunea este identică pe toate ramurile. Vom analiza distribuția tensiunii în serie, distribuția curentului în paralel și regulile de calcul al rezistenței echivalente în fiecare configurație.
Scopul nu este memorarea formulelor de rezistență echivalentă, ci înțelegerea de ce condensatoarele de decuplare sunt conectate în paralel pe fiecare rail, de ce rezistoarele de feedback sunt în serie și cum fiecare decizie de design pe un PCB de consolă se reduce la serie vs. paralel.
$$I = I_{1} = I_{2} = \ldots = I_{n}$$
Curentul este același prin toate elementele.
$$V = \Sigma V_{i} = I \times \Sigma R_{i}$$
Tensiunea total = suma căderilor de tensiune individuale (voltage drops).
$$R_{\text{total}} = R_{1} + R_{2} + R_{3} + \ldots + R_{n}$$
Rezistența totală = suma rezistențelor individuale.
$$1/C_{\text{total}} = 1/C_{1} + 1/C_{2} + \ldots + 1/C_{n}$$
Capacitatea totală = reciproca sumei reciprocelor capacităților individuale.
(Invers față de rezistoare!)
$$L_{\text{total}} = L_{1} + L_{2} + \ldots + L_{n}$$
Inductanța totală = suma inductanțelor individuale.
(La fel ca rezistoarele.)
Ex: baterie auto 12V = 6 celule × 2V.
$$V = V_{1} = V_{2} = \ldots = V_{n}$$
Tensiunea este aceeași pe toate elementele.
$$I = \Sigma I_{i} = V \times \Sigma (1/R_{i})$$
Curentul total = suma curenților individuali (legea lui Kirchhoff pentru curent – KCL).
$$1/R_{\text{total}} = 1/R_{1} + 1/R_{2} + \ldots + 1/R_{n}$$
Rezistența totală < cea mai mică rezistență individuală.
Caz special 2 rezistoare: R_total = (R₁ × R₂) / (R₁ + R₂) – „product over sum"
N rezistoare egale R': R_total = R'/N.
$$I_{1}/I_{2} = R_{2}/R_{1}$$
Componentele împart curentul invers proporțional cu rezistențele lor.
$$C_{\text{total}} = C_{1} + C_{2} + \ldots + C_{n}$$
Capacitatea totală = suma capacităților individuale.
(Invers față de rezistoare! La fel ca rezistoarele în serie.)
$$1/L_{\text{total}} = 1/L_{1} + 1/L_{2} + \ldots + 1/L_{n}$$
(La fel ca rezistoarele în paralel.)
Conceptele din această lecție — Serie și paralel — reprezintă fundamentul fizic al tehnologiei digitale utilizate în consolele moderne.
Problemele frecvente asociate cu această temă vor fi detaliate pe măsură ce cursul avansează.
Care afirmație este corectă despre: Componente conectate în serie?
d) — conectate de-a lungul unui singur „traseu electric", fiecare componentă are același curent prin ea, egal cu curentul prin rețea
Care afirmație este corectă despre: Serie?
a) — curentul trece prin toate becurile la rând; cădere de tensiune = 3V pe fiecare bec (12V / 4); posibil insuficient pentru iluminare
Care afirmație este corectă despre: a) Curent?
a) — I = I₁ = I₂ = ... = Iₙ
Care afirmație este corectă despre: b) Tensiune?
d) — Tensiunea total = suma căderilor de tensiune individuale (voltage drops).
Care afirmație este corectă despre: c) Rezistență totală?
c) — R_total = R₁ + R₂ + R₃ + ... + Rₙ
Scenariu: Analizezi un sistem hardware care utilizează conceptul de circuite în serie. Pe baza cunoștințelor din această lecție, răspunde la următoarele întrebări:
1. Componente conectate în serie: conectate de-a lungul unui singur „traseu electric", fiecare componentă are același curent prin ea, egal cu curentul prin rețea
2. Serie: curentul trece prin toate becurile la rând; cădere de tensiune = 3V pe fiecare bec (12V / 4); posibil insuficient pentru iluminare
3. I = I₁ = I₂ = ... = Iₙ
Diferența dintre curentul alternativ (AC) și curentul continuu (DC), explicată vizual cu aplicații din lumea reală.