Jak vypočítat sériové a paralelní zapojení dohromady. Jak zjistit odpor sériových a paralelních obvodů

Při řešení problémů je zvykem přetvořit obvod tak, aby byl co nejjednodušší. Za tímto účelem podejte žádost ekvivalentní transformace. Ekvivalentními přeměnami se nazývají takové přeměny části obvodu elektrického obvodu, při kterých zůstávají proudy a napětí v jeho nepřeměněné části nezměněny.

Existují čtyři hlavní typy připojení vodičů: sériové, paralelní, smíšené a můstkové.

sériové připojení

sériové připojení- jedná se o zapojení, ve kterém je síla proudu v celém obvodu stejná. Ukázkový příklad sériové připojení je stará girlanda na vánoční stromeček. Tam jsou žárovky zapojeny do série, jedna po druhé. Nyní si představte, že jedna žárovka vyhořela, obvod je přerušený a zbytek žárovek zhasne. Selhání jednoho prvku vede k vypnutí všech ostatních, to je značná nevýhoda sériového zapojení.

Při sériovém zapojení se odpory prvků sečtou.

Paralelní připojení

Paralelní připojení- jedná se o zapojení, ve kterém je napětí na koncích části obvodu stejné. Paralelní zapojení je nejčastější především proto, že všechny prvky jsou pod stejným napětím, proud je rozložen jinak a když jeden z prvků odejde, všechny ostatní pokračují v práci.

Při paralelním zapojení je ekvivalentní odpor:

V případě dvou paralelně zapojených rezistorů

V případě tří paralelně zapojených rezistorů:

smíšené připojení

smíšené připojení– připojení, které je kombinací sériového a paralelního připojení. Chcete-li najít ekvivalentní odpor, musíte obvod „složit“ střídáním transformace paralelních a sériových částí obvodu.

Nejprve najdeme ekvivalentní odpor pro paralelní část obvodu a poté k němu přidáme zbývající odpor R 3. Mělo by být zřejmé, že po převodu jsou ekvivalentní odpor R1R2 a rezistor R3 zapojeny do série.

Zbývá tedy nejzajímavější a nejobtížnější spojení vodičů.

Mostový okruh

Schéma zapojení mostu je znázorněno na obrázku níže.

Aby se zhroutil mostový obvod, jeden z trojúhelníků mostu je nahrazen ekvivalentní hvězdou.

A najdou odpory R 1, R 2 a R 3.

Jednotlivé vodiče elektrického obvodu lze zapojit do série, paralelně i smíšeně. V tomto případě jsou hlavními typy připojení sériové a paralelní připojení vodičů a smíšené připojení je jejich kombinací.

Sériové zapojení vodičů je takové zapojení, kdy je konec prvního vodiče připojen k začátku druhého, konec druhého vodiče je připojen k začátku třetího atd. (obrázek 1).

Obrázek 1. Schéma sériového zapojení vodičů

Celkový odpor obvodu sestávajícího z několika sériově zapojených vodičů se rovná součtu odporů jednotlivých vodičů:

r = r 1 + r 2 + r 3 + … + rn.

Aktuální zapnuto samostatné sekce sériový obvod je všude stejný:

já 1 = já 2 = já 3 = já.

Video 1. Sériové zapojení vodičů

Příklad 1. Obrázek 2 ukazuje elektrický obvod, skládající se ze tří rezistorů zapojených do série r 1 = 2 ohmy, r 2 = 3 ohmy, r 3 = 5 ohmů. Je nutné určit hodnoty voltmetrů PROTI 1 , PROTI 2 , PROTI 3 a PROTI 4, pokud je proud v obvodu 4 A.

Odpor celého obvodu

r = r 1 + r 2 + r 3 \u003d 2 + 3 + 5 \u003d 10 ohmů.

Obrázek 2. Schéma měření napětí v jednotlivých úsecích elektrického obvodu

V odporu r 1, když protéká proud, dojde k poklesu napětí:

U 1 = já × r 1=4×2=8V.

Voltmetr PROTI 1 zařazen mezi body A A b, ukáže 8 V.

V odporu r 2 dochází také k poklesu napětí:

U 2 = já × r 2 = 4 × 3 = 12 V.

Voltmetr PROTI 2 zařazen mezi body PROTI A G, ukáže 12 V.

Pokles napětí v odporu r 3:

U 3 = já × r 3 = 4 × 5 = 20 V.

Voltmetr PROTI 3 mezi tečkami d A E, ukáže 20 V.

Pokud je voltmetr připojen jedním koncem k bodu A, druhý konec k věci G, pak ukáže potenciální rozdíl mezi těmito body, rovný součtu úbytků napětí v odporech r 1 a r 2 (8 + 12 = 20 V).

Takže voltmetr PROTI, měřící napětí na svorkách obvodu a připojené mezi body A A E, ukáže potenciální rozdíl mezi těmito body nebo součet úbytků napětí v odporech r 1 , r 2 a r 3 .

To ukazuje, že součet úbytků napětí v jednotlivých úsecích elektrického obvodu je roven napětí na svorkách obvodu.

Protože při sériovém zapojení je proud obvodu stejný ve všech úsecích, je úbytek napětí úměrný odporu této sekce.

Příklad 2 Tři odpory 10, 15 a 20 ohmů jsou zapojeny do série, jak je znázorněno na obrázku 3. Proud v obvodu je 5 A. Určete úbytek napětí na každém odporu.

U 1 = já × r 1 = 5 × 10 = 50 V,
U 2 = já × r 2 = 5 × 15 = 75 V,
U 3 = já × r 3 = 5 × 20 = 100 V.

Obrázek 3. Příklad 2

Celkové napětí obvodu se rovná součtu úbytků napětí v jednotlivých úsecích obvodu:

U = U 1 + U 2 + U 3 = 50 + 75 + 100 = 225 V.

Paralelní připojení vodičů

Paralelní spojení vodičů je takové spojení, kdy jsou začátky všech vodičů připojeny k jednomu bodu a konce vodičů k jinému bodu (obrázek 4). Začátek obvodu je připojen k jednomu pólu zdroje napětí a konec obvodu je připojen k druhému pólu.

Obrázek ukazuje, že když jsou vodiče zapojeny paralelně, existuje několik způsobů průchodu proudu. Proud tekoucí do odbočovacího bodu A, šíří se dále přes tři odpory a rovná se součtu proudů opouštějících tento bod:

já = já 1 + já 2 + já 3 .

Pokud jsou proudy přicházející do bodu větvení považovány za kladné a vycházející proudy jsou záporné, pak pro bod větvení můžeme napsat:

to znamená, že algebraický součet proudů pro jakýkoli uzlový bod obvodu je vždy nulový. Tento vztah, který spojuje proudy v libovolném bodě větvení obvodu, se nazývá První Kirchhoffův zákon. Definice prvního Kirchhoffova zákona může znít i v jiné formulaci, totiž: součet proudů tekoucích do uzlu elektrického obvodu je roven součtu proudů tekoucích z tohoto uzlu.

Video 2. Kirchhoffův první zákon

Obvykle při výpočtu elektrických obvodů není směr proudů ve větvích připojených k jakémukoli bodu větvení znám. Proto, aby bylo možné zaznamenat rovnici prvního Kirchhoffova zákona, je nutné před zahájením výpočtu obvodu libovolně zvolit tzv. kladné směry proudů ve všech jeho větvích a označit je ve schématu šipkami. .

Pomocí Ohmova zákona můžete odvodit vzorec pro výpočet celkového odporu při paralelním zapojení spotřebičů.

Celkový proud přichází k bodu A, je rovný:

Proudy v každé z větví mají následující hodnoty:

Podle vzorce prvního Kirchhoffova zákona

já = já 1 + já 2 + já 3

Nosit ven U na pravé straně rovnice mimo závorky dostaneme:

Snížení obou stran rovnosti o U, dostaneme vzorec pro výpočet celkové vodivosti:

g \u003d g 1 + g 2 + g 3.

Při paralelním zapojení se tedy nezvyšuje odpor, ale vodivost.

Příklad 3 Určete celkový odpor tří paralelně zapojených rezistorů, jestliže r 1 = 2 ohmy, r 2 = 3 ohmy, r 3 = 4 ohmy.

Příklad 4 V síti je paralelně zapojeno pět odporů 20, 30, 15, 40 a 60 ohmů. Určete celkový odpor:

Je třeba poznamenat, že při výpočtu celkového odporu větvení se vždy ukáže, že je menší než nejmenší odpor zahrnutý do větvení.

Pokud jsou odpory zapojené paralelně navzájem stejné, pak celkový odpor r obvodu se rovná odporu jedné větve r 1 děleno počtem poboček n:

Příklad 5 Určete celkový odpor čtyř paralelně zapojených odporů po 20 ohmech:

Pro kontrolu zkusme najít odpor větvení pomocí vzorce:

Jak vidíte, odpověď je stejná.

Příklad 6 Nechť je třeba určit proudy v každé větvi s jejich paralelním zapojením, jak je znázorněno na obrázku 5, A.

Najděte celkový odpor obvodu:

Nyní můžeme všechny větve zjednodušeně znázornit jako jeden odpor (obrázek 5, b).

Pokles napětí v úseku mezi body A A B vůle:

U = já × r= 22 × 1,09 = 24 V.

Vrátíme-li se znovu k obrázku 5, vidíme, že všechny tři odpory budou pod napětím 24 V, protože jsou zapojeny mezi body A A B.

S ohledem na první větev s odporem r 1 vidíme, že napětí v této sekci je 24 V, odpor sekce je 2 ohmy. Podle Ohmova zákona pro část obvodu bude proud v této části:

Proud druhé větve

Proud třetí větve

Zkontrolujme podle prvního Kirchhoffova zákona

Dobrý den všem. V minulém článku jsem se zabýval ve vztahu k elektrickým obvodům obsahujícím zdroje energie. Ale v srdci analýzy a designu elektronické obvody spolu s Ohmovým zákonem také leží zákony rovnováhy, nazývané první Kirchhoffův zákon, a napěťová rovnováha v úsecích obvodu, nazývaná druhý Kirchhoffův zákon, kterým se budeme věnovat v tomto článku. Nejprve ale zjistíme, jak jsou energetické přijímače vzájemně propojeny a jaké jsou vztahy mezi proudy, napětími a.

Přijímače elektrická energie lze spojit se třemi různé způsoby: sériově, paralelně nebo smíšeně (v sérii - paralelně). Nejprve zvažte sériovým způsobem připojení, ve kterém je konec jednoho přijímače připojen k začátku druhého přijímače a konec druhého přijímače je připojen k začátku třetího atd. Níže uvedený obrázek ukazuje sériové zapojení energetických přijímačů s jejich připojením ke zdroji energie.

Příklad sériového zapojení energetických přijímačů.

V tento případ obvod se skládá ze tří sériových přijímačů energie s odporem R1, R2, R3 připojených ke zdroji energie s U. Protéká obvodem elektřina síla I, to znamená, že napětí na každém odporu se bude rovnat součinu proudu a odporu

Pokles napětí na sériově zapojených odporech je tedy úměrný hodnotám těchto odporů.

Z výše uvedeného vyplývá pravidlo ekvivalentního sériového odporu, které říká, že sériově zapojené odpory mohou být reprezentovány jako ekvivalentní sériový odpor jehož hodnota je rovna součtu sériově zapojených odporů. Tato závislost je reprezentována následujícími vztahy

kde R je ekvivalentní sériový odpor.

Aplikace sériového připojení

Hlavním účelem sériového zapojení energetických přijímačů je poskytnout požadované napětí menší, než je napětí zdroje energie. Jednou z takových aplikací je dělič napětí a potenciometr.

Dělič napětí (vlevo) a potenciometr (vpravo).

Jako děliče napětí se používají sériově zapojené odpory, v tomto případě R1 a R2, které rozdělují napětí zdroje energie na dvě části U1 a U2. Napětí U1 a U2 lze použít k provozu různých přijímačů energie.

Poměrně často se používá nastavitelný dělič napětí, který se používá jako proměnný rezistor R. Celkový odpor, který je pomocí pohyblivého kontaktu rozdělen na dvě části a tím i napětí U2 na přijímači energie lze plynule měnit.

Dalším způsobem připojení přijímačů elektrické energie je paralelní zapojení, které se vyznačuje tím, že několik přijímačů energie je připojeno ke stejným uzlům elektrického obvodu. Příklad takového zapojení je na obrázku níže.

Příklad paralelního zapojení energetických přijímačů.

Elektrický obvod na obrázku se skládá ze tří paralelních větví se zatěžovacími odpory R1, R2 a R3. Obvod je připojen ke zdroji energie o napětí U, obvodem prochází elektrický proud o síle I. Každou větví tedy protéká proud rovný poměru napětí k odporu každé větve.

Protože všechny větve obvodu jsou pod stejným napětím U, jsou proudy přijímačů energie nepřímo úměrné odporům těchto přijímačů, a proto lze paralelně zapojené přijímače energie vidět s jedním přijímačem energie s odpovídajícím ekvivalentním odporem, podle následujících výrazů

Při paralelním zapojení je tedy ekvivalentní odpor vždy menší než nejmenší z paralelně zapojených odporů.

Smíšené připojení energetických přijímačů

Nejrozšířenější je smíšené zapojení přijímačů elektrické energie. Toto zapojení je kombinací sériově a paralelně zapojených prvků. Obecný vzorec pro výpočet tohoto typu připojení neexistuje, proto je v každém jednotlivém případě nutné vybrat úseky obvodu, kde je pouze jeden typ připojení přijímače - sériové nebo paralelní. Poté pomocí vzorců ekvivalentního odporu postupně zjednodušujte data osudu a nakonec je přiveďte do nejjednodušší podoby s jedním odporem, přičemž vypočítejte proudy a napětí podle Ohmova zákona. Níže uvedený obrázek ukazuje příklad smíšeného zapojení energetických přijímačů

Příklad smíšeného zapojení energetických přijímačů.

Jako příklad vypočítáme proudy a napětí ve všech částech obvodu. Nejprve určíme ekvivalentní odpor obvodu. Vyjmenujme dvě sekce s paralelním zapojením energetických přijímačů. Jsou to R1||R2 a R3||R4||R5. Pak bude jejich ekvivalentní odpor

V důsledku toho jsme získali obvod dvou sériových energetických přijímačů R 12 R 345 ekvivalentního odporu a proud, který jimi protéká, bude

Pak bude pokles napětí na sekcích

Pak budou proudy protékající každým přijímačem energie

Jak jsem již uvedl, Kirchhoffovy zákony spolu s Ohmovým zákonem jsou hlavními při rozborech a výpočtech elektrických obvodů. Ohmův zákon byl podrobně rozebrán ve dvou předchozích článcích, nyní jsou na řadě Kirchhoffovy zákony. Jsou pouze dva, první popisuje poměr proudů v elektrických obvodech a druhý popisuje poměr EMF a napětí v obvodu. Začněme tím prvním.

První Kirchhoffův zákon říká, že algebraický součet proudů v uzlu je nulový. To je popsáno následujícím výrazem

kde ∑ označuje algebraický součet.

Slovo "algebraický" znamená, že proudy musí být brány v úvahu s ohledem na znaménko, tedy směr přítoku. Všem proudům, které tečou do uzlu, je tedy přiřazeno kladné znaménko a těm, které z uzlu vytékají, je přiřazeno záporné znaménko. Obrázek níže ilustruje první Kirchhoffův zákon

Zobrazení prvního Kirchhoffova zákona.

Obrázek ukazuje uzel, do kterého proud teče ze strany odporu R1 a proud teče ze strany odporů R2, R3, R4, pak bude proudová rovnice pro tuto část obvodu vypadat takto

První Kirchhoffův zákon platí nejen pro uzly, ale pro jakýkoli obvod nebo část elektrického obvodu. Například když jsem mluvil o paralelním zapojení výkonových přijímačů, kde se součet proudů přes R1, R2 a R3 rovná protékajícímu proudu I.

Jak bylo uvedeno výše, druhý Kirchhoffův zákon určuje vztah mezi EMF a napětími v uzavřeném obvodu a je následující: algebraický součet EMF v libovolném obvodu obvodu se rovná algebraickému součtu úbytků napětí na prvcích tohoto obvodu. Druhý Kirchhoffův zákon je definován následujícím výrazem

Jako příklad uvažujme následující obvod obsahující nějaký obvod

Diagram znázorňující druhý Kirchhoffův zákon.

Nejprve se musíte rozhodnout o směru obcházení obrysu. V zásadě si můžete vybrat jak po směru, tak proti směru hodinových ručiček. Zvolím první možnost, to znamená, že prvky budou uvažovány v následujícím pořadí E1R1R2R3E2, takže rovnice podle druhého Kirchhoffova zákona bude vypadat takto

Druhý Kirchhoffův zákon platí pro více než jen obvody. stejnosměrný proud, ale i do řetězců střídavý proud a nelineární obvody.
V příštím článku se podívám na hlavní způsoby výpočtu složitých obvodů pomocí Ohmova zákona a Kirchhoffových zákonů.

Teorie je dobrá, ale praktická aplikace jsou to jen slova.

Jak připojit několik lamp v domečku pro panenky

Když přemýšlíte o tom, jak udělat osvětlení v domečku pro panenky nebo pokojovém boxu, kde není jedna, ale několik lamp, vyvstává otázka, jak je propojit, propojit. Existují dva typy připojení: sériové a paralelní, o kterých slýcháme už od školy. Budeme je zvažovat v tomto článku.

Pokusím se to zjednodušit srozumitelným jazykem aby bylo vše jasné i těm nejhumanitářům, kteří nejsou obeznámeni s elektrickými spletitostmi.

Poznámka: v tomto článku budeme uvažovat pouze obvod s žárovkami. LED osvětlení je složitější a bude se mu věnovat v jiném článku.

Pro pochopení bude ke každému obvodu připojen výkres a vedle výkresu schéma elektrického zapojení.
Nejprve zvažte konvence na elektrických schématech.

Jak již bylo zmíněno, existují dva hlavní typy připojení: sériové a paralelní. Existuje také třetí, smíšený: sériově paralelní, kombinující oba. Začněme sekvenčním, jednodušším.

Sériové připojení

Vypadá to takhle.

Žárovky jsou uspořádány jedna po druhé, jako při kulatém tanci, který se drží za ruce. Podle tohoto principu byly vyrobeny staré sovětské girlandy.

Výhody- snadné připojení.
Nedostatky- pokud se spálí alespoň jedna žárovka, pak nebude fungovat celý obvod.

Bude nutné protřídit, zkontrolovat každou žárovku, abyste našli tu vadnou. To může být únavné, když ve velkém počtužárovky. Také žárovky musí být stejného typu: napětí, výkon.

Při tomto typu zapojení se napětí žárovek sčítá. Napětí je označeno písmenem U, měřeno ve voltech PROTI. Napětí zdroje se musí rovnat součtu napětí všech žárovek v obvodu.

Příklad #1: Chcete zapojit 3 1,5V žárovky do sériového obvodu. Napájecí napětí potřebné pro provoz takového obvodu je 1,5 + 1,5 + 1,5 \u003d 4,5 V.

Obyčejný AA baterie napětí 1,5V. Abyste z nich dostali napětí 4,5V, je také potřeba je zapojit do sériového obvodu, jejich napětí se budou sčítat.
Přečtěte si více o tom, jak vybrat zdroj energie v tomto článku.

Příklad č. 2: chcete připojit 6V žárovku ke zdroji 12V. 6+6=12v. Můžete připojit 2 tyto žárovky.

Příklad č. 3: chcete zapojit 2 3V žárovky do obvodu. 3+3=6V. Je vyžadován 6V napájecí zdroj.

Abych to shrnul: sériové zapojení je snadné na výrobu, potřebujete žárovky stejného typu. Nevýhody: pokud jedna žárovka selže, nesvítí všechny. Okruh můžete zapnout a vypnout pouze jako celek.

Na základě toho je vhodné zapojit do série ne více než 2-3 žárovky pro osvětlení domečku pro panenky. Například v podprsence. Chcete-li se připojit velké množstvížárovky, musíte použít jiný typ zapojení - paralelní.

Přečtěte si také související články:

• Přehled miniaturních žárovek
• Diody nebo žárovky

Paralelní zapojení žárovek

Takto vypadá paralelní zapojení žárovek.

V tomto typu zapojení mají všechny žárovky a napájecí zdroj stejné napětí. To znamená, že u zdroje 12V musí mít každá ze žárovek také napětí 12V. A počet žárovek může být různý. A pokud máte například 6V žárovky, musíte vzít 6V zdroj.

Když jedna žárovka selže, ostatní pokračují v hoření.

Žárovky lze rozsvítit nezávisle na sobě. K tomu musí každý umístit svůj vlastní přepínač.

Podle tohoto principu jsou v našich městských bytech zapojeny elektrické spotřebiče. Všechna zařízení mají stejné napětí 220V, lze je zapínat a vypínat nezávisle na sobě, výkon elektrospotřebičů může být různý.

Závěr: se spoustou lampiček v domečku pro panenky je optimální paralelní zapojení, i když je o něco složitější než sériové.

Zvažte jiný typ připojení, který kombinuje sériové a paralelní připojení.

Kombinované připojení

Příklad kombinovaného zapojení.

Tři sériové obvody zapojené paralelně

A tady je další možnost:

Tři paralelní obvody zapojené do série.

Sekce takového obvodu zapojené do série se chovají jako sériové zapojení. A paralelní sekce jsou jako paralelní spojení.

Příklad

Při takovém schématu vyhoření jedné žárovky vyřadí z provozu celou sekci zapojenou do série a další dva sériové obvody zůstanou funkční.

V souladu s tím lze sekce zapínat a vypínat nezávisle na sobě. K tomu musí mít každý sériový obvod svůj vlastní spínač.

Ale nemůžete rozsvítit jedinou žárovku.

Při paralelním sériovém zapojení, pokud jedna žárovka selže, obvod se bude chovat takto:

A v případě porušení v sekvenční sekci, jako je tato:

Příklad:

Je zde zapojeno 6 žárovek 3V ve 3 sériových obvodech po 2 žárovkách. Obvody jsou zase zapojeny paralelně. Rozdělíme jej na 3 po sobě jdoucí úseky a tento úsek vypočítáme.

V sériové části se napětí žárovek sčítají, 3v + 3V = 6V. Každý sériový obvod má napětí 6V. Jelikož jsou obvody zapojeny paralelně, jejich napětí se nesčítá, což znamená, že potřebujeme 6V zdroj.

Příklad

Máme 6 žárovek 6V. Žárovky jsou zapojeny po 3 kusech v paralelním obvodu a obvody jsou zase zapojeny do série. Systém rozdělíme na tři paralelní okruhy.

V jednom paralelním obvodu je napětí pro každou žárovku 6V, jelikož se napětí nesčítá, pak má celý obvod napětí 6V. A samotné obvody jsou již zapojeny do série a jejich napětí se již sčítají. Ukazuje se 6V + 6V = 12V. Potřebujete tedy 12V zdroj.

Příklad

U domečků pro panenky můžete použít takové smíšené spojení.

Předpokládejme, že v každé místnosti je jedna lampa, všechny lampy jsou zapojeny paralelně. Ale v samotných lampách jiná částkažárovky: ve dvou - po jedné žárovce je dvouramenné svítidlo ze dvou žárovek a tříramenný lustr. V lustru a nástěnném svítidle jsou žárovky zapojeny do série.

Každá lampa má svůj vypínač. Napájecí napětí 12V. Jednotlivé paralelně zapojené žárovky musí mít napětí 12V. A u těch, které jsou zapojeny do série, se napětí přidá k části obvodu
. Podle toho pro nástěnnou část dvou žárovek 12V (celkové napětí) děleno 2 (počet žárovek) dostaneme 6V (napětí jedné žárovky).
Pro lustrovou sekci 12V:3=4V (napětí jedné lustrové žárovky).
Více než tři žárovky v jedné lampě by neměly být zapojeny do série.

Nyní jste se naučili všechny triky připojování žárovek různé způsoby. A myslím, že nebude těžké vyrobit osvětlení v domečku pro panenky s mnoha žárovkami, ať už je to jakkoli složité. Pokud je pro vás obtížné něco jiného, ​​přečtěte si článek o nejjednodušším způsobu, jak udělat světlo v domečku pro panenky, nejvíce základní principy. Hodně štěstí!

V předchozím abstraktu bylo zjištěno, že síla proudu ve vodiči závisí na napětí na jeho koncích. Pokud se v experimentu změní vodiče, přičemž napětí na nich zůstane nezměněno, pak lze ukázat, že kdy konstantní napětí Na koncích vodiče je proud nepřímo úměrný jeho odporu. Spojením závislosti síly proudu na napětí a jeho závislosti na odporu vodiče můžeme napsat: I = U/R . Tento zákon, stanovený experimentálně, se nazývá Ohmův zákon(pro část řetězu).

Ohmův zákon pro část obvodu: síla proudu ve vodiči je přímo úměrná napětí aplikovanému na jeho konce a nepřímo úměrná odporu vodiče. Za prvé, zákon vždy platí pro pevné a tekuté kovové vodiče. A také pro některé další látky (obvykle pevné nebo kapalné).

Spotřebiče elektrické energie (žárovky, rezistory atd.) mohou být vzájemně propojeny v elektrickém obvodu různými způsoby. Dva hlavní typy připojení vodičů : sériové a paralelní. A existují také dvě další spojení, která jsou vzácná: smíšená a přemostěná.

Sériové zapojení vodičů

Při zapojování vodičů do série se konec jednoho vodiče spojí se začátkem druhého vodiče a jeho konec se začátkem třetího atd. Například zapojení elektrických žárovek do girlandy na vánoční stromeček. Když jsou vodiče zapojeny do série, proud prochází všemi žárovkami. V tomto případě stejný náboj projde průřezem každého vodiče za jednotku času. To znamená, že náboj se nehromadí v žádné části vodiče.

Proto při zapojování vodičů do série proud v kterékoli části obvodu je stejný:Já 1 = I 2 = já .

Celkový odpor sériově zapojených vodičů se rovná součtu jejich odporů: R1 + R2 = R . Protože když jsou vodiče zapojeny do série, jejich celková délka se zvětšuje. Je větší než délka každého jednotlivého vodiče a odpor vodičů se odpovídajícím způsobem zvyšuje.

Podle Ohmova zákona je napětí na každém vodiči: U 1 = já* R1 ,U 2 \u003d I * R 2 . V tomto případě je celkový stres U=I( R1+ R2) . Protože proudová síla ve všech vodičích je stejná a celkový odpor se rovná součtu odporů vodičů, pak celkové napětí na sériově zapojených vodičích se rovná součtu napětí na každém vodiči: U \u003d U 1 + U 2 .

Z výše uvedených rovností vyplývá, že sériové zapojení vodičů se používá, pokud je napětí, na které jsou spotřebiče elektrické energie navrženy, menší než celkové napětí v obvodu.

Pro sériové zapojení vodičů platí zákony :

1) proudová síla ve všech vodičích je stejná; 2) napětí na celém zapojení se rovná součtu napětí na jednotlivých vodičích; 3) odpor celého zapojení je roven součtu odporů jednotlivých vodičů.

Paralelní připojení vodičů

Příklad paralelní připojení vodiče slouží jako přípojka pro spotřebitele elektrické energie v bytě. Paralelně se tedy zapínají žárovky, varná konvice, žehlička atd.

Při paralelním zapojení vodičů jsou všechny vodiče na jednom konci připojeny k jednomu bodu v obvodu. A druhý konec do jiného bodu v řetězu. Voltmetr připojený k těmto bodům ukáže napětí jak na vodiči 1, tak na vodiči 2. V tomto případě je napětí na koncích všech paralelně zapojených vodičů stejné: U 1 = U 2 = U .

Když jsou vodiče zapojeny paralelně, elektrický obvod se rozvětvuje. Proto část celkového náboje prochází jedním vodičem a část - druhým. Proto, když jsou vodiče zapojeny paralelně, je proudová síla v nerozvětvené části obvodu rovna součtu proudové síly v jednotlivých vodičích: já= Já 1+ já 2 .

Podle Ohmova zákona I \u003d U / R, I 1 \u003d U 1 / R 1, I 2 \u003d U 2 / R 2 . Z toho vyplývá: U / R \u003d U 1 / R 1 + U 2 / R 2, U \u003d U 1 \u003d U 2, 1/R = 1/R1 + 1/R 2 Převrácená hodnota celkového odporu paralelně zapojených vodičů se rovná součtu převrácených hodnot odporu každého vodiče.

Když jsou vodiče zapojeny paralelně, jejich celkový odpor je menší než odpor každého vodiče. Pokud jsou totiž paralelně zapojeny dva vodiče se stejným odporem G, pak jejich celkový odpor je: R = g/2. Je to způsobeno tím, že při paralelním zapojení vodičů se zdá, že se jejich průřezová plocha zvětší. V důsledku toho se odpor snižuje.

Z výše uvedených vzorců je zřejmé, proč jsou spotřebiče elektrické energie zapojeny paralelně. Všechny jsou navrženy pro určité identické napětí, které je v bytech 220 V. Znáte-li odpor každého spotřebitele, můžete vypočítat proudovou sílu v každém z nich. Stejně jako soulad celkové proudové síly s maximální přípustnou proudovou silou.

Pro paralelní připojení vodičů platí zákony:

1) napětí na všech vodičích je stejné; 2) proudová síla na přechodu vodičů je rovna součtu proudů v jednotlivých vodičích; 3) převrácená hodnota odporu celého zapojení je rovna součtu převrácených hodnot odporů jednotlivých vodičů.