Fizyka dla dzieci

Rezystory szeregowo i równolegle

Rezystory szeregowe

Kiedy rezystory są połączone koniec do końca w obwodzie (jak pokazano na rysunku poniżej) mówi się, że są w "szeregu". Aby znaleźć całkowitą rezystancję rezystorów w szeregu wystarczy dodać wartość każdego rezystora. W poniższym przykładzie całkowita rezystancja wynosiłaby R1 + R2.

Oto kolejny przykład szeregowego połączenia kilku oporników. Łączna wartość oporów w poprzek napięcia V wynosi R1 + R2 + R3 + R4 + R5.

Przykładowy problem:

Korzystając z poniższego schematu obwodu, rozwiąż wartość brakującego oporu R.

Odpowiedź:

Najpierw obliczymy opór zastępczy całego obwodu. Z prawa Ohma wiemy, że opór = napięcie/prąd, zatem

Rezystancja = 50V/2amps

Opór = 25

Możemy również obliczyć rezystancję sumując oporniki połączone szeregowo:

Opór = 5 + 3 + 4 + 7 + R

Opór = 19 + R

Teraz wstawiamy 25 dla oporu i otrzymujemy

25 = 19 + R

R = 6 ohm

Rezystory równoległe

Rezystory równoległe to rezystory, które w obwodzie elektrycznym są połączone naprzeciwko siebie. Zobacz poniższy rysunek. Na tym rysunku R1, R2 i R3 są połączone równolegle do siebie.

Kiedy obliczaliśmy opór szeregowy, sumowaliśmy opór każdego opornika, aby uzyskać wartość. Ma to sens, ponieważ prąd napięcia przez oporniki będzie płynął równomiernie przez każdy z nich. Kiedy oporniki są równoległe, tak nie jest. Część prądu będzie płynęła przez R1, część przez R2, a część przez R3. Każdy opornik zapewnia dodatkową ścieżkę dlaprąd, który ma się przemieszczać.

W celu obliczenia całkowitego oporu "R" w poprzek napięcia V korzystamy z następującego wzoru:

Widać, że odwrotność oporu całkowitego jest sumą odwrotności każdego oporu równolegle.

Przykładowy problem:

Jaki jest całkowity opór "R" w poprzek napięcia V w poniższym obwodzie?

Odpowiedź:

Ponieważ te oporniki są równoległe, wiemy z powyższego równania, że

1/R = ¼ + 1/5 + 1/20

1/R = 5/20 + 4/20 + 1/20

1/R = 10/20 = ½

R = 2 Ohm

Zauważ, że opór całkowity jest mniejszy niż którykolwiek z równoległych oporników. Tak będzie zawsze. Opór zastępczy zawsze będzie mniejszy niż najmniejszy opornik równoległy.

Szeregowe i równoległe

Co robisz, gdy masz obwód z opornikami zarówno równoległymi, jak i szeregowymi?

Pomysł na rozwiązanie tego typu obwodów polega na podzieleniu mniejszych części obwodu na sekcje szeregowe i równoległe. Najpierw wykonaj wszystkie sekcje, które mają tylko rezystory szeregowe. Następnie zastąp je równoważnymi rezystorami. Następnie rozwiąż sekcje równoległe. Teraz zastąp je równoważnymi rezystorami. Kontynuuj te kroki, aż dojdziesz do rozwiązania.

Przykładowy problem:

Rozwiąż dla oporu zastępczego przez napięcie V w poniższym obwodzie elektrycznym:

Najpierw zsumujemy dwa szeregowe rezystory po prawej (1 + 5 = 6) i po lewej (3 + 7 = 10). Teraz mamy zredukowany obwód.

Widzimy po prawej stronie, że całkowity opór 6 i opór 12 są teraz równoległe. Możemy rozwiązać dla tych równoległych oporników, aby uzyskać równoważny opór 4.

1/R = 1/6 + 1/12

1/R = 2/12 + 1/12

1/R = 3/12 = ¼

R = 4

Nowy schemat układu przedstawiony jest poniżej.

Z tego obwodu rozwiązujemy oporniki szeregowe 4 i 11, aby otrzymać 4 + 11 = 15. Teraz mamy dwa oporniki równoległe, 15 i 10.

1/R = 1/15 + 1/10

1/R = 2/30 + 3/30

1/R = 5/30 = 1/6

R = 6

Opór zastępczy przez V wynosi 6 omów.

Działalność

Weź udział w dziesięciopytaniowym quizie dotyczącym tej strony.

Więcej tematów związanych z elektrycznością

Wstęp do elektryczności

Obwody elektryczne

Prąd elektryczny

Prawo Ohma

Rezystory, kondensatory i cewki indukcyjne

Rezystory szeregowo i równolegle

Przewodniki i izolatory

Elektronika cyfrowa

Pozostała energia elektryczna

Podstawy elektryczności

Komunikacja elektroniczna

Zastosowania energii elektrycznej

Elektryczność w przyrodzie

Elektryczność statyczna

Magnetyzm

Silniki elektryczne

Słowniczek pojęć związanych z elektrycznością

Nauka>> Fizyka dla dzieci