Последовательное и параллельное соединение очень широко используется в электронике и электротехнике и порой даже необходимо для правильной работы того или иного узла электроники. И начнем, пожалуй, с самых простых компонентов радиоэлектронных цепей — проводников.
Для начала давайте вспомним, что такое проводник ? Проводник — это вещество или какой-либо материал, который отлично проводит электрический ток . Если какой-либо проводник отлично проводит электрический ток, то он в любом случае обладает каким-либо сопротивлением.
Следовательно, любой проводник представляет из себя резистор с каким-либо сопротивлением. Значит, любой проводник можно нарисовать так.
Последовательное соединение проводников
Сопротивление при последовательном соединении проводников
Последовательное соединение проводников — это когда к одному проводнику мы соединяем другой проводник и так по цепочке. Это и есть последовательное соединение проводников. Их можно соединять с друг другом сколь угодно много.
Чему же будет равняться их общее сопротивление? Оказывается, все просто. Оно будет равняться сумме всех сопротивлений проводников в этой цепи.
Пример
У нас есть 3 проводника, которые соединены последовательно. Сопротивление первого 3 Ома, второго 5 Ом, третьего 2 Ома. Найти их общее сопротивление в цепи.
Решение
R общее =R 1 + R 2 + R 3 = 3+5+2=10 Ом.
То есть, как вы видите, цепочку из 3 резисторов мы просто заменили на один резистор R AB .
Получается
U=U R1 +U R2 +U R3
Мы получили самый простой делитель напряжения .
Вывод: сумма падений напряжений при последовательном соединении равняется напряжению питания .
Сила тока при параллельном соединении проводников
Если с напряжением все понятно, то с силой тока могут быть небольшие затруднения. Как вы помните, при последовательном соединении сила тока через каждый проводник была одинакова. Здесь же совсем наоборот. Через каждый проводник будет течь своя сила тока . Как же ее вычислить? Придется опять прибегать к Закону Ома.
Чтобы опять же было нам проще, давайте рассмотрим все это дело на реальном примере. На рисунке ниже видим параллельное соединение трех резисторов, подключенных к источнику питания U.
Как мы уже знаем, на каждом резисторе одно и то же напряжение U. Но будет ли сила тока такая же, как и во всей цепи? Нет. Поэтому для каждого резистора мы должны вычислить свою силу тока по закону Ома I=U/R. В результате получаем, что
I 1 = U/R 1
I 2 = U/R 2
I 3 = U/R 3
Если бы у нас еще были резисторы, соединенные параллельно, то для них
I n = U/R n
Задача
Вычислить силу тока через каждый резистор и силу тока в цепи, если известно напряжение источника питания и номиналы резисторов.
Решение
Воспользуемся формулами, которые приводили выше.
I 1 = U/R 1
I 2 = U/R 2
I 3 = U/R 3
Если бы у нас еще были резисторы, соединенные параллельно, то для них
I n = U/R n
Следовательно,
I 1 = U/R 1 = 10/2=5 Ампер
I 2 = U/R 2 = 10/5=2 Ампера
I 3 = U/R 3 = 10/10=1 Ампер
чтобы найти силу тока, которая течет в цепи
I=I 1 + I 2 + I 3 = 5+2+1=8 Ампер
2-ой способ найти I
I=U/R общее
Чтобы не париться с вычислениями, есть онлайн калькуляторы. Вот один из них — « калькулятор резисторов «. Я за вас уже все вычислил. Параллельное соединение 3-ех резисторов номиналом в 2, 5, и 10 Ом равняется 1,25 Ом, то есть R общее = 1,25 Ом.
I=U/R общее = 10/1,25=8 Ампер.
Параллельное соединение резисторов в электронике также называется делителем тока, так как резисторы делят ток между собой.
