Електричні ланцюги струму

На сторінці “Закон Ома” було розглянуто найпростіша електрична ланцюг з одним резистором. А як будуть розподілятися струм і напруга, якщо в ланцюзі присутня два резистора?

Послідовна електричний ланцюг
У тому випадку, якщо два резистора слідують в електричному ланцюзі один за іншим, таке їх з’єднання називається послідовним, а сама ланцюг – послідовної.


Як видно з малюнка, в послідовному ланцюзі електричний струм тече спочатку через один резистор, потім, через інший. Таким чином, перш ніж дістатися від одного електричного полюса джерела живлення, до іншого, ток послідовно проходить через обидва резистори. Логічно зрозуміло, що при послідовному з’єднанні двох резисторів їх загальний опір дорівнюватиме арифметичній сумі двох опорів:

R = R1 + R2
Наприклад, якщо джерело живлення генерує напруга в 12 В, при цьому резистори мають номінали: R1 = 100 Ом; R2 = 500 Ом, то в такій послідовній ланцюзі буде протікати струм силою:

I = U / R = 12 / (100 + 500) = 0,02 А
Паралельна електричний ланцюг
Зовсім інакше йтимуть справи в паралельній електричного кола, коли два резистора підключаються таким чином, що електричний струм починає текти відразу по двох ланцюгах, як зображено на малюнку нижче.

Паралельна електричний ланцюг
Перш, ніж далі розбиратися з паралельними ланцюгами, відразу відзначимо важливий момент, який слід дуже добре запам’ятати. В послідовного ланцюга протікає один і той же струм, а в паралельній ланцюга – одне і те ж напруга:

в послідовному ланцюзі I = const;
в паралельній ланцюга U = const.
Це головне принципова відмінність послідовних і паралельних ланцюгів.

Який же струм буде протікати в паралельній ланцюга, зображеної на малюнку вище, при вихідних значеннях напруги і величини опорів, аналогічних, розглянутим для послідовного ланцюга?

Як зрозуміло з малюнка, загальний струм розділиться на дві частини: I = I1 + I2, оскільки I = U / R, то:

I = U1 / R1 + U2 / R2
Оскільки, в паралельних ланцюгах напруга однакова, то U1 = U2, тоді:

I = U1 / R1 + U2 / R2 = U (1 / R1 + 1 / R2)
I / U = (1 / R1 + 1 / R2)
1 / R = 1 / R1 + 1 / R2
Дана формула дозволяє обчислювати загальний опір паралельної ланцюга, що складається з n резисторів: 1 / R = 1 / R1 + 1 / R2 + .. + 1 / Rn.

Для нашого випадку маємо такі цифри:

1 / R = 1/100 + 1/500 = 6/500
R = 500/6 Ом
I = 12 / (500/6) = 72/500 = 0,144 А
Завдання можна вирішити трохи іншим способом, вирахувавши спочатку силу струму для кожної з паралельних ланцюгів, а потім, склавши значення:

I1 = U / R1 = 12/100
I2 = U / R2 = 12/500
I = I1 + I2
I = 12/100 + 12/500 = 72/500 = 0,144 А

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Статичний струм