Główna zawartość
Kurs: Elektrotechnika > Rozdział 2
Lekcja 2: Obwody z opornikami- Oporniki połączone szeregowo
- Oporniki połączone szeregowo
- Oporniki połączone równolegle
- Przekształcenie gwiazda-trójkąt
- Oporniki połączone równolegle
- Przewodność układu oporników połączonych równolegle
- Oporniki połączone szeregowo i równolegle
- Analiza i upraszczanie układów oporników
- Analiza i upraszczanie układów oporników
- Przekształcenie gwiazda-trójkąt
- Dzielnik napięcia
- Dzielnik napięcia
- Analizowanie obwodu z opornikiem i dwoma bateriami
© 2024 Khan AcademyWarunki użytkowaniapolitykę prywatnościInformacja o plikach cookie
Oporniki połączone szeregowo
O opornikach połączonych jeden za drugim mówimy, że są połączone szeregowo. . Opór zastępczy oporników połączonych szeregowo równy jest sumie wartości poszczególnych oporów. Autor: Willy McAllister. Tłumaczenie na język polski: Fundacja Edukacja dla Przyszłości
Mówimy, że elementy obwodu są połączone w szereg wtedy, kiedy ich końce połączone są ze sobą w ten sposób:
Rozważymy teraz własności oporników połączonych w szereg.
Szeregowe łączenie oporników
O łączeniu szeregowym oporników mówimy, gdy są połączone ze sobą jeden za drugim i jednocześnie przewody nie rozgałęziają się na węzłach między nimi.
Na poniższym rysunku, , , and są połączone szeregowo:
Przez szeregowe oporniki płynie ten sam prąd.
Oporniki z poniższego rysunku nie są połączone w szereg. Z węzłów pomiędzy nimi odchodzą kolejne gałęzie prowadzące z dala od oporników. Jeśli przez gałęzie płynie prąd (pomarańczowe strzałki), to przez , , and nie płynie ten sam prąd.
Własności szeregowego połączenia oporników
Rozważmy obwód z opornikami połączonymi szeregowo:
Źródło napięciowe jest połączone z łańcuchem oporników połączonych szeregowo. Napięcie jest wielkością stałą, ale nie wiemy jakie jest natężenie prądu ani jak dzieli się pomiędzy te trzy oporniki.
Dwie rzeczy które musimy mieć na uwadze:
- Napięcia na opornikach muszą sumować się do wartości
. - Prąd
przepływa przez wszystkie trzy oporniki.
Korzystając z tego faktu, oraz z prawa Ohma, możemy zapisać poniższe wyrażenia:
Na tym już możemy coś zbudować. Rozpiszemy teraz pierwsze równanie:
Możemy wyciągnąć natężenie prądu przed nawias by otrzymać:
Wiemy, ile wynosi . Rozwiążmy więc równanie aby znaleźć niewiadomą ,
Tak zapisane równanie wygląda zupełnie jak prawo Ohma dla pojedynczego opornika, z wyjątkiem faktu, że w miejscu oporu pojawia się suma trzech oporów.
Pozwala nam to wysnuć wniosek:
Opór zastępczy szeregowego połączenia oporników jest równy sumie ich oporów.
Zastępczy opór szeregowy
Wyobraźmy sobie jeden większy opornik który zastępuje zsumowane opory trzech szeregowo połączonych oporników. Przy zadanym napięciu , płynie przez niego ten sam prąd .
Na opisanie tej sytuacji używa się żargonowego określenia, że "z punktu widzenia" źródła napięciowego, trzy szeregowe oporniki "wyglądają" jak jeden większy. Oznacza to, że prąd , generowany przez źródło napięciowe ma to samo natężenie w obu przypadkach.
Jeśli połączymy dowolną liczbę oporników w szereg, ich opór zastępczy możemy zapisać jako:
Rozdział napięcia między szeregowymi opornikami
Ustaliliśmy, że mamy do czynienia z prądem o natężeniu płynącym przez szeregowo połączone oporniki. Kolejnym krokiem jest wyznaczenie napięcia na poszczególnych opornikach.
Dokonamy tego stosując prawo Ohma do każdego z oporników z osobna:
Ta czynność staje się znacznie bardziej interesująca gdy pracujemy na przykładzie z wartościami liczbowymi. Zachęcam Cię do spróbowania samemu zanim zerkniesz do odpowiedzi.
a. Jakie jest natężenie prądu
b. Wykaż, że napięcia na poszczególnych opornikach sumują się do wartości .
Odbicie
Posiłkując się napięciami na poszczególnych opornikach które właśnie udało Ci się wyznaczyć:
Podsumowanie
Przez szeregowe oporniki płynie ten sam prąd.
Opory szeregowe sumują się,
Napięcie rozdziela się między szeregowo połączonymi opornikami, w taki sposób, że na najmniejszym oporniku otrzymujemy najwyższe napięcie.
Chcesz dołączyć do dyskusji?
Na razie brak głosów w dyskusji