Электрические цепи
На странице "Закон Ома" была рассмотрена простейшая электрическая цепь с одним резистором. А как будут распределяться ток и напряжение, если в цепи присутствует два резистора?
Последовательная электрическая цепь
В том случае, если два резистора следуют в электрической цепи один за другим, такое их соединение называется последовательным, а сама цепь - последовательной.
Как видно из рисунка, в последовательной цепи электрический ток течет сначала через один резистор, затем, через другой. Таким образом, прежде чем добраться от одного электрического полюса источника питания, к другому, ток последовательно проходит через оба резистора. Логически понятно, что при последовательном соединении двух резисторов их общее сопротивление будет равно арифметической сумме двух сопротивлений:
R = R1+R2
Например, если источник питания генерирует напряжение в 12 В, при этом резисторы имеют номиналы: R1=100 Ом; R2=500 Ом, то в такой последовательной цепи будет протекать ток силой:
I=U/R=12/(100+500)=0,02 А
Параллельная электрическая цепь
Совсем иначе будут обстоять дела в параллельной электрической цепи, когда два резистора подключаются таким образом, что электрический ток начинает течь сразу по двум цепям, как изображено на рисунке ниже.
Прежде, чем дальше разбираться с параллельными цепями, сразу отметим важный момент, который следует очень хорошо запомнить. В последовательной цепи протекает один и тот же ток, а в параллельной цепи - одно и то же напряжение:
- в последовательной цепи I=const;
- в параллельной цепи U=const.
Это главное принципиальное отличие последовательных и параллельных цепей.
Какой же ток будет протекать в параллельной цепи, изображенной на рисунке выше, при исходных значениях напряжения и величины сопротивлений, аналогичных, рассмотренным для последовательной цепи?
Как понятно из рисунка, общий ток разделится на две части: I=I1+I2, поскольку I=U/R, то:
I=U1/R1+U2/R2
Поскольку, в параллельных цепях напряжение одинаково, то U1=U2, тогда:
I=U1/R1+U2/R2=U(1/R1+1/R2) I/U=(1/R1+1/R2) 1/R=1/R1+1/R2
Данная формула позволяет вычислять общее сопротивление параллельной цепи, состоящей из n резисторов: 1/R=1/R1+1/R2+..+1/Rn.
Для нашего случая имеем следующие цифры:
1/R=1/100+1/500=6/500 R=500/6 Ом I=12/(500/6)=72/500=0,144 А
Задачу можно решить немного другим способом, высчитав сначала силу тока для каждой из параллельных цепей, а затем, сложив значения:
I1=U/R1=12/100 I2=U/R2=12/500 I=I1+I2 I=12/100+12/500=72/500=0,144 А
