Проводники в электронных цепях могут соединяться поочередно и параллельно. При поочередном соединении проводников (рис. 4.9.1) сила тока во всех проводниках схожа:
I1 = I2 = I. |
1 |
Набросок 4.9.1. Последовательное соединение проводников. |
По закону Ома, напряжения U1 и U2 на проводниках равны
U1 = IR1, U2 = IR2. |
Общее напряжение U на обоих проводниках равно сумме напряжений U1 и U2:
U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR, |
где R – электронное сопротивление всей цепи. يتبع:
|
При поочередном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников. Этот итог справедлив для хоть какого числа поочередно соединенных проводников. مع اتصال متوازي (рис. 4.9.2) напряжения U1 и U2 на обоих проводниках схожи:
U1 = U2 = U. |
Сумма токов I1 + I2, протекающих по обоим проводникам, равна току в неразветвленной цепи:
I = I1 + I2. |
Этот итог следует из того, что в точках разветвления токов (узлы A и B) в цепи неизменного тока не могут скапливаться заряды. على سبيل المثال, к узлу A за время Δt подтекает заряд IΔt, а утекает от узла за то же время заряд I1Δt + I2Δt. Как следует, I = I1 + I2.
2 |
Набросок 4.9.2. Параллельное соединение проводников. |
Записывая на основании закона Ома
где R – электронное сопротивление всей цепи, الحصول على
|
При параллельном соединении проводников величина, оборотная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, оборотных сопротивлениям параллельно включенных проводников. Этот итог справедлив для хоть какого числа параллельно включенных проводников. Формулы для поочередного и параллельного соединения проводников позволяют в почти всех случаях рассчитывать сопротивление сложной цепи, состоящей из многих резисторов. На рис. 4.9.3 приведен пример таковой сложной цепи и указана последовательность вычислений.
3 |
Набросок 4.9.3. Расчет сопротивления сложной цепи. Сопротивления всех проводников указаны в омах (Om). |
Следует отметить, что далековато не все сложные цепи, состоящие из проводников с разными сопротивлениями, могут быть рассчитаны при помощи формул для поочередного и параллельного соединения. На рис. 4.9.4 приведен пример электронной цепи, которую нельзя высчитать обозначенным выше способом.
4 |
Набросок 4.9.4. Пример электронной цепи, которая не сводится к композиции поочередно и параллельно соединенных проводников. |
Цепи, подобные изображенной на рис. 4.9.4, также цепи с разветвлениями, содержащие несколько источников, рассчитываются при помощи правил Кирхгофа.