Последовательное соединение проводников – законы, определение, схема с формулами

4.7

Средняя оценка: 4.7

Всего получено оценок: 96.

4.7

Средняя оценка: 4.7

Всего получено оценок: 96.

Электрические схемы (цепи) разрабатывают для преобразования электрической энергии от аккумулятора постоянного (или переменного тока) в напряжение нужной величины, формы или частоты. Для этого используются различные электронные компоненты (резисторы, конденсаторы, индуктивности, трансформаторы и т.д.). Все эти элементы имеют различные сопротивления. Чаще всего встречаются параллельное или последовательное соединения. Далее будем говорить о последовательном соединении проводников.

Сопротивление или резистор

На электрических схемах все элементы имеют свои символические обозначения. Элемент, который используется в схемах для ограничения электрической мощности с помощью регулирования силы тока называется сопротивлением или резистором (англ. слово resistor — сопротивление) и изображается в виде прямоугольника (в России и Европе), либо “кусочка пилы” (в США). Величина рабочих резисторов зависит от их сопротивления, которое измеряется в омах — единицах, получивших свое название в честь немецкого естествоиспытателя Георга Симона Ома.

Рис. 1. Графическое обозначение сопротивлений и резисторов в Европе и США

Для проектирования и расчета электрических цепей применяется формула закона Ома:

$$R={U \over I}$$

где:

R — сопротивление, Ом;

U — напряжение, В;

I — сила тока в амперах, А.

Напряжение и ток измеряются с помощью приборов — вольтметра и амперметра. Прибор, которым измеряют значения сопротивлений резисторов, называется омметром.

Что такое последовательное соединение

Если взять два резистора R

1 и R₂ и соединить их друг за другом, то это и будет последовательное соединение.

Рис. 2. Схема последовательного соединения двух резисторов

Резисторы соединяют между собой проводами, сопротивление которых очень мало (обычно это медные провода), и им можно пренебречь. Когда требуются более тщательные расчеты для схем повышенной точности, то необходимо учитывать вклад этих сопротивлений.

Определение общего сопротивления цепи из двух резисторов

Если подключить напряжение U к левому концу R₁ и правому концу R₂, то в этой замкнутой цепи потечет ток I, величина которого одинакова для обоих резисторов. Падение напряжений U

1 и U₂ на сопротивлениях согласно закону Ома будут равны:

$U_1={I * R_1}$ (1)

$ U_2={I * R_2}$ (2)

Полное напряжение U равно сумме этих напряжений:

$U={U_1 + U_2}$ (3)

Применяя закон Ома для всей цепи, можно записать:

$ U={I * R_{общ}}$ (4)

где R_общ — общее сопротивление всей цепи. Из формул 1, 2, 3 и 4 следует, что:

$U={I * R_{общ}}={I * R_1}+{I * R_2}$ (5)

Сокращая обе части уравнения на I, получим:

$R_{общ} =R_1+R_2$

Последовательное соединение большого числа резисторов

Если последовательно соединить N резисторов — R_1,R

2… R_N, то, пользуясь вышеприведенными соображениями и формулами (1) – (5), можно получить выражение для величины общего сопротивления такой цепи R_N:

$R_N = R_1+ R_2 +…+ R_N$ (6)

Таким образом, можно сформулировать общее правило: при последовательном соединении нескольких резисторов величина общего сопротивления цепи равна сумме сопротивлений включенных резисторов.

Если последовательно соединить N одинаковых резисторов величиной R то, пользуясь последней формулой (6), получим общее сопротивление цепи:

$R_N =N*R $

Рис. 3. Схема последовательного соединения нескольких резисторов R _1,R_2… R_N

Смешанное соединение проводников

Обычно электрические схемы представляют собой комбинацию из отдельных участков либо с параллельно соединенными проводниками, либо с последовательно соединенными. Такое соединение называют смешанным. Для расчета сопротивлений таких схем производится разбивка цепи на простые, составные части, которые рассчитываются отдельно, а потом складываются друг с другом.

Что мы узнали?

Итак, мы узнали законы последовательного соединения проводников (сопротивлений) в электрических цепях. Нами был получены формулы для расчетов сопротивления цепи, состоящей из двух и более резисторов.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

Пока никого нет. Будьте первым!

Оценка доклада

4.7

Средняя оценка: 4.7

Всего получено оценок: 96.

---

А какая ваша оценка?

Последовательное соединение проводников — Технарь

Электрические цепи, с которыми приходится иметь дело на практике, обычно состоят не из одного проводника (или приемника электрического тока), а из нескольких различных проводников, которые могут быть соединены между собой по-разному. Зная сопротивление каждого из проводников и способ их соединения, можно рассчитать общее сопротивление цепи.

На рисунке 266, а изображена цепь последовательного соединения двух электрических ламп, а на рисунке 266, б — схема такого соединения. Если выключить одну лампу, то день разомкнется и другая лампа погаснет.

С последовательным соединением мы встречались в предыдущих параграфах. Так, последовательно соединены аккумулятор, лампа, два амперметра и ключ в цепи, изображенной на рисунке 249. Мы уже знаем, что при последовательном соединении проводников сила тока в любых частях цепи одна и та же.

А чему равно сопротивление последовательно соединенных проводников?

Соединяя проводники последовательно, мы как бы увеличиваем длину проводника. Поэтому сопротивление цепи становится больше сопротивления одного проводника. Общее сопротивление цепи при последовательном соединении равно сумме сопротивлений отдельных проводников (или отдельных участков цепи):

R = R1 + R2

Напряжение на концах отдельных участков цепи рассчитывается на основе закона Ома:

U1 = IR1, U2 = IR2

Отсюда видно, что напряжение будет большим на проводнике с наибольшим сопротивлением, так как сила тока везде одинакова. Полное напряжение в цепи при последовательном соединении, или напряжение на полюсах источника тока, равно сумме напряжений на отдельных участках цепи:

U = U1 + U2

Пример. Два проводника сопротивлением R1 = 2 Ом, R2 = 3 Ом соединены последовательно. Сила тока в цепи 1 А. Определить сопротивление цепи, напряжение на каждом проводнике и полное напряжение всего участка цепи.

Вопросы. 1. Какое соединение проводников называют последовательным? Изобразите его на схеме. 2. Какая из электрических величин одинакова для всех проводников, соединенных последовательно? 3. Как найти общее сопротивление цепи, зная сопротивление отдельных проводников при последовательном их соединении? 4. Как найти напряжение участка цепи, состоявшего из двух последовательно соединенных проводников, зная напряжение на каждом из них?

Упражнения. 1. Цепь состоит из двух последовательно соединенных проводников, 02 сопротивление которых 4 и 6 Ом. Сила тока в цепи 0,2 А. Найдите напряжение на каждом из проводников и общее напряжение. 2. Для электропоездов применяют напряжение 1200 В. Как можно использовать для освещения вагонов лампы, рассчитанные на напряжение 220 В каждая? Начертите схему включения ламп. 3. Две одинаковые лампы, рассчитанные на 127 В каждая, соединены последовательно и включены в сеть с напряжением 127 В. Под каким напряжением будет находиться каждая лампа?

Метки: закон ОманапряжениеОмпоследовательное соединение проводниковпроводниксила токасопротивлениетокучасток цепиэлектрическая лампаэлектрическая цепь

Последовательное напряжение – определение, формула, расчет, использование, часто задаваемые вопросы

Когда два или более электрических компонента соединены вместе в виде цепи, такая цепь называется последовательным соединением или последовательной цепью.

Содержание Что такое последовательное напряжение? Заключение по напряжению между компонентами в последовательной цепи Применение напряжения в последовательных цепях Часто задаваемые вопросы

Что такое последовательное напряжение?

Существует только один способ прохождения заряда через последовательную цепь. Напряжение можно определить как изменение потенциала заряда в двух точках электрической цепи. В этой статье мы подробно обсудим напряжения в последовательной цепи.

Как мы знаем, разность потенциалов на концах любой внешней цепи возникает из-за батареи в цепи, которая поставляет энергию для прохождения заряда через нее. Теперь, чтобы понять падение напряжения, предположим, что разность потенциалов 5 вольт создается ячейкой 5 вольт по внешней цепи.

Теперь на положительной клемме значение электрического потенциала на 5 вольт больше, чем на отрицательной клемме. Следовательно, заряд вызывает потерю электрического потенциала на 5 вольт, когда он течет от положительной клеммы к отрицательной клемме, и это падение потенциала или потеря потенциала известно как падение напряжения. Падение напряжения обычно происходит, когда электрическая энергия заряда преобразуется в какую-либо другую форму энергии при прохождении через различные компоненты цепи.

Опять же, если мы рассмотрим цепь, которая питается от элемента 6 Вольт и с более чем одним резистором, соединенным последовательно, то будет некоторое падение напряжения на каждом подключенном резисторе, а общая потеря электрического потенциала составит 6 В.

Но если посчитать сумму падения напряжения всех компонентов, то получится 6 В что равно номинальному напряжению источника питания.

Математически это можно выразить как:

ΔV _{Аккумулятор} = ΔV ₁ + ΔV ₂ + ΔV ₃ +…….

Индивидуальное падение напряжения можно рассчитать по закону Ома как:

ΔV ₁ = I x R ₁

ΔV ₂ = I x R ₂

ΔV ₃ = I x R ₃

Чтобы глубоко понять эту концепцию:

Предположим, что последовательная цепь питается от источника питания 9В и включает в себя три последовательно соединенных резистора. При прохождении тока по последовательной цепи мы собираемся выяснить разность потенциалов в разных местах.

Позиции отмечены красным на электрической схеме, приведенной ниже. Как известно, электрический ток всегда течет от положительной клеммы к отрицательной клемме источника питания. Потеря потенциала из-за резистора может быть представлена ​​отрицательным знаком напряжения или разности потенциалов.

Диаграмма, называемая диаграммой электрических потенциалов, показанная на данном рисунке, помогает нам найти разность потенциалов между различными точками цепи.

Этот пример показывает, что электрический потенциал в точке H равен 0 В, поскольку это отрицательная клемма, а в точке A электрический потенциал равен 9 В, поскольку это клемма с положительным или более высоким потенциалом. Заряд набирает 9В электрического потенциала при прохождении тока через источник питания 9В, то есть из точки Н в А. С другой стороны, заряд полностью сбрасывает эти 9В, когда ток проходит по всей внешней цепи.

Этот процесс происходит в три этапа; то есть при прохождении тока через резисторы будет падение напряжения, а при прохождении тока через простой провод падение напряжения не происходит. Итак, между точками AB, CD, EF и GH мы видим, что падения напряжения нет. Но падение напряжения составляет 2В между точками C и B. Это явно означает, что источник напряжения 9V станет 7V.

Далее между точками E и D напряжение 7В становится 3В, потому что падение напряжения составит 4В. В итоге между точками G и F падение напряжения составляет 3В. Это означает, что в этот момент напряжение становится равным 0 В.

На участке цепи между точками H и G нет энергии для заряда. Следовательно, для прохождения тока по внешней цепи снова требуется энергетическая подпитка, которая подается источником питания в качестве заряда проходит из точки H в A. Один источник напряжения может заменить несколько источников напряжения последовательно, взяв сумму всех источников напряжения, но также учитывается полярность между ними.

Сопротивление и закон Ома:

Заключение по напряжению между компонентами в последовательной цепи

• В последовательной цепи подаваемое напряжение будет распределяться между компонентами.
• В последовательной цепи сумма напряжений на компонентах равна напряжению питания.
• В последовательной цепи напряжения на каждом из компонентов пропорциональны их сопротивлениям. Это означает, что напряжение питания делится поровну, если два одинаковых компонента соединены последовательно.

Применение напряжения в последовательных цепях

Ниже приведены некоторые приложения напряжения в последовательных цепях:

• Батарея пожарной сигнализации
• Делитель напряжения
• Батарейки в игрушках, пультах от телевизора и т. д.
• Освещение

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Что вы подразумеваете под последовательным напряжением?

Когда два или более электрических компонента соединены вместе в виде цепи, такая цепь называется последовательным соединением или последовательной цепью.

Запишите несколько применений напряжения последовательно.

Ниже приведены некоторые применения напряжения в последовательных цепях:

• Батарея пожарной сигнализации
• Делитель напряжения
• Батарейки в игрушках, пультах от телевизора и т. д.
• Освещение

Дайте определение электроэнергии.

Поток электронов от одного участка цепи к другому называется электричеством.

Что такое единица разности потенциалов в системе СИ?

Единицей разности потенциалов в системе СИ является вольт.

Кто открыл текущее электричество?

Бенджамин Франклин открыл электричество.

Следите за новостями BYJU’S, чтобы не пропустить еще таких интересных и познавательных статей. Кроме того, зарегистрируйтесь в «BYJU’S — The Learning App», чтобы получить множество интерактивных, увлекательных видеороликов, связанных с физикой, и неограниченную академическую помощь.

— постоянное напряжение в серии: 3 важных пояснения —

0003

Напряжение на каждом резисторе в последовательной цепи отличается в зависимости от значения сопротивления. Таким образом, последовательное напряжение непостоянно. Только одинаковые резисторы могут давать одинаковое падение напряжения.

Мы используем слово «постоянный», чтобы указать фиксированное значение количества, которое остается неизменным. Напряжение никогда не может быть постоянным параметром в любой электрической цепи. Каждый резистор имеет разное падение напряжения на них при последовательном соединении. Следовательно, напряжение в последовательных цепях не одинаково и не постоянно.  

Что такое последовательная цепь? Объясните ток и эквивалентное сопротивление в последовательных цепях.

Когда мы подключаем несколько резисторов или параметров импеданса последовательно друг за другом, это называется последовательной цепью. При последовательном соединении ток во всей цепи одинаков.

Эквивалентное сопротивление в последовательном соединении представляет собой сумму всех индивидуальных импедансов. Падение напряжения на всех резисторах суммируется до общего напряжения. Падение напряжения на каждом компоненте цепи различно. Эти падения напряжения рассчитываются путем умножения общего тока на номинал резистора.

Подробнее о….функция последовательной цепи

Как рассчитать напряжение в последовательной цепи? Объясните на числовом примере.

Вышеприведенная схема изображает простую последовательную цепь с тремя резисторами 5 Ом, 10 Ом и 20 Ом. Наша цель — найти падения напряжения на них. Сначала найдем эквивалентное сопротивление.

Эквивалентное сопротивление R= R ₁ +R ₂ +R ₃ = 5+20+10= 35 Ом

Итак, полный ток= полное напряжение / эквивалентное сопротивление = 10/35= 0,29

Напряжение через резистор 5 Ом = 5*0,29= 1,45 В

Напряжение через резистор 10 Ом = 10*0,29= 2,9 В

Напряжение через резистор 20 Ом = 20*0,29= 5,8 В

6 Is Постоянное напряжение в последовательных цепях — часто задаваемые вопросы

Как напряжение влияет на ток в последовательных цепях?

Каждый резистор в последовательной цепи получает одинаковый ток при последовательном соединении. Рассчитаем падение напряжения на них, используя известные номиналы резисторов.

Последовательная цепь представляет собой соединение нескольких элементов сопротивления. Таким образом, если цепь в любой момент разорвется, вся цепь выйдет из строя, и ток не будет течь. Очень распространенным примером этого является последовательное соединение лампочек разной светимости. Если мы продолжим добавлять больше лампочек, яркость со временем упадет.

Рассчитайте общее напряжение V в показанной ниже последовательной цепи.

Схема, изображенная выше, состоит из четырех резисторов, соединенных последовательно. В цепи присутствует батарея с неизвестным напряжением V. Течет ток 0,25 ампер. Нам нужно узнать значение V.

Падение напряжения на резисторе 6 Ом= 6*0,25= 1,5 В

Падение напряжения на резисторе 8 Ом= 8*0,25= 2 В

Падение напряжения на резисторе 10 Ом= 10*0,25= 2,5 В

Падение напряжения на резисторе 12 Ом = 12*0,25= 3 Вольта

Следовательно, общее напряжение батареи = V=1,5+2+2,5+3 = 9 Вольт

Каково применение последовательного напряжения?

Последовательные и параллельные схемы считаются строительными блоками схемотехники. Они обычно используются для многих приложений ограничения тока, таких как деление напряжения, смещение транзисторов и т. д.

Напряжение в последовательной цепи имеет различные применения. Some common applications of the voltage in series are-

1. Voltage divider circuits
2. TV remote batteries
3. Fire alarm
4. Analog filters
5. Resonant circuits
6. Power-line фильтры
7. Комплекты светодиодных ламп
8. Внутренние компоненты автомобилей

Как найти отдельные напряжения в последовательной цепи?

Индивидуальные напряжения резисторов в последовательной цепи получаются путем умножения общего тока на номинал резистора.

Предположим, есть два резистора R ₁ и R ₂ , соединенные последовательно с батареей V. Следовательно, эквивалентное сопротивление R _eq равно R ₁ +R ₂ . Таким образом, напряжение на любом резисторе = сопротивление резистора x общий ток

The voltage across R ₁ = V ₁ = V.R ₁ / R ₁ +R ₂ Volt

The voltage across R ₂ = V ₂ = V.R ₂ / R ₁ +R ₂ Вольт

Одинаково ли напряжение последовательно?

Напряжение в последовательной цепи не одинаковое и не постоянное. Падение напряжения на каждом резисторе различно во всех случаях, кроме случая, когда все резисторы в последовательной сети имеют одинаковое значение.

Когда резисторы в цепи одинакового номинала, то одинаковыми будут только падения напряжения на всех резисторах. Предположим, что в цепи, содержащей три резистора, все резисторы имеют сопротивление ом. Эквивалентное значение сопротивления = R+R+R = 3R.