Serijalni i paralelni spojevi u DC strujnim krugovima objašnjeni (Uključeni primjeri)
Što je električki krug?
Električni krug je kombinacija dvaju ili više električnih komponenti koje su povezane vodljivim putanjama. Električne komponente mogu biti aktivne komponente, ili neaktivne komponente, ili neka kombinacija ove dvije vrste.
Što je DC krug?
Postoji dva tipa struje – jednosmjerna struja (DC) i izmjenična struja (AC). Krug koji se bavi jednosmjerne strujom ili DC-om, naziva se DC krug, a krug koji se bavi izmjeničnom strujom ili AC-om, naziva se AC krug.
Komponente električnog DC kruga uglavnom su otporni elementi, dok komponente AC kruga mogu biti reaktivne kao i otporne.
Bilo koji električni krug može se kategorizirati u tri različite grupe – serija, paralela i serija-paralela. Na primjer, u slučaju DC, krugovi se također mogu podijeliti u tri grupe, poput serijskog DC kruga, paralelnog DC kruga, i serijsko-paralelnog kruga.
Što je serijski DC krug?
Kada su sve otporne komponente DC kruga povezane jedna za drugom kako bi se formirao jedan put za protok struje, tada se takav krug naziva serijskim DC krugom. Način povezivanja komponenti jedna za drugom poznat je kao serijsko povezivanje.
Pretpostavimo da imamo n broj otpornika R1, R2, R3………… Rn i da su povezani na kraju za kraj, što znači da su serijski povezani. Ako je ova serijska kombinacija spojena na voltage izvor, struja počinje teći kroz tu jednu putanju.
Kako su otpornici povezani jedan za drugim, struja prvo ulazi u R1, zatim ta ista struja dolazi u R2, zatim R3 i na kraju stiže do Rn odakle struja ulazi u negativne terminali voltage izvora.
Na taj način, ista struja cirkulira kroz svaki otpornik povezan u seriju. Stoga se može zaključiti da u serijskom DC krugu, ista struja teče kroz sve dijelove električnog kruga.
Ponovno, prema Ohmovom zakonu, pad napona na otporniku je proizvod njegove električne otpornosti i protoka struje kroz njega.
Ovdje, struja kroz svaki otpornik je ista, stoga pad napona na svakom otporniku proporcionalan je njegovoj vrijednosti otpornosti.
Ako su otpornosti otpornika nejednake, tada će padovi napona na njima također biti nejednaki. Tako svaki otpornik ima svoj individualni pad napona u serijskom DC krugu.
Električni DC serijski krug s tri otpornika
Ispod je prikazan DC serijski krug s tri otpornika. Protok struje prikazan je pokretljivom točkom. Napomena, ovo je samo konceptualni prikaz.
Primjer serijskog DC kruga
Pretpostavimo da su tri otpornika R1, R2, i R3 povezani u seriji na voltage izvor V (kvantificiran voltima) kao što je prikazano na slici. Neka struja I (kvantificirana amperima) teče kroz serijski krug. Sada prema Ohmovom zakonu,
Pad napona na otporniku R1, V1 = IR1
Pad napona na otporniku R2, V2 = IR2
Pad napona na otporniku R3, V3 = IR3
Pad napona na cijelom serijskom DC krugu,
V = Pad napona na otporniku R1 + pad napona na otporniku R2 + pad napona na otporniku R3
Prema Ohmovom zakonu, električna otpornost električnog kruga dana je V ⁄ I, a to je R. Stoga,
Dakle, efektivna otpornost serijskog DC kruga je
. Iz gornjeg izraza može se zaključiti da kada je nekoliko otpornika povezano u seriju, ekvivalentna otpornost serijske kombinacije jest aritmetička suma njihovih pojedinačnih otpornosti.
Iz gornjeg razgovora, slijedeće točke se ispitavaju:
