Последовательные и параллельные цепи постоянного тока объяснены (с примерами)
Что такое электрическая цепь?
Электрическая цепь — это комбинация двух или более электрических компонентов, соединенных проводящими путями. Электрические компоненты могут быть активными компонентами, неактивными компонентами или некоторой комбинацией обоих.
Что такое цепь постоянного тока (DC)?
Существует два типа электричества — постоянный ток (DC) и переменный ток (AC). Цепь, работающая с постоянным током или DC, называется цепью постоянного тока (DC), а цепь, работающая с переменным током или AC, называется цепью переменного тока (AC).
Компоненты электрической цепи постоянного тока (DC) в основном резистивные, тогда как компоненты цепи переменного тока (AC) могут быть реактивными и резистивными.
Любую электрическую цепь можно разделить на три группы — последовательная, параллельная и последовательно-параллельная. Например, в случае DC цепи также можно разделить на три группы: последовательная цепь постоянного тока (DC), параллельная цепь постоянного тока (DC) и смешанная цепь.
Что такое последовательная цепь постоянного тока (DC)?
Когда все резистивные компоненты цепи постоянного тока (DC) соединены конец к концу, образуя один путь для тока, такая цепь называется последовательной цепью постоянного тока (DC). Способ соединения компонентов конец к концу называется последовательным соединением.
Предположим, у нас есть n резисторов R1, R2, R3... Rn, соединенных конец к концу, то есть последовательно. Если эта последовательная комбинация подключена к источнику напряжения, ток начинает течь по этому единственному пути.
Так как резисторы соединены конец к концу, ток сначала входит в R1, затем этот же ток переходит в R2, затем в R3 и, наконец, достигает Rn, откуда ток возвращается к отрицательному полюсу источника напряжения.
Таким образом, один и тот же ток циркулирует через каждый резистор, соединенный последовательно. Таким образом, можно сделать вывод, что в последовательной цепи постоянного тока (DC) один и тот же ток проходит через все части электрической цепи.
Согласно закону Ома, падение напряжения на резисторе равно произведению его электрического сопротивления и тока, протекающего через него.
Так как ток через каждый резистор одинаковый, падение напряжения на каждом резисторе пропорционально его электрическому сопротивлению.
Если сопротивления резисторов не равны, то и падение напряжения на них будет разным. Таким образом, каждый резистор имеет свое индивидуальное падение напряжения в последовательной цепи постоянного тока (DC).
Электрическая цепь постоянного тока (DC) с тремя резисторами
Ниже приведена схема последовательной цепи постоянного тока (DC) с тремя резисторами. Поток тока показан движущейся точкой. Обратите внимание, что это всего лишь концептуальное представление.
Пример последовательной цепи постоянного тока (DC)
Предположим, три резистора R1, R2, и R3 соединены последовательно к источнику напряжения V (в вольтах), как показано на схеме. Пусть ток I (в амперах) течет через эту последовательную цепь. Согласно закону Ома,
Падение напряжения на резисторе R1, V1 = IR1
Падение напряжения на резисторе R2, V2 = IR2
Падение напряжения на резисторе R3, V3 = IR3
Падение напряжения на всей последовательной цепи постоянного тока (DC),
V = Падение напряжения на резисторе R1 + падение напряжения на резисторе R2 + падение напряжения на резисторе R3
Согласно закону Ома, электрическое сопротивление электрической цепи равно V/I, то есть R. Поэтому,
Таким образом, эквивалентное сопротивление последовательной цепи постоянного тока (DC) равно
. Из этого выражения можно сделать вывод, что когда несколько резисторов соединены последовательно, эквивалентное сопротивление их последовательной комбинации равно арифметической сумме их индивидуальных сопротивлений.
Из вышеизложенного обсуждения следуют следующие пункты:
