Dodaj do listy

Oporniki – sposoby łączenia

Aby zanalizować sposoby łączenia oporników w obwodach należy najpierw przypomnieć główne prawa rządzące przepływem prądu w obwodzie zamkniętym.

  1. Prawo Ohma - podaje zależność na siłę elektromotoryczną obwodu E, która jest iloczynem natężenia prądu (I) i sumy oporów: wewnętrznego Rw (opór źródła napięcia) oraz zewnętrznego Rz (odbiornik mocy).

E = I (Rw + Rz)

  1. Pierwsze prawo Kirchhoffa , które mówi, że suma natężeń prądów przepływających przez punkt rozgałęzienia jest równa zero.

  1. Drugie prawo Kirchhoffa - suma sił elektromotorycznych i przyrostów napięć w obwodzie zamkniętym jest równa zero.

Istnieją dwa sposoby łączenia oporników:

  1. Szeregowe
  2. Równoległe

Szeregowe połączenie oporów

Opory są połączone w szereg, gdy koniec jednego połączony jest z początkiem następnego. Opór zastępczy tego układu czyli taki pojedynczy opór, który wprowadzony do obwodu zamiast oporników połączonych szeregowo nie spowodowałby zmiany natężenia i napięcia można obliczyć wychodząc od drugiego prawa Kirchhoffa.

I tak dla układu trzech oporników prawo to ma postać:

E = I (R1 + R2 + R3 + Rw)

Czyli w przypadku szeregowego połączenia oporników całkowity opór zewnętrzny jest sumą połączonych oporów.

Rc = R1 + R2 + R3

  1. Równoległe łączenie oporów

Opory są połączone równolegle wtedy, gdy dołączona jest do nich ta sama różnica potencjałów. W celu obliczenia oporu zastępczego dla tego układu należy najpierw znaleźć całkowite natężenie prądu (z I prawa Kirchhoffa).

I = I1 + I2 + I3

A ponieważ

Zatem całkowity opór obwodu będzie równy:

Porównując zależności na opór zastępczy dla połączenia szeregowego i równoległego widać, że opór zastępczy połączenia równoległego jest mniejszy od każdego z oporów tworzących to połączenie. Natomiast w przypadku połączenia szeregowego opór zastępczy jest większy od każdego z oporów składowych.

Połączenie równoległe oporników jest bardziej praktyczne od połączenia szeregowego. Zdecydowanym minusem połączeń szeregowych jest sumowanie się napięć. Może to łatwo doprowadzić do przeciążenia obwodu, w razie przyłączenia jednocześnie zbyt wielu oporników. Poza tym w razie uszkodzenia jednego z nich prąd w układzie przestaje płynąć.

W przypadku połączeń równoległych napięcia nie sumują się, nie ma więc ryzyka przerwania obwodu.