Archiwa tagu: obwód elektryczny

Obwody elektryczne

Podstawowe obwody elektryczne.

Tak jak wcześniej napisałem, aby wartości elektryczne były mierzalne, muszą istnieć zamknięte obwody elektryczne. Zamknięte, czyli taki, przez który może płynąć prąd elektryczny. Najprostszy obwód elektryczny przedstawia rys. 1.

prosty obwód elektryczny
rys. 1 Prosty obwód elektryczny

Obwód nazywany jest też obwodem jednooczkowym, w każdym jego punkcie płynie prąd o jednakowym natężeniu. W obwodzie występuję źródło napięcia E, generujące napięcie Uzas, pod wpływem którego płynie prąd I, a ten z kolei powoduje spadek napięcia o wartości U na rezystorze R. W tym przypadku spadek napięcia U na odbiorniku R jest równy Uzas.

obwód elektryczny złożony
rys. 2 Złożony obwód elektryczny

 

Rys. 2 przedstawia obwód elektryczny rozgałęziony, wielooczkowy (2-oczkowy). Poza w/w zależnościami, występują tutaj w różnych miejscach obwodu, różne prądy. Prąd I1 jest równy sumie prądu I2 oraz I3. napięcie zaś, podobnie jak w poprzednim przykładzie jest jednakowe na wszystkich rezystancjach.

I1=I2+I3                 U1=U2=Uzas

Kolejny obwód elektryczny, jednooczkowy, w którym występują 2 rezystory pokazany jest na rys 3.

obwód elektryczny
rys. 3 Szeregowe łączenie rezystorów

W odróżnieniu od poprzedniego obwodu, tutaj prąd w każdym punkcie jest jednakowy, natomiast napięcie Uzas musi się rozłożyć na 2 rezystorach na napięcia U1 i U2.
Można określić, że:

U1/U2 = R1/R2

Z obwodami elektrycznymi ściśle powiązane są prawa fizyczne, nazwane Prawami Kirchhoffa .

 

I Prawo Kirchhoffa

Suma prądów wpływających do węzła równa jest sumie prądów wypływających z tego węzła.

1 prawo Kirchhoffa
rys. 4 1 prawo Kirchhoffa

I1+I5=I2+I3+I4

 

II Prawo Kirchhoffa

W każdym obwodzie elektrycznym zamkniętym suma napięć zasilających E jest równa sumie spadków napięć na rezystorach (odbiornikach)

Patrząc na rys. 3 można stwierdzić, że E czyli Uzas jest równe sumie spadków napięć U2 i U3.

 

Szeregowe łączenie rezystorów.

szeregowe łączenie rezystorów
rys. 5 Szeregowe łączenie rezystorów

rezystancję zastępczą takiego obwodu można obliczyć ze wzoru:

Rz = R1+R2+R3+R4……..

czyli jest to suma wszystkich występujących w obwodzie rezystancji. Przykładając do tak połączonych rezystorów napięcie, będzie się ono rozkładało na poszczególnych rezystorach proporcjonalnie do wartości rezystancji każdego rezystora.

 

Równoległe łączenie rezystorów

równoległe łączenie rezystorów
rys. 6 Równoległe łączenie rezystorów

W odróżnieniu od połączenia z rys. 5, połączenia równoległe powoduje zmniejszanie się rezystancji zastępczej, mierzonej przez omomierz, z każdym dołączonym rezystorem, zgodnie z poniższym wzorem:

1/Rz = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/R4 + …………

Wartość wypadkowa rezystancji będzie zawsze mniejsza, niż najmniejsza wartość rezystora zastosowanego w obwodzie.