 |
|
СХЕМИ З'ЄДНАННЯ ОПОРІВ
Зовнішня частина електричного кола складається в основному з різних струмоприймачів, які з погляду електротехніки є різними за значенням і характером опорами.
У зовнішню частину кола може входити як один струмоприймач, так і кілька. В останньому випадку з'єднання їх може бути послідовним, паралельним або мішаним.
Розглянемо послідовне з'єднання кількох опорів (рис. 2.4, а). Здійснюється воно так: кінець першого опору з'єднується з початком другого, кінець другого — з початком третього і т. д. Джерело живлення приєднується до початку першого та кінця останнього опорів.
Загальний опір усього кола, через яке проходить загальний струм I, позначимо літерою R. Тоді за законом Ома маємо 
Спади напруг на опорах кола 
Неважко експериментально встановити, що напруга, яка підводиться до кола з кількох послідовно з'єднаних опорів, дорівнює
сумі спадів напруг на окремих опорах: 
Підставивши сюди значення напруг, дістанемо
Таким чином, загальний опір кола з кількох послідовно з'єднаних опорів дорівнює сумі їх.
Прикладами послідовного з'єднання кількох опорів можуть бути вмикання реостатів і обмотки збудження в двигуні постійного струму, з'єднання в ялинковій гірлянді низьковольтних електроламп та ін.
Недоліком такого з'єднання опорів є те, що при несправності одного опору з ладу виходить усе коло.
Розглянемо паралельне з'єднання кількох опорів (рис. 2.4, б). Здійснюється воно так: початки опорів об'єднуються в одну точку а, кінці — в другу b. До точок а та b приєднується джерело живлення.
Таке з'єднання опорів характеризується спільністю напруги на окремих вітках і різними струмами в них. У точці а загальний струм I розгалужується по окремих вітках кола обернено пропорційно їх опорам, а в точці b струми віток знову сходяться, утворюючи в сумі струм I.
Позначивши літерою R опір усього розглядуваного кола, за законом Ома матимемо
а для кожної вітки кола 
а першим законом Кірхгофа (для вузла а) 
Оскільки провідність G = l/R загальна провідність
Таким чином, загальна провідність кола з кількох паралельно з'єднаних опорів дорівнює сумі провідностей його окремих віток.
При паралельному з'єднанні режим роботи одного з струмоприймачів не впливає на роботу інших. Тому воно найбільш поширене в електротехніці. Його прикладом може бути з'єднання різних струмоприймачів у цеху, електроламп у житловому будинку, трансформаторів на підстанції тощо.
Розглянемо тепер мішане з'єднання кількох опорів. У колі з таким з'єднанням їх, зображеному на рис. 2.4, в, є ділянка ab, що складається з одного опору Rl і ділянка bс, що складається з двох з'єднаних паралельно опорів R2 та R3.
Щоб знайти загальний опір такого кола, треба спочатку за правилом паралельного з'єднання визначити опір ділянки bс, а потім знайдений опір за правилом послідовного з'єднання додати до опору R1
На підставі (2.23) маємо 
Загальний опір усього кола 
Мішане з'єднання опорів застосовується в лабораторних схемах для складання з кількох відомих опорів потрібного загального опору, а також у деяких інших випадках
.