Když jsou zapojeny do série, komponenty jsou uspořádány jeden po druhém jako vagóny. Baterie pohání proud sériovým obvodem, což je uzavřená smyčka, takže proud musí být stejný přes každý odpor.
Představte si baterii jako čerpací stanici, proud jako vodu a rezistory jako domy. Tento okruh je jako sousedství, kde je voda postupně čerpána do všech domů, až se nakonec vrátí do čerpací stanice. V tomto případě musí každý dům protékat stejné množství vody.
Ohmův zákon se týká napětí, proudu a odporu a lze jej vyjádřit jako:
V = IR
Kde:
V = napětí na rezistoru
I = Proud přes odpor
R = odpor
Pokud je proud stejný ve všech rezistorech v sérii, Ohmův zákon naznačuje, že napětí na jednotlivých komponentách se může lišit v závislosti na jeho odporu.
Co je paralelní připojení?
Naproti tomu v paralelním obvodu jsou odpory nebo zařízení připojeny jako příčky žebříku. Paralelní okruh je jako sousedství, kde je každý dům na své vlastní větvi vodovodu a může čerpat jiné množství vody, aniž by to ovlivnilo ostatní.
Ohmův zákon, vyjádřený pro výpočet proudu, je:I = V / R. Když jsou paralelní rezistory připojeny k napájecímu napětí, každá složka má na sobě stejné napětí, ale může čerpat odlišný proud, opět v závislosti na individuálním odporu.
Výpočet řady a paralelních ekvivalentních odporů
Série rezistorů R1, R.2, R.3,... je ekvivalentní jednomu rezistoru Rs, který se rovná součtu všech odporů:
R_s = R_1 + R_2 + R_3 +.. .
Výsledkem je, že vložení odporu do sériového obvodu vždy zvyšuje ekvivalentní odpor.
Rezistory R1, R.2, R.3,... paralelně také fungují jako jeden rezistor, ale výpočet ekvivalentního odporu Rp je složitější, daný:
\ frac {1} {R_s} = \ frac {1} {R_1} + \ frac {1} {R_2} + \ frac {1} {R_3} + ...
Přidání odporu paralelně k obvodu vždyklesáekvivalentní odpor. Tento vztah má zajímavé důsledky při určování nevýhod nebo výhod paralelního obvodu.
Výhody paralelního připojení
Nevýhody nebo výhody paralelní kombinace prvků závisí na situaci. Domy jsou například zapojeny, takže lze paralelně používat elektrická zařízení. Když je lednička zapojena do kuchyňské zásuvky, spotřebovává elektřinu bez ovlivnění napětí nebo proud ve zbytku domácnosti - a proto nemá vliv na provoz jakéhokoli jiného zařízení. To je jedna z výhod paralelního připojení.
Žárovky na šňůře moderních vánočních světel jsou také zapojeny paralelně. Pokud jedna žárovka vyhoří, stane se otevřeným obvodem, který neovlivní ostatní žárovky. Zbytek řetězce zůstává osvětlený. Jelikož je jediná tmavá žárovka okamžitě zřejmá, lze ji snadno najít a vyměnit - což je opět výhoda paralelního obvodu.
Staroměstské vánoční osvětlení bylo zapojeno do série a vypálená žárovka zastavila proud v celém řetězci a zhasla všechna světla. Představte si, jak těžké by bylo najít tu špatnou žárovku!
Nevýhoda paralelního připojení se projeví při zkratu, například když někdo zasekne vodič mezi dvěma kontakty elektrické zásuvky. Zkrat má velmi nízký odpor, což zase způsobí, že se proud v obvodu ohromně zvýší a praskne! Jiskry létají a vedení se zahřívá, což může způsobit požár.
Naštěstí pojistka praskne a stane se otevřeným obvodem. Protože je v sérii s kabeláží, pojistka dělá svou práci a zastaví tok proudu, než může dojít k poškození čehokoli.