Po połączeniu szeregowym elementy są ułożone jeden po drugim, jak wagony kolejowe. Akumulator kieruje prąd przez obwód szeregowy, który jest pętlą zamkniętą, więc prąd musi być taki sam przez każdy rezystor.
Pomyśl o baterii jak o stacji pomp, prąd jak o wodzie, a oporniki jak o domach. Ten obwód jest jak sąsiedztwo, w którym woda jest kolejno przepompowywana przez wszystkie domy, aż w końcu powróci do przepompowni. W takim przypadku przez każdy dom musi przepłynąć ta sama ilość wody.
Prawo Ohma odnosi się do napięcia, prądu i rezystancji i może być wyrażone jako:
V=IR
Gdzie:
V = Napięcie na rezystorze
I = Prąd przez rezystor
R = Opór
Jeśli prąd jest taki sam przez wszystkie rezystory połączone szeregowo, prawo Ohma wskazuje, że napięcie na pojedynczym elemencie może się różnić w zależności od jego rezystancji.
Co to jest połączenie równoległe?
Natomiast w obwodzie równoległym rezystory lub urządzenia są połączone jak szczeble drabiny. Obieg równoległy jest jak sąsiedztwo, w którym każdy dom znajduje się na swoim odgałęzieniu linii wodnej i może pobierać inną ilość wody, nie wpływając na pozostałe.
Prawo Ohma, wyrażone do obliczania prądu, to:I = V/R. Gdy rezystory równoległe są podłączone do źródła napięcia, każdy element ma na sobie to samo napięcie, ale może pobierać inny prąd, ponownie w zależności od indywidualnej rezystancji.
Obliczanie równoważnych rezystancji szeregowych i równoległych
Seria szeregowa rezystorów R1, R2, R3,... odpowiada pojedynczemu rezystorowi Rs, równemu sumie wszystkich rezystancji:
W_s = W_1 + W_2 + W_3 +.. .
W rezultacie wstawienie rezystora w obwód szeregowy zawsze zwiększa równoważną rezystancję.
Rezystory R1, R2, R3,... równolegle działają również jako pojedynczy rezystor, ale obliczenie równoważnej rezystancji Rp jest bardziej skomplikowana, podana przez:
\frac{1}{R_s}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\frac{1}{R_3}+...
Dodanie rezystora równolegle do obwodu zawszemalejerównoważny opór. Ta zależność ma interesujące implikacje w określaniu wad lub zalet obwodu równoległego.
Zalety połączenia równoległego
Wady lub zalety równoległego łączenia elementów zależą od sytuacji. Na przykład domy są okablowane, dzięki czemu urządzenia elektryczne mogą być używane równolegle. Gdy lodówka jest podłączona do gniazdka w kuchni, zużywa prąd bez wpływu na napięcie lub prąd w pozostałej części domu – i dlatego nie ma wpływu na działanie żadnego innego urządzenia.. To jedna z zalet połączenia równoległego.
Żarówki na sznurku nowoczesnych lampek choinkowych są również połączone równolegle. Jeśli jedna żarówka przepala się, staje się to obwód otwarty, który nie ma wpływu na inne żarówki. Pozostała część sznurka pozostaje podświetlona. Ponieważ pojedyncza ciemna żarówka jest od razu widoczna, można ją łatwo znaleźć i wymienić – znowu zaleta obwodu równoległego.
Staromodne świąteczne lampki zostały połączone szeregowo, a przepalona żarówka zatrzymała prąd przez cały sznurek, wyłączając wszystkie światła. Wyobraź sobie, jak trudno byłoby znaleźć jedną złą żarówkę!
Wada połączenia równoległego staje się widoczna w przypadku zwarcia, na przykład gdy ktoś zakleszczy przewód między dwoma stykami gniazdka elektrycznego. Zwarcie ma bardzo niską rezystancję, co z kolei powoduje ogromny wzrost prądu w obwodzie i huk! Iskry lecą, a przewody się nagrzewają, co może spowodować pożar.
Na szczęście bezpiecznik przepala się i staje się w obwodzie otwartym. Ponieważ jest połączony szeregowo z okablowaniem, bezpiecznik spełnia swoje zadanie i zatrzymuje przepływ prądu, zanim cokolwiek ulegnie uszkodzeniu.