Последовательным называется соединение, когда ток последовательно проходит через несколько потребителей. В схеме на рис.9 последовательно включены три резистора. Здесь и далее источник ЭДС, питающий схему, не отображается. Однако, не нужно забывать, что он есть и создаёт на входных клеммах напряжение питания .
В схеме можно измерить четыре напряжения: общее для всей цепи и напряжения на каждом из резисторов.
Напряжение на этой и других схемах обозначается стрелкой, направленной от “+” к “-”.
Главное свойство последовательной цепи состоит в том, что ток одинаков во всех участках цепи.
Это можно понять, представив, что мы имеем дело с водой, последовательно протекающей по нескольким трубам. Сколько бы ни было труб, во всех протекает одно и тоже количество воды. В электрической схеме мы имеем дело не с водой, а с движущимся по проводам потоком электронов. Но принцип остаётся в силе: сколько электронов начало движение от верхней клеммы, столько же их подойдёт к нижней клемме.
Рис.9 Последовательное соединение резисторов
Главное свойство последовательной цепи состоит в том, что ток одинаков во всех участках цепи.
Это можно понять, представив, что мы имеем дело с водой, последовательно протекающей по нескольким трубам. Сколько бы ни было труб, во всех протекает одно и тоже количество воды. В электрической схеме мы имеем дело не с водой, а с движущимся по проводам потоком электронов. Но принцип остаётся в силе: сколько электронов начало движение от верхней клеммы, столько же их подойдёт к нижней клемме.
Общее напряжение, приложенное к цепи, равно сумме напряжений на всех элементах, входящих в цепь:
Общее сопротивление всей цепи равно сумме всех сопротивлений:
Последовательное соединение применяется, например, в елочной гирлянде. В ней, можно соединить последовательно 22 низковольтные лампочки, каждая рассчитана на 10 В. Общее напряжение составит 220В.
Главный недостаток последовательного соединения состоит в том, что обрыв одного сопротивления выключает (разрывает) всю цепь. При перегорании одной лампочки в гирлянде, она погаснет вся.
Пример 5. Расчёт цепи с последовательным соединением резисторов.
Последовательно соединены , , , общее напряжение . Найти ток в цепи и напряжение на каждом сопротивлении.
Решение:
1) Найдем общее сопротивление всей цепи:
2) Найдем ток в цепи по закону Ома:
3) Найдем напряжение на каждом из сопротивлений, входящих в цепь:
Если все сопротивления в цепи одинаковые, то напряжения на них будут равны. Если сопротивления разные, то напряжение будет больше, где будет больше сопротивление.
Пример 6. Расчёт цепи с последовательным соединением резисторов.
Последовательно соединены два резистора (см. рис.10).
Рис. 10. Схема к задаче
Известно: , . Вольтметр, подключённый к резистору R1 показывает . Найти напряжение на втором резисторе и общее напряжение , приложенное к схеме.
Решение:
1) Найдем общее сопротивление цепи:
2) Найдем ток в цепи:
3) Найдем напряжение на втором резисторе:
4) Найдем общее напряжение