Последовательное соединение элементов электрической цепи
Анализ любой электрической цепи начинается с построения ее модели, которая описывается схемой замещения. В общем случае такие схемы содержат все три типа пассивных схемных элементов: резистивные, индуктивные и емкостные. При постоянном токе сопротивление индуктивного элемента равно нулю. Сопротивление емкостного элемента равно бесконечности. При постоянном токе схемы замещения представляют собой соединения только резистивных элементов с источниками постоянных токов и ЭДС. Такие схемы называют резистивными. Наиболее простыми являются линейные резистивные схемы, в которых сопротивление каждого резистивного элемента постоянно.
Если несколько резисторов соединены один за другим без разветвлений и по ним проходит один и тот же ток, то они образуют одну ветвь, и такое соединениерезисторов называется последовательным.
Примером схемы, состоящей из последовательно соединенных резистивных элементов R1, R2, R3, является схема, представленная на рис.1.4.
Рис. 1.4. Схема цепи, состоящая из последовательно соединенных резистивных элементов R1, R2, R3
Согласно закону Ома (1.3), напряжения на резисторах или падения напряжения определяются выражениями:
из чего следует . Таким образом, падения напряжения на последовательно соединенных резисторах пропорциональны значениям их сопротивлений. Напряжения на резисторах можно выразить через разность потенциалов на их выводах:
Из этого следует, что
. (1.5)
Сумма падений напряжений на последовательно соединенных резисторах равна напряжению на выводах всего участка цепи.
Ряд последовательно соединенных резисторов можно заменить эквивалентным сопротивлением. Если помножить уравнение (1.5) на , то получим
. (1.6)
Из уравнения (1.6) следует, что эквивалентное сопротивление последовательно соединенных резисторов равно сумме их сопротивлений.