Pada rangkuman sebelumnya, telah ditetapkan bahwa kuat arus dalam suatu penghantar bergantung pada tegangan pada ujung-ujungnya. Jika Anda mengganti konduktor dalam suatu percobaan, membiarkan tegangan pada konduktor tersebut tidak berubah, maka Anda dapat menunjukkan kapan tegangan konstan pada ujung-ujung penghantar, kuat arus berbanding terbalik dengan hambatannya. Menggabungkan ketergantungan arus pada tegangan dan ketergantungannya pada resistansi konduktor, kita dapat menulis: Saya = U/R . Hukum ini, yang ditetapkan secara eksperimental, disebut hukum Ohm(untuk bagian rantai).

Hukum Ohm untuk bagian rangkaian: Kuat arus pada suatu penghantar berbanding lurus dengan tegangan yang diberikan pada ujung-ujungnya dan berbanding terbalik dengan hambatan penghantar tersebut.

Pertama-tama, hukum ini selalu berlaku untuk konduktor logam padat dan cair. Dan juga untuk beberapa zat lainnya (biasanya padat atau cair). Konsumen energi listrik (bola lampu, resistor, dll.) dapat dihubungkan satu sama lain dengan cara yang berbeda dalam suatu rangkaian listrik.D va jenis utama sambungan konduktor

: serial dan paralel. Dan ada juga dua koneksi lagi yang jarang terjadi: campuran dan jembatan.

Sambungan seri konduktor Saat menghubungkan konduktor secara seri, ujung satu konduktor akan terhubung ke awal konduktor lain, dan ujungnya ke awal konduktor ketiga, dan seterusnya. Misalnya menyambungkan bola lampu ke dalam Karangan bunga pohon Natal

. Ketika konduktor dihubungkan secara seri, arus melewati semua bohlam. Dalam hal ini, muatan yang sama melewati penampang setiap konduktor per satuan waktu. Artinya, muatan tidak terakumulasi di bagian mana pun dari konduktor. Oleh karena itu, ketika menghubungkan konduktor secara seriKuat arus pada setiap bagian rangkaian adalah sama: saya 1 = saya 2 = .

SAYA: Resistansi total konduktor yang dihubungkan seri sama dengan jumlah resistansinya R 1 + R 2 = R

. Karena jika konduktor dihubungkan secara seri, panjang totalnya bertambah. Ini lebih besar dari panjang masing-masing konduktor, dan resistansi konduktor meningkat. Menurut hukum Ohm, tegangan pada setiap penghantar adalah: kamu 1 = SAYA* ,R 1 kamu 2 = saya*R 2 . Dalam hal ini, tegangan totalnya adalah kamu = aku( R1+ . Karena kuat arus pada semua penghantar adalah sama, dan hambatan total sama dengan jumlah hambatan penghantar, maka tegangan penuh pada penghantar yang dihubungkan seri sama dengan jumlah tegangan pada masing-masing penghantar: kamu = kamu 1 + kamu 2 .

Dari persamaan di atas maka berikut ini koneksi serial konduktor digunakan jika tegangan yang dirancang untuk konsumen energi listrik lebih kecil dari tegangan total dalam rangkaian.

Untuk sambungan seri konduktor, berlaku hukum berikut: :

1) kuat arus pada semua penghantar adalah sama; 2) tegangan pada seluruh sambungan sama dengan jumlah tegangan pada masing-masing konduktor; 3) resistansi seluruh sambungan sama dengan jumlah resistansi masing-masing konduktor.

Koneksi paralel konduktor

Contoh koneksi paralel konduktor berfungsi untuk menghubungkan konsumen energi listrik di dalam apartemen. Jadi, bola lampu, ketel, setrika, dll. dinyalakan secara paralel.

Pada koneksi paralel konduktor, semua konduktor pada salah satu ujungnya dihubungkan ke satu titik dalam rangkaian. Dan ujung kedua ke titik lain dalam rantai. Voltmeter yang dihubungkan ke titik-titik ini akan menunjukkan tegangan pada konduktor 1 dan konduktor 2. Dalam hal ini, tegangan pada ujung semua konduktor yang dihubungkan paralel adalah sama: kamu 1 = kamu 2 = kamu .

Ketika konduktor dihubungkan secara paralel, rangkaian listrik bercabang. Oleh karena itu, sebagian dari muatan total melewati satu konduktor, dan sebagian lagi melalui konduktor lainnya. Oleh karena itu, ketika menghubungkan konduktor secara paralel, kuat arus pada bagian rangkaian yang tidak bercabang sama dengan jumlah kuat arus pada masing-masing konduktor: saya = saya 1+ saya 2 .

Menurut hukum Ohm Saya = U/R, Saya 1 = U 1 /R 1, Saya 2 = U 2 /R 2 . Ini mengikuti dari ini: U/R = kamu 1 /R 1 + kamu 2 /R 2, kamu = kamu 1 = kamu 2, 1/R = 1/R 1 + 1/R 2 Kebalikan dari resistansi total penghantar yang dirangkai paralel sama dengan jumlah kebalikan dari resistansi masing-masing penghantar.

Apabila konduktor-konduktor dihubungkan secara paralel, maka resistansi total konduktor-konduktor tersebut akan lebih kecil dari resistansi masing-masing konduktor. Memang benar, jika dua konduktor yang mempunyai hambatan yang sama dihubungkan secara paralel G, maka hambatan totalnya sama dengan: R = g/2. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa ketika konduktor dihubungkan secara paralel, luas penampangnya meningkat. Akibatnya resistensi menurun.

Dari rumus di atas jelas mengapa konsumen energi listrik dihubungkan secara paralel. Semuanya dirancang untuk tegangan identik tertentu, yaitu di apartemen 220 V. Mengetahui resistansi masing-masing konsumen, Anda dapat menghitung kekuatan arus di masing-masing konsumen. Dan juga kesesuaian kekuatan arus total dengan kekuatan arus maksimum yang diperbolehkan.

Untuk sambungan paralel konduktor, berlaku hukum berikut:

1) tegangan pada semua penghantar adalah sama; 2) kuat arus pada sambungan konduktor sama dengan jumlah arus pada masing-masing konduktor; 3) nilai kebalikan dari resistansi seluruh sambungan sama dengan jumlah nilai kebalikan dari resistansi masing-masing konduktor.

Ketika beberapa penerima daya dihubungkan secara bersamaan ke jaringan yang sama, penerima ini dapat dengan mudah dianggap sebagai elemen dari satu rangkaian, yang masing-masing memiliki resistansi sendiri.

Dalam beberapa kasus, pendekatan ini ternyata cukup dapat diterima: lampu pijar, pemanas listrik dll. - dapat dianggap sebagai resistor. Artinya, perangkat dapat diganti dengan resistansinya, dan mudah untuk menghitung parameter rangkaian.

Metode penyambungan penerima daya dapat berupa salah satu cara berikut: jenis sambungan serial, paralel, atau campuran.

Koneksi serial

Bila beberapa penerima (resistor) disambungkan dalam suatu rangkaian seri, yaitu terminal kedua dari penerima pertama dihubungkan ke terminal pertama dari penerima kedua, terminal kedua dari penerima kedua dihubungkan ke terminal pertama dari penerima ketiga, terminal kedua terminal ketiga dihubungkan ke terminal pertama terminal keempat, dan seterusnya, kemudian bila rangkaian tersebut dihubungkan ke sumber listrik, arus I dengan besaran yang sama akan mengalir melalui semua elemen rangkaian. Ide ini diilustrasikan oleh gambar berikut.

Setelah mengganti perangkat dengan resistansinya, kita ubah gambarnya menjadi rangkaian, kemudian resistansi R1 hingga R4, dihubungkan secara seri, masing-masing akan mengambil tegangan tertentu, yang secara total akan memberikan nilai EMF pada terminal sumber listrik. . Untuk mempermudah, selanjutnya kita akan menggambarkan sumbernya dalam bentuk unsur galvanik.

Menyatakan penurunan tegangan melalui arus dan melalui hambatan, kita memperoleh ekspresi untuk resistensi setara rangkaian seri penerima: resistansi total dari rangkaian resistor yang dihubungkan secara seri selalu sama dengan jumlah aljabar dari semua resistansi yang membentuk rangkaian ini. Dan karena tegangan pada setiap bagian rangkaian dapat dicari dari hukum Ohm (U = I*R, U1 = I*R1, U2 = I*R2, dst) dan E = U, maka untuk rangkaian kita peroleh:

Tegangan pada terminal catu daya sama dengan jumlah penurunan tegangan pada masing-masing penerima yang dihubungkan seri yang membentuk rangkaian.

Karena arus yang mengalir melalui seluruh rangkaian dengan nilai yang sama, dapat dikatakan bahwa tegangan pada penerima yang dihubungkan seri (resistor) berhubungan satu sama lain sebanding dengan resistansinya. Dan semakin tinggi resistansinya, semakin tinggi pula tegangan yang diberikan ke penerima.

Untuk sambungan seri n resistor dengan resistansi yang sama Rk, resistansi total ekuivalen seluruh rangkaian akan n kali lebih besar dari masing-masing resistansi berikut: R = n*Rk. Oleh karena itu, tegangan yang diterapkan ke masing-masing resistor dalam rangkaian akan sama satu sama lain, dan akan menjadi n kali lebih kecil dari tegangan yang diterapkan ke seluruh rangkaian: Uk = U/n.

Sambungan seri penerima daya dicirikan oleh sifat-sifat berikut: jika Anda mengubah resistansi salah satu penerima di rangkaian, tegangan pada penerima yang tersisa di rangkaian akan berubah; jika salah satu penerima rusak, arus di seluruh rangkaian, di semua penerima lainnya, akan berhenti.

Karena fitur-fitur ini, koneksi serial jarang terjadi, dan hanya digunakan jika tegangan jaringan lebih tinggi dari tegangan pengenal penerima, tanpa adanya alternatif.

Misalnya, tegangan 220 volt dapat menghidupkan dua lampu yang dihubungkan secara seri kekuatan yang setara, yang masing-masing dirancang untuk tegangan 110 volt. Jika lampu ini memiliki hal yang sama tegangan pengenal nutrisi akan berbeda daya terukur, maka salah satunya akan kelebihan beban dan kemungkinan besar akan langsung terbakar.

Koneksi paralel

Sambungan paralel penerima melibatkan menghubungkan masing-masing penerima antara sepasang titik dalam rangkaian listrik sehingga membentuk cabang paralel, yang masing-masing ditenagai oleh tegangan sumber. Agar lebih jelas, mari kita ganti receivernya lagi hambatan listrik untuk mendapatkan diagram yang nyaman untuk menghitung parameter.

Seperti telah disebutkan, dalam kasus koneksi paralel, masing-masing resistor mengalami tegangan yang sama. Dan sesuai dengan hukum Ohm kita mempunyai: I1=U/R1, I2=U/R2, I3=U/R3.

Di sini saya adalah sumber arus. Hukum pertama Kirchhoff untuk rangkaian tertentu memungkinkan kita menuliskan persamaan arus pada bagian tidak bercabang: I = I1+I2+I3.

Oleh karena itu, hambatan total untuk sambungan paralel elemen rangkaian dapat dicari dari rumus:

Kebalikan dari hambatan disebut konduktivitas G, dan rumus konduktivitas suatu rangkaian yang terdiri dari beberapa elemen yang dihubungkan paralel juga dapat ditulis: G = G1 + G2 + G3. Konduktivitas suatu rangkaian jika resistor-resistor yang membentuknya dihubungkan secara paralel sama dengan jumlah aljabar konduktivitas resistor-resistor tersebut. Akibatnya, ketika penerima paralel (resistor) ditambahkan ke rangkaian, resistansi total rangkaian akan berkurang, dan konduktivitas total akan meningkat.

Arus dalam rangkaian yang terdiri dari penerima-penerima yang dihubungkan secara paralel didistribusikan di antara penerima-penerima tersebut berbanding lurus dengan konduktifitasnya, yaitu berbanding terbalik dengan resistansinya. Di sini kita dapat memberikan analogi dari hidrolika, dimana aliran air dialirkan melalui pipa-pipa sesuai dengan penampangnya, maka penampang yang lebih besar serupa dengan hambatan yang lebih kecil, yaitu konduktivitas yang lebih besar.

Jika suatu rangkaian terdiri dari beberapa (n) resistor identik yang dihubungkan secara paralel, maka hambatan total rangkaian tersebut akan n kali lebih rendah dari hambatan salah satu resistor, dan arus yang melalui masing-masing resistor akan n kali lebih kecil dari jumlah arus: R = R1/n; I1 = Saya/n.

Suatu rangkaian yang terdiri dari penerima-penerima yang dihubungkan secara paralel yang dihubungkan ke sumber listrik dicirikan bahwa masing-masing penerima diberi energi oleh sumber listrik.

Untuk sumber ideal listrik, pernyataan berikut ini benar: ketika resistor dihubungkan atau diputuskan secara paralel dengan sumber, arus pada sisa resistor yang terhubung tidak akan berubah, yaitu jika satu atau lebih penerima dalam rangkaian paralel gagal, sisanya akan terus beroperasi dalam mode yang sama.

Karena fitur-fitur ini, koneksi paralel memiliki keunggulan yang signifikan dibandingkan koneksi serial, dan oleh karena itu koneksi paralellah yang paling umum di jaringan listrik. Misalnya, semua peralatan listrik di rumah kita dirancang untuk dihubungkan secara paralel jaringan rumah tangga, dan jika Anda mematikan salah satunya, yang lainnya tidak akan merugikan sama sekali.

Perbandingan berurutan dan rangkaian paralel

Yang kami maksud dengan sambungan campuran penerima adalah sambungan ketika sebagian atau beberapa penerima dihubungkan satu sama lain secara seri, dan bagian atau beberapa lainnya dihubungkan secara paralel. Dalam hal ini, seluruh rantai dapat dibentuk dari koneksi yang berbeda bagian-bagian tersebut di antara mereka sendiri. Misalnya, perhatikan diagram:

Tiga resistor yang dihubungkan seri dihubungkan ke sumber listrik, dua resistor lagi dihubungkan secara paralel ke salah satunya, dan yang ketiga dihubungkan secara paralel ke seluruh rangkaian. Untuk menemukan impedansi rantai mengalami transformasi berturut-turut: rantai yang kompleks secara konsisten mengarah ke tampilan sederhana, secara berurutan menghitung resistansi setiap tautan, dan kemudian menemukan resistansi ekivalen total.

Sebagai contoh kita. Pertama, carilah hambatan total dari dua buah resistor R4 dan R5 yang dihubungkan secara seri, kemudian hambatan dari sambungan paralelnya dengan R2, kemudian tambahkan R1 dan R3 ke nilai yang diperoleh, lalu hitung nilai hambatan seluruh rangkaian, termasuk yang paralel. cabang R6.

Berbagai metode menghubungkan penerima daya digunakan dalam praktik untuk berbagai tujuan untuk memecahkan masalah tertentu. Misalnya, koneksi campuran dapat ditemukan di sirkuit pengisian daya lunak blok yang kuat catu daya, dimana beban (kapasitor setelah jembatan dioda) terlebih dahulu menerima daya secara seri melalui sebuah resistor, kemudian resistor tersebut dilewati oleh kontak relai, dan beban dihubungkan ke jembatan dioda paralel.

Andrey Povny

Semua rangkaian listrik menggunakan resistor yang merupakan elemen dengan tepat menetapkan nilai perlawanan. Berkat kualitas spesifik perangkat ini, tegangan dan arus dapat disesuaikan di area mana pun di sirkuit. Sifat-sifat ini mendasari pekerjaan hampir semua orang perangkat elektronik dan peralatan. Jadi, tegangan saat menghubungkan resistor secara paralel dan seri akan berbeda. Oleh karena itu, setiap jenis koneksi hanya dapat digunakan dalam kondisi tertentu, tergantung pada satu atau lain hal diagram kelistrikan dapat sepenuhnya menjalankan fungsinya.

Tegangan seri

Pada sambungan seri, dua buah resistor atau lebih dihubungkan secara seri sirkuit umum sedemikian rupa sehingga masing-masing perangkat memiliki kontak dengan perangkat lain hanya pada satu titik. Dengan kata lain, ujung resistor pertama dihubungkan ke awal resistor kedua, dan ujung resistor kedua dihubungkan ke awal resistor ketiga, dan seterusnya.

Ciri dari rangkaian ini adalah nilai arus listrik yang sama melewati semua resistor yang terhubung. Dengan bertambahnya jumlah elemen pada bagian rangkaian yang dipertimbangkan, aliran arus listrik menjadi semakin sulit. Hal ini terjadi karena adanya peningkatan resistensi total resistor jika dihubungkan secara seri. Properti ini dicerminkan dengan rumus: Rtot = R 1 + R 2.

Pembagian tegangan menurut hukum Ohm dilakukan untuk setiap resistor menurut rumus: V Rn = I Rn x R n. Jadi, ketika resistansi resistor meningkat, tegangan yang dijatuhkan pada resistor juga meningkat.

Tegangan paralel

Pada sambungan paralel, resistor dimasukkan ke dalam rangkaian listrik sedemikian rupa sehingga semua elemen hambatan dihubungkan satu sama lain melalui kedua kontak sekaligus. Satu titik, yang mewakili sebuah simpul listrik, dapat menghubungkan beberapa resistor secara bersamaan.

Hubungan seperti itu menunjukkan suatu aliran arus terpisah di setiap resistor. Kekuatan arus ini berbanding terbalik. Akibatnya, terjadi peningkatan konduktivitas keseluruhan pada bagian tertentu rangkaian, dengan penurunan resistansi secara umum. Dalam kasus hubungan paralel resistor dengan resistansi berbeda, nilai resistansi total pada bagian ini akan selalu lebih rendah dari resistansi terkecil dari satu resistor.

Dalam diagram yang ditunjukkan, tegangan antara titik A dan B tidak hanya mewakili tegangan total untuk seluruh bagian, tetapi juga tegangan yang disuplai ke masing-masing resistor. Jadi, jika dihubungkan secara paralel, tegangan yang diberikan ke semua resistor akan sama.

Akibatnya tegangan antara sambungan paralel dan seri akan berbeda pada setiap kasus. Berkat properti ini, terdapat peluang nyata untuk menyesuaikan nilai ini di bagian mana pun dalam rantai.

Salah satu pilar yang menjadi landasan banyak konsep elektronika adalah konsep sambungan konduktor serial dan paralel. Anda hanya perlu mengetahui perbedaan utama antara jenis koneksi ini. Tanpa ini, mustahil untuk memahami dan membaca satu diagram pun.

Prinsip dasar

Arus listrik mengalir melalui suatu penghantar dari sumber ke konsumen (beban). Paling sering, kabel tembaga dipilih sebagai konduktor. Hal ini disebabkan oleh persyaratan yang dikenakan pada konduktor: ia harus melepaskan elektron dengan mudah.

Terlepas dari metode koneksinya, arus listrik bergerak dari plus ke minus. Ke arah inilah potensinya menurun. Perlu diingat bahwa kawat yang dilalui arus juga memiliki hambatan. Namun signifikansinya sangat kecil. Itu sebabnya mereka diabaikan. Resistansi konduktor diasumsikan nol. Jika suatu penghantar mempunyai hambatan, biasanya disebut resistor.

Koneksi paralel

DI DALAM dalam hal ini Elemen-elemen yang termasuk dalam rantai tersebut dihubungkan oleh dua simpul. Mereka tidak memiliki koneksi dengan node lain. Bagian rangkaian yang memiliki sambungan seperti itu biasanya disebut cabang. Diagram koneksi paralel ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Lebih tepatnya dalam bahasa yang jelas, maka dalam hal ini semua konduktor dihubungkan pada satu ujung di satu simpul, dan di ujung lainnya - di simpul kedua. Hal ini mengarah pada fakta bahwa arus listrik terbagi menjadi semua elemen. Karena ini, konduktivitas seluruh rangkaian meningkat.

Saat menghubungkan konduktor dalam suatu rangkaian dengan cara ini, tegangan masing-masing konduktor akan sama. Tetapi kuat arus seluruh rangkaian akan ditentukan sebagai jumlah arus yang mengalir melalui semua elemen. Dengan mempertimbangkan hukum Ohm, pola menarik diperoleh melalui perhitungan matematis sederhana: kebalikan dari resistansi total seluruh rangkaian ditentukan sebagai jumlah dari kebalikan dari resistansi masing-masing rangkaian. elemen individu. Dalam hal ini, hanya elemen yang terhubung secara paralel yang diperhitungkan.

Koneksi serial

Dalam hal ini, semua elemen rantai dihubungkan sedemikian rupa sehingga tidak membentuk satu simpul. Pada metode ini koneksi memiliki satu kelemahan signifikan. Itu terletak pada kenyataan bahwa jika salah satu konduktor gagal, semua elemen berikutnya tidak akan dapat berfungsi. Contoh mencolok dari situasi seperti ini adalah karangan bunga biasa. Jika salah satu bola lampu padam, seluruh karangan bunga akan berhenti bekerja.

Sambungan seri elemen berbeda karena kuat arus di semua konduktor adalah sama. Adapun tegangan rangkaian sama dengan jumlah tegangan masing-masing elemen.

Pada rangkaian ini, konduktor dihubungkan ke rangkaian satu per satu. Ini berarti bahwa resistansi seluruh rangkaian akan terdiri dari resistansi individu yang merupakan karakteristik setiap elemen. Artinya, resistansi total rangkaian sama dengan jumlah resistansi semua konduktor. Ketergantungan yang sama dapat diturunkan secara matematis menggunakan hukum Ohm.

Skema campuran

Ada situasi ketika dalam satu diagram Anda dapat melihat koneksi elemen secara serial dan paralel. Dalam hal ini, mereka berbicara tentang senyawa campuran. Perhitungan rangkaian tersebut dilakukan secara terpisah untuk setiap kelompok konduktor.

Jadi, untuk menentukan hambatan total, perlu dijumlahkan hambatan elemen yang dihubungkan secara paralel dan hambatan elemen yang dihubungkan secara seri. Dalam hal ini, koneksi serial lebih dominan. Artinya, dihitung terlebih dahulu. Dan hanya setelah itu resistansi elemen dengan koneksi paralel ditentukan.

Menghubungkan LED

Dengan mengetahui dasar-dasar kedua jenis elemen penghubung dalam suatu rangkaian, Anda dapat memahami prinsip pembuatan rangkaian untuk berbagai peralatan listrik. Mari kita lihat sebuah contoh. sangat bergantung pada tegangan sumber arus.

Pada tegangan listrik rendah (hingga 5 V), LED dihubungkan secara seri. Dalam hal ini, kapasitor tipe pass dan resistor linier akan membantu mengurangi tingkat interferensi elektromagnetik. Konduktivitas LED ditingkatkan melalui penggunaan modulator sistem.

Dengan tegangan listrik 12 V, koneksi jaringan serial dan paralel dapat digunakan. Dalam hal penggunaan koneksi serial blok impuls nutrisi. Jika rangkaian tiga LED dirakit, maka Anda dapat melakukannya tanpa amplifier. Namun jika rangkaian menyala lagi elemen, maka diperlukan penguat.

Dalam kasus kedua, yaitu kapan koneksi paralel, perlu menggunakan dua resistor terbuka dan amplifier (dengan keluaran di atas 3 A). Selain itu, resistor pertama dipasang di depan amplifier, dan yang kedua - setelahnya.

Pada tegangan tinggi jaringan (220 V) menggunakan koneksi serial. Dalam hal ini, mereka juga menggunakannya penguat operasional dan pasokan listrik step-down.

Konduktor individu suatu rangkaian listrik dapat dihubungkan satu sama lain secara seri, paralel, dan campuran. Dalam hal ini, sambungan konduktor seri dan paralel adalah jenis sambungan utama, dan sambungan campuran adalah kombinasinya.

Sambungan seri penghantar adalah sambungan yang ujung penghantar pertama dihubungkan ke awal penghantar kedua, ujung penghantar kedua dihubungkan ke awal penghantar ketiga, dan seterusnya (Gambar 1).

Gambar 1. Diagram sambungan serial konduktor

Resistansi total suatu rangkaian yang terdiri dari beberapa konduktor yang dihubungkan secara seri sama dengan jumlah resistansi masing-masing konduktor:

R = R 1 + R 2 + R 3 + … + tidak.

Saat ini aktif wilayah yang terpisah rangkaian sekuensial sama dimana-mana:

saya 2 = 1 = saya 2 = 2 = saya 2 = 3 = saya 2 =.

Video 1. Sambungan seri konduktor

Contoh 1. Gambar 2 menunjukkan rangkaian listrik yang terdiri dari tiga hambatan yang dihubungkan secara seri R 1 = 2 Ohm, R 2 = 3 Ohm, R 3 = 5 ohm. Penting untuk menentukan pembacaan voltmeter V 1 , V 2 , V 3 dan V 4 jika kuat arus pada rangkaian adalah 4 A.

Resistansi seluruh rangkaian

R = R 1 + R 2 + R 3 = 2 + 3 + 5 = 10 Ohm.

Gambar 2. Skema pengukuran tegangan pada masing-masing bagian rangkaian listrik

Dalam perlawanan R 1 bila arus mengalir maka akan terjadi penurunan tegangan :

kamu 1 = saya 2 = × R 1 = 4 × 2 = 8V.

pengukur tegangan volt V 1 termasuk di antara poin A Dan B, akan menampilkan 8 V.

Dalam perlawanan R 2 ada juga penurunan tegangan:

kamu 2 = saya 2 = × R 2 = 4 × 3 = 12V.

pengukur tegangan volt V 2 termasuk di antara poin V Dan G, akan menampilkan 12 V.

Penurunan tegangan pada resistansi R 3:

kamu 3 = saya 2 = × R 3 = 4 × 5 = 20V.

pengukur tegangan volt V 3 termasuk di antara poin D Dan e, akan menampilkan 20 V.

Jika voltmeter dihubungkan pada salah satu ujungnya ke suatu titik A, ujung yang lain langsung ke pokok permasalahan G, maka akan terlihat beda potensial antara titik-titik tersebut, sama dengan jumlah jatuh tegangan pada resistansi R 1 dan R 2 (8+12=20V).

Jadi voltmeternya V, mengukur tegangan pada terminal rangkaian dan menghubungkan antar titik A Dan e, akan menunjukkan perbedaan potensial antara titik-titik ini atau jumlah penurunan tegangan pada resistansi R 1 , R 2 dan R 3 .

Hal ini menunjukkan bahwa jumlah penurunan tegangan pada masing-masing bagian rangkaian listrik sama dengan tegangan pada terminal rangkaian.

Karena pada sambungan seri arus rangkaian sama pada semua bagian, jatuh tegangan sebanding dengan hambatan pada bagian tertentu.

Contoh 2. Tiga buah hambatan masing-masing 10, 15 dan 20 ohm dihubungkan secara seri seperti terlihat pada Gambar 3. Arus dalam rangkaian adalah 5 A. Tentukan jatuh tegangan pada masing-masing hambatan.

kamu 1 = saya 2 = × R 1 = 5 ×10 = 50V,
kamu 2 = saya 2 = × R 2 = 5×15 = 75 V,
kamu 3 = saya 2 = × R 3 = 5×20 = 100 V.

Gambar 3. Contoh 2

Tegangan total rangkaian sama dengan jumlah penurunan tegangan di masing-masing bagian rangkaian:

kamu = kamu 1 + kamu 2 + kamu 3 = 50 + 75 + 100 = 225V.

Koneksi paralel konduktor

Sambungan paralel penghantar adalah sambungan yang bagian awal seluruh penghantar dihubungkan pada satu titik, dan ujung-ujung penghantar dihubungkan ke titik lain (Gambar 4). Bagian awal rangkaian dihubungkan pada salah satu kutub sumber tegangan, dan ujung rangkaian dihubungkan dengan kutub yang lain.

Gambar tersebut menunjukkan bahwa ketika konduktor dihubungkan secara paralel, ada beberapa jalur yang dilalui arus. Arus mengalir ke titik cabang A, menyebar lebih jauh pada tiga hambatan dan sama dengan jumlah arus yang meninggalkan titik ini:

saya 2 = = saya 2 = 1 + saya 2 = 2 + saya 2 = 3 .

Jika arus yang sampai pada titik percabangan dianggap positif, dan arus yang keluar dianggap negatif, maka untuk titik percabangan tersebut dapat dituliskan:

yaitu, jumlah aljabar arus untuk setiap titik simpul dalam rangkaian selalu sama dengan nol. Hubungan yang menghubungkan arus-arus pada setiap titik cabang dalam rangkaian disebut hukum pertama Kirchhoff. Pengertian hukum pertama Kirchhoff dapat dinyatakan dalam rumusan lain, yaitu: jumlah arus yang mengalir ke suatu simpul suatu rangkaian listrik sama dengan jumlah arus yang keluar dari simpul tersebut.

Video 2. Hukum pertama Kirchhoff

Biasanya saat menghitung rangkaian listrik arah arus pada cabang-cabang yang terhubung ke titik cabang mana pun tidak diketahui. Oleh karena itu, untuk dapat menuliskan persamaan hukum pertama Kirchhoff, sebelum mulai menghitung rangkaian, perlu untuk secara sewenang-wenang memilih apa yang disebut arah arus positif di semua cabangnya dan menandainya dengan panah pada diagram. .

Dengan menggunakan hukum Ohm, Anda dapat memperoleh rumus untuk menghitung hambatan total ketika konsumen dihubungkan secara paralel.

Total arus yang tiba pada suatu titik A, sama dengan:

Arus pada masing-masing cabang mempunyai nilai sebagai berikut:

Sesuai dengan rumus hukum pertama Kirchhoff

saya 2 = = saya 2 = 1 + saya 2 = 2 + saya 2 = 3

Mengambil kamu di sisi kanan persamaan di luar tanda kurung, kita mendapatkan:

Mengurangi kedua sisi persamaan dengan kamu, kita mendapatkan rumus untuk menghitung konduktivitas total:

g = g 1 + g 2 + g 3 .

Jadi, dengan sambungan paralel, bukan hambatannya yang meningkat, tetapi konduktivitasnya.

Contoh 3. Tentukan hambatan total dari tiga hambatan yang dirangkai paralel jika R 1 = 2 Ohm, R 2 = 3 Ohm, R 3 = 4 ohm.

Contoh 4. Lima hambatan 20, 30, 15, 40 dan 60 Ohm dihubungkan secara paralel ke jaringan. Tentukan hambatan totalnya:

Perlu dicatat bahwa ketika menghitung resistansi total suatu cabang, selalu lebih kecil dari resistansi terkecil yang termasuk dalam cabang tersebut.

Jika hambatan-hambatan yang dihubungkan secara paralel sama besar, maka hambatan totalnya adalah R rangkaian sama dengan hambatan salah satu cabang R 1 dibagi dengan jumlah cabang N:

Contoh 5. Tentukan hambatan total dari empat hambatan yang dirangkai paralel masing-masing 20 ohm:

Untuk memeriksanya, mari kita coba mencari hambatan percabangan menggunakan rumus:

Seperti yang Anda lihat, jawabannya sama.

Contoh 6. Misalkan perlu untuk menentukan arus pada setiap cabang ketika dihubungkan secara paralel, ditunjukkan pada Gambar 5, A.

Mari kita cari hambatan total rangkaian:

Sekarang kita dapat menggambarkan semua cabang secara sederhana sebagai satu hambatan (Gambar 5, B).

Penurunan tegangan antar titik A Dan B akan:

kamu = saya 2 = × R= 22 × 1,09 = 24V.

Kembali lagi ke Gambar 5, kita melihat bahwa ketiga resistansi akan diberi energi pada 24 V, karena keduanya terhubung antar titik. A Dan B.

Mengingat cabang pertama dari percabangan dengan resistensi R 1, kita melihat bahwa tegangan pada bagian ini adalah 24 V, resistansi bagian tersebut adalah 2 Ohm. Menurut hukum Ohm untuk suatu bagian rangkaian, arus pada bagian tersebut adalah:

Arus cabang kedua

Arus cabang ketiga

Mari kita periksa menggunakan hukum pertama Kirchhoff