§44. Последовательное соединение проводников
В электрических цепях элементы могут быть соединены последовательно, то есть один за другим, образуя единую цепь для прохождения электрического тока.
1. Сила тока при последовательном соединении
В такой цепи сила тока одинакова во всех её частях:
I = I₁ = I₂ …
Это связано с тем, что один и тот же поток заряженных частиц проходит через все элементы цепи. По закону сохранения заряда новые заряды не появляются и не исчезают, поэтому ток остаётся одинаковым на каждом участке.
2. Напряжение при последовательном соединении
Общее напряжение на всей последовательной цепи равно сумме напряжений на её отдельных элементах:
U = U₁ + U₂ + …
Причём участок с большим сопротивлением получает большую «долю» напряжения. Это объясняется законом Ома: при одинаковом токе большее сопротивление вызывает больший перепад напряжения.
3. Сопротивление цепи
Для последовательного соединения общее сопротивление находится сложением всех сопротивлений:
R = R₁ + R₂ + R₃ + …
Это прямо следует из закона Ома (I = U / R): если напряжение распределяется по отдельным участкам, то и сопротивления суммируются.
Когда применяют последовательное соединение
Такое соединение удобно, когда требуется:
- обеспечить одинаковый ток через все элементы цепи;
- увеличить общее сопротивление;
- подключить измерительные приборы (например, амперметр).