8. Obwody z prądem

Często mamy do czynienia z obwodami, gdzie odbiorniki są łączone w sposób mieszany (tzn. szeregowo i równolegle jednocześnie). Licząc opór zastępczy należy sprowadzić je albo do połączenia szeregowego albo równoległego. Opór zastępczy dla część z nich liczymy oddzielnie. Na schematach przedstawiono rzeczywisty kierunek prądu. Oto przykład:

Rezystory 1 i 2 traktujemy jako jeden (zastępczy). Wtedy mamy dwa rezystory połączone szeregowo (zastępczy i rezystor 3). Na rezystorze zastępczym i 3 nastąpi spadek napięcia.

Opory 1 i 2 zsumujemy równolegle (obliczymy opór zastępczy):

Mamy teraz już tylko połączenie szeregowe:

Kolejny przykład przedstawia dobór mocy urządzenia. Mamy wiatraczek komputerowy obracający się 2000obr/min. Wiatrak pracuje na napięciu 12V i ma moc 6W. Jaki rezystor należy wstawić, by zmniejszyć prędkość obrotów wiatraczka o połowę. Oto schemat:

Jeżeli zmniejszymy napięcie o połowę do 6V, to wiatraczek będzie obracał się dwa razy wolniej. Najłatwiej wstawić szeregowo rezystor, który zmniejszy nam napięcie o połowę. Na rezystorze i wiatraczku następuje spadek napięcia (połączenie szeregowe). Natężenie prądu jest takie samo w obwodzie. Skoro na wiatraczku ma być 6V, to spadek napięcia na rezystorze musi wynosić 12V-6V=6V. Stąd:

Natężenie prądu musi być takie samo w każdym punkcie obwodu (prąd się nie rozgałęzia). Dlatego obliczymy prąd płynący przez wiatrak:

Przez rezystor musi płynąć ten sam prąd. Z prawa Ohma:

Musimy więc wstawić rezystor 6 omowy. Należy też określić moc tego rezystora.

Rezystor o takiej mocy jest drogi, dlatego stosuje się inne rozwiązania (np. dzielniki napięcia)