Смешанное соединение потребителей

Читайте внимательно: три лампочки, все шестивольтовые, надо подключить к источнику 12 В, и гореть они должны нормально. Лампочки — разные: две рассчитаны на напряжение 6 В и 3 А. Как же включить эти лампочки?

Соединить последовательно нельзя:

Напряжение разделится неодинаково — по 6 В всем не достанется. И по току условие не выполняется.

Соединить параллельно тоже нельзя: сразу все перегорят — 12 В, а каждой нужно по 6 В.

В таких случаях потребители приходится соединять смешанно. Смешанное соединение — это соединение отдельных участков между собой параллельно или последовательно.

А на участках потребители тоже соединяются между собой параллельно или последовательно.

Главная задача — каждый потребитель должен получить столько ампер и вольт, сколько ему положено, и будет работать он нормально, но малейшее изменение на любом участке приводит к изменениям напряжения и тока в других участках.

Как производится расчет при смешанном соединении Пример: схема 1 из шести резисторов, три участка АБ, БВ и ВГ.

Схему надо упрощать: на участке АБ — один резистор. Здесь упрощать нечего; на участке БВ — два резистора, соединенные параллельно. Заменим их одним, равным по величине:

R_БВ===4.5 Ом.

На участке ВГ — три резистора, тоже включенные параллельно. Найдем их общее сопротивление и заменим все три одним:

-++=+R_ВГ=4 Ом.

Теперь каждый участок имеет по одному сопротивлению и все три соединены последовательно. Заменим все три одним, равным сумме всех трех: R=1.5+4.5+4=10 Ом.

Задача — проще не придумаешь.

Можно найти силу тока, идущую от источника:

I===6 А.

Сопротивление участков известны:

АБ-15 Ом, БВ-4,5 Ом, ВГ-4 Ом. Сила тока тоже известна (только что нашли) — 6 А. Можно найти падение напряжения на каждом участке:

U_АБIR=6*1,5=9 В; U_АБ=IR_АБ=6*4,5=27 В, U_ВГ=IR_ВГ=6*4=24 В.

Проверим:

U=U_АБ+U_БВ+U_ВГ=9+27+24=60,.

Правильно.

Теперь посмотрите на схему 2. Напряжение на участке ВГ равно 24 В. Все три резистора соединены параллельно — напряжение на всех одинаково, найти силу тока можно по закону Ома:

I₄===1 А; I₅===2 А;

I₆===3 А;

Проверим: I=I₄+I₅+I₆=1+2+3=6 А. Все правильно.

Напряжение на участке БВ равно 27 В. Оба резистора соединены параллельно. Определим силу тока в каждом из них:

I₂===4,5; I₃===1,5 А;

Проверим: I=I₂+I₃=4,5+1,5= 6 А. Все правильно. На участке АБ искать ничего не надо: напряжение уже нашли — 9 В, силу тока нашли — 6 А — это общая сила тока. Все.