Tutki myös esimerkkejä rinnakkaisvastuksista ja sarjaan kytketyistä vastuksista.
Sarjaresistanssin vastuksen materiaali
Jos vastukset kytketään yllä olevan kaavion mukaisesti, ne kytketään sarjaan. Kyseiset vastukset voivat olla vastuskomponentteja, lamppuja tai muita sähköeristyslaitteita.
Sähkövaraus (Q) on vakio, joten vastuksen 1 läpi kulkeva sähkövaraus (R1 ) = vastuksen 2 läpi kulkeva sähkövaraus (R2 ) = vastuksen 3 läpi kulkeva sähkövaraus (R3 ) . Sähkövirta (I) on tietyn aikavälin (I = Q/t) aikana virtaava sähkövaraus, joten vastuksen 1 läpi kulkeva sähkövirta (I1 ) = vastuksen 2 läpi kulkeva sähkövirta (I2 ) = vastuksen 3 läpi kulkeva sähkövirta ( I3 ). Matemaattisesti kokonaissähkövirta (I) = I1 = I2 = I3.
Toisaalta sähköjännite (V) pienenee, kun sähkövaraus liikkuu kunkin vastuksen läpi. Sähköjännite, jota kutsutaan myös sähköpotentiaali-eroksi, on sähköpotentiaalienergia sähkövarausyksikköä kohti. Sähköjännite pienenee, koska sähköenergiaa käytetään jokaisessa sähkövastuksessa. Kokonaisjännite (V) on siis yhtä suuri kuin kunkin vastuksen sähköjännitteiden summa. Matemaattisesti kokonaisjännite (V) = V1 + V2 + V3 . V = IR, joten kokonaisjänniteyhtälö V = IR1 + IR2 + IR3 . Jokaisessa vastuksessa virtaava sähkövirta on sama, joten yhtälö muuttuu muotoon V = I (R1 + R2 + R3 ).
Yllä olevan yhtälön perusteella voidaan päätellä, että sarjaan kytkettyjen sähkövastusten kokonaissähkövastus (R) eli korvausresistanssi on yhtä suuri kuin kunkin sähköisen resistanssin summa, matemaattisesti R = R1 + R2 + R3 . Jos sarjaan kytkettyjä vastusta on vain kaksi, korvausvastuksen arvo (R) = R1 + R2 . Jos sarjaan kytkettyjä vastusta on neljä, korvausvastuksen arvo (R) = R1 + R2 + R3 + R4 . Samoin, jos sarjaan kytkettyjä vastuksia on viisi tai enemmän.
Esimerkki sarjavastusongelmasta:
1. Oletetaan, että R1 = 2 Ω, R2 = 3 Ω ja R3 = 4 Ω. Kolme vastusta on kytketty sarjaan. Mikä on korvaavan vastuksen arvo? (Ω = Ohm).
Keskustelu
R = R1 + R2 + R3 = 2 + 3 + 4 = 9 Ω.
Tämä tulos osoittaa, että korvaavan vastuksen arvo on suurempi kuin jokaisen sarjaan kytketyn vastuksen resistanssiarvo.
2. Kaksi vastusta, R1 = 50 Ω ja R2 = 50 Ω, on kytketty sarjaan ja kytketty 12 voltin akkuun. Määritä (a) ekvivalenttiresistanssi (b) kunkin vastuksen läpi kulkeva sähkövirta.
Keskustelu
(a) R = R 1 + R 2 = 50 Ω + 50 Ω = 100 Ω.
(b) I = V / R = 12 volttia / 100 Ω = 0,12 ampeeria
