Također naučite Primjer problema s paralelnim otpornicima Dan Primjer problema sa serijskim otpornicima
Materijal otpornika serijskog otpora
Ako su otpornici spojeni kao što je prikazano na gornjem dijagramu, spojeni su serijski. Dotični otpornici mogu biti komponente otpornika, žarulje ili drugi električni izolacijski uređaji.
Električni naboj (Q) je konstantan tako da električni naboj koji se kreće kroz otpor 1 (R1) = električni naboj koji se kreće kroz otpor 2 (R2) = električni naboj koji se kreće kroz otpor 3 (R3). Električna struja (I) je električni naboj koji teče tijekom određenog vremenskog intervala (I = Q/t), stoga je električna struja koja prolazi kroz otpor 1 (I1) = električna struja koja prolazi kroz otpor 2 (I2) = električna struja koja prolazi kroz otpor 3 (I3). Matematički, ukupna električna struja (I) = I1 = I2 = I3.
Naprotiv električni napon (V) se smanjuje kada se električni naboj kreće kroz svaki otpor. Električni napon, koji se naziva i razlika električnih potencijala, je električna potencijalna energija po jedinici električnog naboja. Napon se smanjuje jer se električna energija koristi u svakom električnom otporu. Dakle, ukupni električni napon (V) jednak je zbroju električnih napona na svakom otporu. Matematički, ukupni električni napon (V) = V1 + V2 + V3V = IR pa je jednadžba ukupnog električnog napona V = IR1 + IR2 + IR3Električna struja koja teče kroz svaki otpornik ima istu vrijednost pa se ova jednadžba mijenja u V = I (R1 + R2 + R3).
Na temelju gornje jednadžbe može se zaključiti da je ukupni električni otpor (R) ili ekvivalentni otpor električnih otpora spojenih u seriju jednak zbroju svakog električnog otpora, matematički R = R1 + R2 + R3Ako su samo dva otpornika spojena serijski, tada je vrijednost zamjenskog otpornika (R) = R1 + R2Ako su četiri otpornika spojena serijski, tada je vrijednost zamjenskog otpornika (R) = R1 + R2 + R3 + R4Slično tome, ako je pet ili više otpornika spojeno u seriju.
Primjer problema sa serijskim otpornikom:
1. Zadano je R1 = 2 Ω, R2 = 3 Ω i R3 = 4 Ω. Tri otpornika su spojena serijski. Kolika je vrijednost zamjenskog otpornika? (Ω = Ohm).
Rasprava
R = R1 + R2 + R3 = 2 + 3 + 4 = 9 Ω.
Ovaj rezultat pokazuje da je vrijednost zamjenskog otpora veća od vrijednosti otpora svakog otpornika spojenog u seriju.
2. Dva otpornika R1 = 50 Ω i R2 = 50 Ω spojenih serijski i spojenih na bateriju od 12 V. Odredite (a) ekvivalentni otpor (b) električnu struju koja prolazi kroz svaki otpornik.
Rasprava
(a) R = R1 + R2 = 50 Ω + 50 Ω = 100 Ω.
(b) I = V / R = 12 V / 100 Ω = 0,12 Ampera
