Последователно или успоредно

Последователно: една след друга

При последователно свързване консуматорите са един след друг и токът има само един път.

• Токът е един и същ навсякъде: амперметър преди, между и след консуматорите показва едно и също. Токът не „се изразходва“ – изразходва се енергията.
• Напреженията се събират до напрежението на източника: U = U₁ + U₂. По-голямото напрежение е върху по-голямото съпротивление.
• Консуматорите зависят един от друг: изгори или развиеш ли единия, угасват всички. Затова старите коледни гирлянди угасваха целите.
• Още една крушка последователно – по-малък ток и по-слаба светлина у всяка.

Успоредно: една до друга

При успоредно свързване всеки консуматор е на свой клон, свързан направо към полюсите на източника.

• Напрежението е едно и също на всички консуматори – колкото на източника.
• Токовете се събират в общия ток: I = I₁ + I₂. По-голям ток тече през по-малкото съпротивление.
• Консуматорите са независими: развиеш ли едната крушка, другата свети точно както преди.

Изненада: мнозина мислят „още крушки – още съпротивление – по-малко ток“. При успоредно свързване е обратно: всяка нова крушка е нов път за тока и общият амперметър расте. А всяка успоредна крушка свети точно колкото една-единствена на същата батерия.

Всеки консуматор поотделно

За всеки консуматор важи R = U / I с неговото напрежение и неговия ток. Пример: два резистора, 10 Ω и непознат, са свързани последователно към 6 V, а амперметърът показва 0,2 A. Върху първия има 0,2 A · 10 Ω = 2 V; напреженията се събират, значи върху втория остават 6 V − 2 V = 4 V, а неговото съпротивление е 4 V / 0,2 A = 20 Ω.

Батериите

• Еднакви батерии последователно дават по-голямо напрежение: две по 1,5 V дават 3 V, четири – 6 V.
• Успоредно дават същото напрежение като една – 1,5 V. Всяка батерия обаче дава само част от тока, затова такава батерия издържа по-дълго.

Знаеш ли, че… четири батерии изгарят една крушка за фенерче, но две такива крушки, свързани последователно на същите четири батерии, светят спокойно? Напрежението се разделя: всяка получава по 3 V.

Какво опростява симулацията

Батериите в симулацията са идеални, а крушките имат постоянно съпротивление. В истински опит двете последователни крушки светят малко по-ярко, отколкото тук, а много успоредни крушки леко потъмняват. Изводите – кое е по-ярко и кое угасва – са същите. Крушката „изгаря“, ако мощността ѝ остане поне два пъти над нормалната за 0,3 секунди – това е правило на играта.

Безопасност

Уредите вкъщи са свързани успоредно: всеки работи сам и получава едно и също мрежово напрежение – 230 V. Всеки нов уред обаче добавя ток към общия проводник. Не включвай много мощни уреди в един разклонител: проводникът се нагрява, затова има предпазители и прекъсвачи. Проводник направо между полюсите на батерията е късо съединение – нагрява се и може да изгори пръстите. С контактите вкъщи никога не се експериментира.