1.17. ТОК В СЛОЖНЫХ ЦЕПЯХ
Рассмотрим распределение токов в более сложных цепях. Пусть, например, требуется найти токи во всех частях цепи, представленной на рис. 1.22.
Рис. 1.22. Смешанное соединение резисторов
Эта цепь содержит как последовательное, так и параллельное включение резисторов.
К решению задачи можно подойти так: по правилу, выведенному выше, заменим параллельные ветви одним эквивалентным сопротивлением. Затем сложим это сопротивление с сопротивлением неразветвленного участка цепи, т. е. с сопротивлением последовательно включенного резистора.
Разделив напряжение на общее сопротивление, найдем ток в неразветвленной части цепи. Умножив этот ток на сопротивление, эквивалентное сопротивлению параллельных ветвей, найдем напряжение на параллельном соединении, а затем токи в ветвях.
Пример. На напряжение 250 В включена цепь, состоящая из последовательно включенного резистора с сопротивлением Ом, вслед за которым включены параллельно между собой резисторы с сопротивдением 60 и 40 Ом, как показано на рис. 1.22.
Найти токи во всех частях схемы.
Решение. Сопротивление, эквивалентное двум параллельным ветвям,
Сложив это сопротивление с сопротивлением 26 Ом, получим общее сопротивление цепи:
Разделив напряжение на это общее сопротивление, найдем ток в неразветвленной части цепи:
Произведение тока на эквивалентное сопротивление двух параллельных ветвей равно
Это и есть напряжение на параллельных ветвях. Ток в первой ветви ( Ом)
Ток во второй ветви
Сумма токов в параллельных ветвях оказалась действительно равна общему току.
Ту же самую задачу можно решить и другим способом. Предположим, что ток в резисторе равен 1 А. В этом случае напряжение на первом резисторе равнялось бы 60 В. Но это же напряжение приложено к резистору и, следовательно, ток в этом резисторе равнялся бы
В неразветвленном участке цепи ток равнялся бы сумме
и напряжение на этом участке составило бы . Общее напряжение также легко найти: .
В действительности общее напряжение равно 250 В, т. е. вдвое больше найденной нами величины. Отсюда следует, что все значения токов и напряжений нужно увеличить вдвое, что приведет нас к результатам, найденным ранее другим способом.
Не следует, однако, думать, что ветви в электрических цепях могут соединяться между собой лишь последовательно или параллельно.
Существуют и более сложные способы соединения.