Последователно свързани резистори

Нека сега да усложним нашата верига. Да кажем, отново имам батерия, която ще я нарисувам в различен цвят – просто за разнообразие. Това е положителният извод, а това отрицателният извод. Да кажем, че имам този идеален проводник, и че имам един резистор и още един резистор. Не знам защо, но просто за забавление, ще поставя и трети резистор. Знаем, че е общоприето, че токът се движи от положително към отрицателно, това е движението на тока. Запомни, токът е количество заряд, което се премества за единица време, или скоростта на движението на заряда. Естествено знаем какво се случва в действителност, ако има нещо като действителност, тук имаме множество електрони, защото напрежението между краищата на батерията, тези електрони искат неимоверно много да стигнат до положителния край. Колкото по-силно е напрежението, толкова повече искат да достигнат положителния извод. Какво ще се случи тогава в тази верига? Всъщност нека да наименувам всичко. Нека да нарека това R1, нека нарека това R2, нека нарека това R3. Първото нещо, което искам да разбереш, е, че напрежението между елементите е винаги постоянно. И защо е така? Предполагаме, че това е идеален проводник... да кажем, че този малък сегмент точно тук, правилно нали? Това е идеален проводник. Нека да погледнем този край. Имаме всички тези електрони. Това е идеален проводник, няма нещо, което да спира тези електрони да се придвижат по този проводник. Преди да се сблъскаме с елемент от веригата или устройство, или както искаш го наречи, можеш да разгледаш идеалния проводник, просто от схематична гледна точка, като продължение на отрицателния извод. Този проводник можеш да разгледаш по подобен начин, като част от проводника, като продължение на положителния извод. Искам да ти обясня това, защото всъщност се оказва, че няма значение, ако измерваме напрежението тук. Да кажем, че измеря напрежението между тези два извода, използвайки така наречения волтметър. На по-късен етап ще направя цяло видео как работи волтметърът, но запомни, когато измерваме напрежение, трябва да го измерим между две точки. Защо? Защото напрежението е потенциална разлика. Не е вид абсолютно число. Разликата е между това колко много искат електроните да стигнат от тук до тук. Ако измерим напрежението между тези две точки, това е абсолютно същото, ако бяхме измерили напрежението между тези две точки. Теоретично. Както знаем, няма реални проводници, които нямат никакво електрическо съпротивление. Всичко проводници имат малко, но когато рисуваме тези схеми, предполагаме, че проводниците са идеални проводници и цялото съпротивление е в резистора. Това е първото нещо, което искам да осъзнаеш, и то прави нещата много лесни – например, навсякъде по този проводник, в тази част от проводника напрежението е постоянно. Навсякъде по този проводник напрежението е постоянно. Нека изтрия едната част от това, защото не искам да стане претрупано. Много е важно да го разбереш, когато по-късно станеш електроинженер и имаш много сложни задачи за решаване. Нека изтрия всичко това. Ще го начертая отново, не можем да имаме тук това прекъсване, защото ако това пространство беше тук, токът нямаше да се пренася. Всъщност, това е... по- късно ще нарисувам прекъсвач, който всъщност е прекъсване. Изглежда като прекъсване по пътя на тока, което можете да отвориш или затвориш. Защото ако го отвориш, няма да протича ток, нали така? Ако го затвориш, ще се пренася ток. ОК, знаеш, че напрежението между две устройства е постоянен. Другото нещо, в което искам да те убедя, е, че токът в цялата верига е постоянен, което важи за всяка последователно свързана верига. Какво искам да кажа с "последователно свързана" верига? Последователно свързване означава, че всичко във веригата е едно след друго, нали? Съгласно общоприетото правило токът тече в тази посока и той ще стигне до резистора, след това до другия резистор, след това до другия резистор. Никъде във веригата няма разклонения, където токът да избира дали иска да тръгне по път А, или път В. Това свързване е напълно последователно и няма няколко начина, по които да те убедя... нека да наречем тока I1. Нека наречем тока тук I2. А този ток тук да го наречем I3. Мога да нарисувам още един тук, I3. Има няколко начина, по които да те убедя, че I1 е равно на I2 и на I3. Първият начин е просто да кажа... ако някога си опитвал/а да използваш амперметър, който измерва ток, ще видиш че са идентични. Друг начин да се разгледа, е... този път всъщност ще говоря за електроните, нека поговорим за тях, движещи се в тази посока... Тези електрони по този проводник могат да се движат толкова бързо, колкото искат, нали? Със скоростта на светлината или близо до скоростта на светлината, тъй като имат много, много малка маса. Някой ден ще стигнем и до относителността. След като стигнат до този резистор, започват да се удрят в неща и скоростта им намалява. Резисторът е нещо като гърло на бутилка. Колкото по-бързо "пътуват" тук, толкова повече трябва да намалят тук. Ако намалят тук, трябва да намалят и тук, защото, ако продължат да се движат много бързо и след това намаляват тук, започват да се трупат и това е безсмислено, защото знаем, че те са пръснати равномерно и т.н. И подобно на това, могат да излязат от този резистор с определена скорост, и после ще намалее скоростта даже още повече в този резистор, но ако се движат по-бавно в този участък, то тогава тук ще се получи гърло на бутилка, следователно ще трябва да се движат с тази скорост през цялото нещо. Друг начин за разсъждение е, че съпротивлението е вид вероятност. Знам, че като мислим на макро-ниво, си казваме,че го има това съпротивление. Просто намалява скоростта. Но тъй като има резистор, той увеличава вероятността някои от електроните да се ударят в нещо и да отделят малко топлина и т.н. Когато поставиш резисторите последователно във веригата, всъщност увеличаваш вероятността повече електрони да се ударят в повече неща, нали? Да кажем, че имаме електрон, който "пътува", и някак си има луд късмет, не се удря в нищо, като преминава, защото се движи много бързо, но след това се удря в нещо точно тук, нали? Само се увеличава вероятността нещо да се удари в него. Има много начини, по които можеш да разглеждаш това, и те окуражавам да ми кажеш дали има други начини, които да са ти от помощ. Но токът в цялата последователна верига е постоянен. Ако кажем това, какво друго можем да кажем? Ако, токът тук... да кажем токът тук е I1. Ако токът тук е I1, какво ще бъде тогава напрежението, ако го измеря от тук до тук? Какво е напрежението тук? Измерих го с волтметър. V1 ще бъде равно на I1 по R1. Не знам, защо поставих R. Това не е 1, не е I. I1 по R1, нали? И подобно на това, ако измеря напрежението от тук до тук, напрежението ще бъде равно на I2 по R2. Да кажем, че тук е I3. Тогава напрежението, ако го измеря от тук до тук... Телефонът ми звъни, винаги се разсейвам, когато звъни съпругата ми... Но няма значение, ако разгледаме напрежението от тук до тук, то ще бъде I3 по R3. Ще видим, че напрежението по цялата верига, което мога да напиша като Vобщо... сборът ще бъде равен на възможните падове, на потенциалните падове в всяко от тези устройства. И начинът за разсъждение е да помислим за електроните. Тези електрони наистина искат да стигнат до тук. Но след като са се сблъскали малко и са стигнали тук, те са претърпели потенциален спад. Тези електрони са по-малко настойчиви да стигнат до тук. И след като са минали оттук, те просто са се уморили да се сблъскват толкова много. И веднъж след като са тук, те са по-малко нетърпеливи да стигнат до тук. Има спад на напрежението във всяко устройство, нали така? Общото напрежение е равно на пада на напрежението между краищата на всяко устройство. Нека се върнем към правилото и да кажем, че токът отива в тази посока. Общият пад на напрежението е равен на V1 плюс V2 плюс V3, Общият пад на напрежението ще е равен на I1 R1 плюс I2 по R2 плюс I3 по R3. Тогава какъв е общият пад на напрежението? Равен е на общия ток в цялата верига. I-общо, или просто го наричаме I, по общото съпротивление, е равно на I1R1 плюс I2 R2 плюс I3 R3. Знаем, че всички I-та са еднакви. Надявам се да можеш да приемеш представата, че токът в цялата верига е еднакъв. Всички тези I са еднакви, тогава можем да ги премахнем. Да разделим двете страни на I. Предполагаме, че не е нула, тогава I, I, I, I, след това имаме, че общото съпротивление във веригата е равно на R1 плюс R2 плюс R3. Когато имаш резистори, свързани последователно, общото съпротивление, тяхното комбинирано съпротивление е равно просто на тяхната сума. Това беше много дълъг начин за обяснение на нещо много просто, ще направя и един пример. Да кажем, че това напрежение... не знам, да кажем е 20 волта. Да кажем, че резистор 1 е 2 ома. Да кажем резистор 2 е 3 ома, да кажем резистор 3 е 5 ома. Какво ще бъде общото съпротивление в цялата верига? Общото съпротивление ще бъде 2 ома плюс 3 ома плюс 5 ома, това е равно на 10 ома. Общото съпротивление е равно на 10 ома. Ако те попитам: какъв ток тече в тази верига? Общото съпротивление е 10 ома. Знаем закона на Ом: напрежението е равно на тока по съпротивлението. Напрежението е равно на 20. 20 е равно на тока по 10, нали? Просто събрах съпротивленията. Разделяме двете страни на 10. Токът е равен на 2 ампера или 2 кулона в секунда. Това, което изглеждаше като много дълго обяснение, всъщност се оказва нещо много, много, много лесно за прилагане. Когато съпротивленията са свързани последователно, ние просто ги събираме. Ще се срещнем в другото видео.