Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/21.3811 Název DUM: Sériové řazení rezistorů Číslo DUM: III/2/FY/2/2/13 Vzdělávací předmět: Fyzika Tematická oblast: Elektrické a magnetické jevy Autor: Mgr. Petra Kejkrtová Anotace: Žák se seznámí s rezistory zapojenými za sebou, naučí se vypočítat celkový odpor, proud a napětí při tomto zapojení. Klíčová slova: Sériové řazení rezistorů, celkový odpor, celkový el. proud, celkové el. napětí. Metodické pokyny: PC, DTP, metodické pokyny jsou součástí materiálu Druh učebního materiálu: Prezentace doplněná fotografiemi a úkoly. Druh interaktivity: Kombinovaná Cílová skupina: Žák 8. ročníku Datum vzniku DUM: 5.7.2013

Sériové řazení rezistorů (za sebou) Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Petra Kejkrtová.

Schéma zapojení rezistorů v elektrickém obvodu za sebou + - I

R = R1 + R2 + R3 U = U1 + U2 + U3 I = konst. U1 : U2 = R1 : R2 V sériovém zapojení platí: Celkový elektrický odpor je roven součtu odporů jednotlivých rezistorů. R = R1 + R2 + R3 Celkové napětí mezi vnějšími svorkami rezistorů je rovno součtu napětí mezi svorkami jednotlivých rezistorů. U = U1 + U2 + U3 Elektrický proud je ve všech místech obvodu stejný. I = konst. Poměr napětí mezi svorkami dvou rezistorů je roven poměru jejich odporů. U1 : U2 = R1 : R2

Příklady: 1. V elektrickém obvodu jsou sériově zapojeny rezistory o odporech R1 = 30 Ω a R2 = 45 Ω. Napětí mezi vnějšími svorkami je 100 V. Jaký proud prochází rezistory? Jaké je napětí mezi svorkami rezistorů R1 a R2? R1 = 30 Ω R2 = 45 Ω U = 100 V I = ? [A] U1,U2 = ?[V] Rezistory prochází proud přibližně 1,3 A. Napětí mezi svorkami rezistorů je přibližně 40 V a 60 V. R = R1 + R2 R = 30 + 45 R = 75 Ω I = U : R I = 100 : 75 I ≐1,3 A U1 = I . R1 U1 = 1,3 . 30 U1 ≐ 40 V U2 = I . R2 U2 = 1,3 . 45 U2 ≐ 60 V

Jaký proud prochází rezistory? 2. V elektrickém obvodu jsou sériově zapojeny rezistory o odporech R1 = 200 Ω a R2 = 600 Ω. Napětí mezi svorkami rezistoru R1 je 3 V. Jaký proud prochází rezistory? Jaké je napětí mezi svorkami rezistorů R2? Jaký je celkový odpor na rezistorech? Jaké je celkové napětí mezi vnějšími svorkami rezistorů? R1 = 200 Ω R2 = 600 Ω U1 = 3 V I = ? [A] U2 = ?[V] R = ?[Ω] U = ?[V] Rezistory prochází proud 0,015 A. Napětí mezi svorkami rezistoru R2 je 9 V. Celkový odpor na rezistorech je 800 Ω. Celkové napětí na rezistorech je 12 V. I = U1 : R1 I = 3 : 200 I = 0,015 A U2 = I . R2 U2 = 0,015 . 600 U2 = 9 V R = R1 + R2 R = 200 + 600 R = 800 Ω U = U1 + U2 U = 3 + 9 U = 12 V

3. Ke zdroji napětí 240 V byly sériově připojeny tři rezistory o odporech R1 = 100Ω, R2 = 200Ω, R3 = 300 Ω. Vypočítej: Celkový odpor všech tří rezistorů Proud , který prochází rezistory Napětí na jednotlivých rezistorech R1 = 100 Ω R2 = 200 Ω R3 = 300 Ω R = ?[Ω] I = ?[A] U1, U2,U3 = ?[V] Celkový odpor je 600Ω. Rezistory prochází proud 0,4 A. Na rezistorech je napětí 40 V, 80 V, 120 V. R = R1 + R2 + R3 R = 100 + 200 + 300 R = 600 Ω I = U : R I = 240 : 600 I = 0,4 A U1 = I . R1 U1 = 0,4 . 100 U1 = 40 V U2 = I . R2 U2 = 0,4 . 200 U2 = 80 V U3 = I . R3 U3 = 0,4 . 300 U3 = 120 V

4. Do obvodu se zdrojem napětí 240 V jsme sériově připojili žárovku o odporu 240 Ω a reostat. Jaký bude postupně proud a napětí na žárovce, nastavujeme-li reostatem odpory: 0 Ω 80 Ω 250 Ω R1 = 240 Ω R2 = 0 Ω R3 = 80 Ω R4 = 240 Ω U = 240 V Ia,b,c = ?[A] Ua, Ub,Uc = ?[V] Elektrický proud na žárovce byl postupně 1 A, 0,75 A, 0,5 A. Elektrické napětí bylo postupně 240 V, 180 V, 120 V. a) R = R1 + R2 R = 240 + 0 R = 240 Ω I = U : R I = 240 : 240 I = 1 A U1 = I . R1 U1 = 1 . 240 U1 = 240 V b) R = R1 + R3 R = 240 + 80 R = 320 Ω I = U : R I = 240 : 320 I = 0,75 A U1 = I . R1 U1 = 0,75 . 240 U1 = 180 V c) R = R1 + R3 R = 240 + 240 R = 480 Ω I = U : R I = 240 : 480 I = 0,5 A U1 = I . R1 U1 = 0,5 . 240 U1 = 120 V

5. V osvětlení na vánoční stromeček je připojeno 24 stejných žároviček za sebou. Osvětlení je připojeno ke zdroji napětí 240 V. Obvodem prochází proud 100 mA. Jaký je odpor jedné žárovky? U = 240 V I = 100 mA = 0,1 A R1 = ?[Ω] Kusů - 24 Odpor jedné žárovky je 100 Ω. R = U : I R = 240 : 0,1 R = 2400 Ω R1 = 2400 : 24 R1 = 100 Ω

Otázky a úkoly: 1. Co platí pro celkový odpor v sériovém zapojení? R = R1 + R2 + R3 2. Co platí pro celkové napětí v sériovém zapojení? U = U1 + U2 + U3 3. Co platí pro elektrický proud v sériovém zapojení? I = konst. 4. V obvodu jsou sériově zapojeny tři rezistory o odporech 40 Ω, 80 Ω a 120 Ω. Napětí na vnějších svorkách je 240 V. Nakresli schéma zapojení, vypočítej proud v obvodu, celkový odpor a napětí na jednotlivých rezistorech. I = 1 A, R = 240 Ω, U1 = 40 V, U2 = 80 V, U3 = 120 V.

Použité zdroje: Obrázek autor