Fysiikka 6: luku 1. 4 Vastusten kytkennät

Aluksi muistutus: samanpituisten metallilankojen resistanssi on sitä pienempi, mitä paksumpi lanka on. Lisäksi on muistettava, että resistanssi lasketaan yhtälöstä R = U/I silloin, kun komponentti ei noudata Ohmin lakia. No niin, nyt itse asiaan:

 

1.4 Vastusten kytkennät

 

Sarjakytkentä

Vastuksia voidaan kytkeä kahdella tavalla: rinnan ja sarjaan. Joskus sähkölaitetta rakennettaessa tarvitaan vastus, jota ei ole saatavilla valmiina. Silloin voidaan käyttää säätövastusta tai vastus kootaan kytkemällä sopivasti vastuksia, jotka ovat saatavilla.

Vastusten sarjakytkennässä vastusyhdistelmän kokonaisresistanssi on suurempi kuin yksittäisen vastuksen resistanssi. Vastusten sarjakytkennässä vastusyhdistelmän kokonaisresistanssi R saadaan laskemalla yhteen yksittäisten vastusten resistanssit:

R = R₁ +  R₂ + R₃ + ...+ R_n

 

Rinnankytkentä

Valaisinsysteemeissä käytetään rinnankytkentää. Jos yksi lamppu menee rikki, muut lamput valaisevat vielä. Rinnankytkennässä vastusyhdistelmän resistanssi on pienempi kuin yksittäisen vastuksen resistanssi. Rinnan kytkettyjen vastusten kokonaisresistanssi on aina kytkennän jokaisen vastuksen resistanssia pienempi. Vastusten rinnankytkennässä vastusyhdistelmän kokonaisresistanssin R käänteisluku saadaan laskemalla yhteen yksittäisten vastusten resistanssien käänteisluvut:

1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ + ...+ 1/R_n  

Suurten sähkövirtojen mittaaminen voi rikkoa ampeerimittarin, koska sähkövirta kulkee aina mittarin läpi. Ampeerimittarin käyttöaluetta voi laajentaa mittarin kanssa rinnan kytkettävän sivuvastuksen avulla. Tällöin mitattava sähkövirta jakautuu mittarin ja sivuvastuksen kesken.

Volttimittarin käyttöaluetta voi laajentaa etuvastuksella, joka kytketään sarjaan mittarin kanssa. Kun etuvastuksen resistanssi on suuri, suurin osa jännitehäviöstä tapahtuu siinä ja volttimittarissa tapahtuu vain pieni jännitehäviö.