חיבור משולב של נגדים
לרוב אנו ניתקל בעגלים המשלבים בתוכם הן חיבור מקבילי והן חיבור טורי. כדי לפתור את המעגל עלינו להחליט עבור כל נגד את צורת החיבור שלו.
נתבונן במעגל המשולב הפשוט הבא:
מהיכן נתחיל לפתור? ניתן לראות כי R1 ו – R2 אינם מחוברים בטור כי הזרם דרך R1 מתפצל לפני שהוא מגיע ל – R2. הם גם לא מחוברים במקביל כי רק יש להם רק נקודה אחת משותפת. את הנקודה השניה מפריד מקור המתח (זוהי דוגמה לטעות נפוצה הרווחת בין התלמידים, שחושבים שאם זוג נגדים לא מחובר בטור אזי הוא מחובר במקביל – כאן רואים חיבור שהוא לא מקביל ולא בטור).
נעבור ל – R2 ול – R3. ניתן לראות כי הם מחוברים במקביל. ולכן הנגד השקול להם הוא:
RT2,3 = (R2·R3) / (R2+R3)
המעגל החדש נראה כך:
כעת הנגדים מחוברים בטור והחישוב הכולל הוא :
RT = R1 + RT2,3 = R1 + (R2·R3) / (R2+R3)
דוגמא (קצת מורכבת, אך לא נורא):
הערה: כל הערכים ליד הנגדים הם ביחידות של Ω.
המטרה היא לחשב את הזרם בכל נגד.
פתרון:
בדרך כלל נתחיל מהנקודה הרחוקה ביותר ממקור המתח, שבה אנו יודעים בוודאות את צורת החיבור.
לכן אנו רואים ששלושת הנגדים (6,3,3) מחוברים בטור, והנגד השקול להם לכן הוא 6+3+3= 12Ω.
כעת המעגל נראה כך:
כעת רואים כי שני הנגדים (12,4) מחוברים במקביל. לכן הנגד השקול להם הוא:
(12·4) / (12+4) = 3Ω
כעת המעגל נראה כך:
כעת רואים בברור כי כולם מחוברים בטור, ולכן הנגד השקול הוא 1+2+3 = 6Ω.
כעת המעגל נראה כך:
נחשב את הזרם על פי חוק אוהם:
I = E/R = 12/6 = 2 A
הזרם הזה (2 A) זורם רק בחלקו הראשון של המעגל ומיד הוא מתפצל. לכן זהו הזרם רק על הנגדים 1Ω ושל 2Ω. נעלה שלב אחד למעלה ונראה כי יש לנו נגד של 3Ω. המתח עליו הוא גם המתח על הנגדים 4Ω ו – 12Ω כי הם מחוברים במקביל. נחשב את המתח על הנגד 3Ω:
U = I·3 = 2·3 = 6V
ולכן הזרם על 4Ω יהיה I = U/R = 6/4 = 1.5A
והזרם על הנגד 12Ω יהיה I = U/R = 6/12 = 0.5A
מכיוון שהזרם על הנגד 12Ω שקול לזרם על 3 נגדים בטור, הם שווים בערכם. ולכן זהו הזרם הזורם דרך שני הנגדים של 3Ω ודרך הנגד 6Ω.
לסיכום, הזרמים ייראו כך:
גולשים מקוונים: 3