6. Kombinované obvody: zjednodušování krok za krokem
Skutečné obvody nejsou ani čistě sériové, ani čistě paralelní. Postup je ale mechanický: najdi dvojici, která je zjevně v sérii nebo paralelně, nahraď ji jedním odporem, a opakuj, dokud nezbude jeden. Vždycky se postupuje od nejvzdálenějšího místa ke zdroji.
| krok | co se sloučí | výsledek |
|---|---|---|
| 1 | R3 + R4 v sérii | 800 Ω |
| 2 | R2 + R3 + R4 paralelně | 173 Ω |
| 3 | R1 + R2 + R3 + R4 v sérii | 273 Ω |
| = | Rab | 273 Ω |
A pak zpátky
Náhradní odpor sám o sobě řekne jen celkový proud. Aby se zjistilo, co dělá každý rezistor zvlášť, jde se stejnou cestou zpátky:
- Z celkového odporu a napětí zdroje spočítej celkový proud.
- Na prvcích, které jsou v sérii s celým obvodem, spočítej úbytek U = R·I.
- Co zbylo z napětí, je na paralelní skupině — a to je stejné pro všechny její větve.
- Proudy jednotlivých větví dopočítej z Ohmova zákona.
Zdroj 12 V. R₁ = 100 Ω v sérii, pak R₂ = 220 Ω paralelně s R₃ = 330 Ω.
Tam: R₂₃ = 220·330/550 = 132 Ω → R = 100 + 132 = 232 Ω → I = 12/232 = 51,7 mA
Zpátky: U₁ = 100 · 0,0517 = 5,17 V → na paralelní skupině zbývá 12 − 5,17 = 6,83 V
I₂ = 6,83/220 = 31,0 mA · I₃ = 6,83/330 = 20,7 mA · součet 51,7 mA ✓
Jak poznat, co je vlastně paralelně
Tady se chybuje nejvíc, protože schéma se dá nakreslit zavádějícím způsobem. Platí jediné kritérium, a nemá s tvarem obrázku nic společného:
Právě proto umí kalkulačka spojovat body vodičem: přeskládat obvod do přehlednější podoby a hned vidět, že se výsledek nezměnil, je nejrychlejší způsob, jak si tohle pravidlo osahat.
Kdy metoda selže
Ne každý obvod se dá zjednodušit. Existují zapojení, ve kterých není žádná dvojice v sérii ani paralelně — a to není okrajová kuriozita, je to Wheatstoneův můstek, tedy jedno z nejužitečnějších zapojení vůbec. Tomu je věnovaná další kapitola.