Fizika: Fogyasztók kapcsolása, Kirchhoff törvényei

A több fogyasztót tartalmazó áramkörökben gyakori, hogy kettő vagy több fogyasztó áramelágazás nélkül kapcsolódik egymáshoz. Ilyenkor a fogyasztók (ellenállások) soros kapcsolásáról beszélünk. Soros kapcsolásnál a fogyasztókon átfolyó áram erőssége állandó. Ilyenkor az áramnak egy útja van, elágazás nincs az áramkörben. Az áramforrás feszültsége megegyezik a fogyasztók feszültségeinek összegével. Az áramforrás feszültsége az ellenállások arányában oszlik meg a fogyasztókon. 

Párhuzamos kapcsolás esetén a fogyasztókat úgy kapcsoljuk, hogy az áramkörben elágazás van, így az áramnak több útja (mellékága) van. A párhuzamosan kapcsolt fogyasztók feszültsége megegyezik. A főágban folyó áram erőssége egyenlő a mellékágak áramerősségeinek összegével. A mellékágak áramerőssége fordított arányban áll azok ellenállásával.

Az áramkörben lévő fogyasztók helyettesíthetőek egy fogyasztóval, az eredő ellenállással. Ennek olyan ellenállásúnak kell lennie, hogy rajta az áramforrás feszültségének hatására ugyanannyi áramnak kell átmennie, mint soros kapcsolás esetén a fogyasztókon, párhuzamos kapcsolás esetén pedig a főágon. 

KIRCHHOFF TÖRVÉNYEI

Kirchhoff csomóponti törvénye: Villamos hálózat csomópontjába befolyó és kifolyó áramok előjeles összege nulla, azaz a csomópontba befolyó és kifolyó áramok összege megegyezik.

• csomópont: kettőnél több vezeték találkozási pontja.

Kirchhoff huroktörvénye: Villamos hálózatban bármely zárt hurokban a generátorok és fogyasztók feszültségeinek előjeles összege nulla.

• hurok: a hálózat azon ágainak összessége, melyeken végighaladva úgy érhetünk vissza a kiindulási pontba, hogy minden ágon csak egyszer haladtunk végig.

ÁRAMMÉRŐ HASZNÁLATA

Az úgynevezett középállású demonstrációs műszer és a szélső állású műszer az elektromos áram mágneses hatása alapján működik, míg a digitális műszerben egy integrált áramkör "számítja ki", hogy milyen erősségű áram folyik a műszeren keresztül.

Az áramerősség-mérő mindig azt az áramot méri, ami rajta keresztül folyik, ezért úgy kell az áramkörbe kötni, hogy rajta ugyanaz az áram folyjék keresztül, mint azon az áramköri elemen, amelynek az áramát szeretnénk megmérni. Ennek érdekében megszakítjuk az adott helyen az áramkört, és erre a helyre bekötjük az árammérőt. Azt mondjuk, hogy az árammérőt sorosan kötjük be az áramkörbe.