Rezystor szeregowy stosuje się wtedy, gdy trzeba ograniczyć prąd płynący przez odbiornik albo obniżyć napięcie doprowadzone do odbiornika. W połączeniu szeregowym przez wszystkie elementy płynie ten sam prąd, a napięcie zasilania dzieli się między elementy.
Zasada działania
Jeżeli odbiornik ma pracować przy napięciu mniejszym niż napięcie źródła, nadmiar napięcia można „odłożyć” na rezystorze szeregowym.
Dla obwodu szeregowego:
- prąd jest jednakowy w każdym elemencie,
- napięcia na elementach sumują się,
- rezystor musi mieć odpowiednią rezystancję i moc.
Podstawowe zależności:
I = P / U— prąd odbiornika znamionowego,R = U / I— rezystancja z prawa Ohma,P_R = U_R · I— moc tracona na rezystorze.
Przykład: żarówka 100 W / 200 V zasilana z 400 V
Prąd znamionowy żarówki:
I = P / U = 100 W / 200 V = 0,5 A
Żarówka powinna otrzymać 200 V, a zasilanie ma 400 V. Na rezystorze szeregowym musi więc odłożyć się:
U_R = 400 V - 200 V = 200 V
Rezystancja rezystora:
R = U_R / I = 200 V / 0,5 A = 400 Ω
Ważna uwaga praktyczna
Taki rezystor wydzieli dużą moc:
P_R = 200 V · 0,5 A = 100 W
W praktyce należałoby zastosować rezystor o mocy większej niż 100 W, np. z zapasem, aby się nie przegrzewał. Rozwiązanie jest proste obliczeniowo, ale mało ekonomiczne, bo część energii zamienia się w ciepło.