Сила тока при последовательном и параллельном соединении: Сила тока при параллельном и последовательном соединении

Содержание

Последовательное и параллельное соединение проводников

Последовательное соединение проводников. Параллельное соединение проводников.

Последовательное и параллельное соединения в электротехнике — два основных способа соединения элементов электрической цепи. При последовательном соединении все элементы связаны друг с другом так, что включающий их участок цепи не имеет ни одного узла. При параллельном соединении все входящие в цепь элементы объединены двумя узлами и не имеют связей с другими узлами, если это не противоречит условию.

При последовательном соединении проводников сила тока во всех проводниках одинакова.

При параллельном соединении падение напряжения между двумя узлами, объединяющими элементы цепи, одинаково для всех элементов. При этом величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников.

Последовательное соединение

При последовательном соединении проводников сила тока в любых частях цепи одна и та же:

Полное напряжение в цепи при последовательном соединении, или напряжение на полюсах источника тока, равно сумме напряжений на отдельных участках цепи:

Резисторы

Катушка индуктивности

Электрический конденсатор

.

Мемристоры

Параллельное соединение

Сила тока в неразветвленной части цепи равна сумме сил токов в отдельных параллельно соединённых проводниках:

Напряжение на участках цепи АВ и на концах всех параллельно соединённых проводников одно и то же:

Резистор

При параллельном соединении резисторов складываются величины, обратно пропорциональные сопротивлению (то есть общая проводимость складывается из проводимостей каждого резистора )

Если цепь можно разбить на вложенные подблоки, последовательно или параллельно включённые между собой, то сначала считают сопротивление каждого подблока, потом заменяют каждый подблок его эквивалентным сопротивлением, таким образом находится общее(искомое) сопротивление.

Доказательство  

Для двух параллельно соединённых резисторов их общее сопротивление равно: .

Если , то общее сопротивление равно:

При параллельном соединении резисторов их общее сопротивление будет меньше наименьшего из сопротивлений.

Катушка индуктивности

Электрический конденсатор

.

Мемристоры

См. также

Ссылки


В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 14 мая 2011.

Общий ток при последовательном соединении. Последовательное и параллельное соединение

В предыдущем конспекте был установлено, что сила тока в проводнике зависит от напряжения на его концах. Если в опыте менять проводники, оставляя напряжение на них неизменным, то можно показать, что при постоянном напряжении на концах проводника сила тока обратно пропорциональна его сопротивлению. Объединив зависимость силы тока от напряжения и его зависимость от сопротивления проводника, можно записать:

I = U/R . Этот закон, установленный экспериментально, называется закон Ома (для участка цепи).

Закон Ома для участка цепи : сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному к его концам напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника. Прежде всего закон всегда верен для твёрдых и жидких металлических проводников. А также для некоторых других веществ (как правило, твёрдых или жидких).

Потребители электрической энергии (лампочки, резисторы и пр.) могут по-разному соединяться друг с другом в электрической цепи. Д ва основных типа соединения проводников : последовательное и параллельное. А также есть еще два соединения, которые являются редкими: смешанное и мостовое.

Последовательное соединение проводников

При последовательном соединении проводников конец одного проводника соединится с началом другого проводника, а его конец — с началом третьего и т.д. Например, соединение электрических лампочек в ёлочной гирлянде. При последовательном соединении проводников ток проходит через все лампочки. При этом через поперечное сечение каждого проводника в единицу времени проходит одинаковый заряд. То есть заряд не скапливается ни в какой части проводника.

Поэтому при последовательном соединении проводников сила тока в любом участке цепи одинакова: I 1 = I 2 = I .

Общее сопротивление последовательно соединённых проводников равно сумме их сопротивлений : R 1 + R 2 = R . Потому что при последовательном соединении проводников их общая длина увеличивается. Она больше, чем длина каждого отдельного проводника, соответственно увеличивается и сопротивление проводников.

По закону Ома напряжение на каждом проводнике равно: U 1 = I* R 1 , U 2 = I*R 2 . В таком случае общее напряжение равно U = I ( R 1 + R 2) . Поскольку сила тока во всех проводниках одинакова, а общее сопротивление равно сумме сопротивлений проводников, то полное напряжение на последовательно соединённых проводниках равно сумме напряжений на каждом проводнике : U = U 1 + U 2 .

Из приведённых равенств следует, что последовательное соединение проводников используется в том случае, если напряжение, на которое рассчитаны потребители электрической энергии, меньше общего напряжения в цепи.

Для последовательного соединения проводников справедливы законы :

1) сила тока во всех проводниках одинакова; 2) напряжение на всём соединении равно сумме напряжений на отдельных проводниках; 3) сопротивление всего соединения равно сумме сопротивлений отдельных проводников.

Параллельное соединение проводников

Примером параллельного соединения проводников служит соединение потребителей электрической энергии в квартире. Так, электрические лампочки, чайник, утюг и пр. включаются параллельно.

При параллельном соединении проводников все проводники одним своим концом присоединяются к одной точке цепи. А вторым концом к другой точке цепи. Вольтметр, подключенный к этим точкам, покажет напряжение и на проводнике 1, и на проводнике 2. В таком случае напряжение на концах всех параллельно соединённых проводников одно и то же: U 1 = U 2 = U .

При параллельном соединении проводников электрическая цепь разветвляется. Поэтому часть общего заряда проходит через один проводник, а часть — через другой. Следовательно при параллельном соединении проводников сила тока в неразветвлённой части цепи равна сумме силы тока в отдельных проводниках: I =

I 1 + I 2 .

В соответствии с законом Ома I = U/R, I 1 = U 1 /R 1 , I 2 = U 2 /R 2 . Отсюда следует: U/R = U 1 /R 1 + U 2 /R 2 , U = U 1 = U 2 , 1/R = 1/R 1 + 1/R 2 Величина, обратная общему сопротивлению параллельно соединенных проводников, равна сумме величин, обратных сопротивлению каждого проводника.

При параллельном соединении проводников их общее сопротивление меньше, чем сопротивление каждого проводника. Действительно, если параллельно соединены два проводника, имеющие одинаковое сопротивление г , то их общее сопротивление равно: R = г/2 . Это объясняется тем, что при параллельном соединении проводников как бы увеличивается площадь их поперечного сечения. В результате уменьшается сопротивление.

Из приведённых формул понятно, почему потребители электрической энергии включаются параллельно. Они все рассчитаны на определённое одинаковое напряжение, которое в квартирах равно 220 В. Зная сопротивление каждого потребителя, можно рассчитать силу тока в каждом из них. А также соответствие суммарной силы тока предельно допустимой силе тока.

Для параллельного соединения проводников справедливы законы:

1) напряжение на всех проводниках одинаково; 2) сила тока в месте соединения проводников равна сумме токов в отдельных проводниках; 3) величина, обратная сопротивлению всего соединения, равна сумме величин, обратных сопротивлениям отдельных проводников.

Последовательное и параллельное соединение проводников это основные виды соединения проводников, встречающиеся на практике. Так как электрические цепи, как правило, не состоят из однородных проводников одинакового сечения. Как же найти сопротивление цепи, если известны сопротивления ее отдельных частей.

Рассмотрим два типичных случая. Первый из них это когда два или боле проводников обладающих сопротивлением включены последовательно. Последовательно значит, что конец первого проводника подключен к началу второго и так далее. При таком включении проводников сила тока в каждом из них будет одинакова. А вот напряжение на каждом из них будет различным.

Рисунок 1 — последовательное соединение проводников

Падение напряжения на сопротивлениях можно определить исходя из закона Ома.

Формула 1 — Падение напряжения на сопротивлении

Сумма этих напряжений будет равна полному напряжению, приложенному к цепи. Напряжение на проводниках будет распределяться пропорционально их сопротивлению. То есть можно записать.

Формула 2 — соотношение между сопротивлением и напряжением

Суммарное же сопротивление цепи будет равно сумме всех сопротивлений включенных последовательно.

Формула 3 — вычисление суммарного сопротивления при параллельном включении

Второй случай, когда сопротивления в цепи включены параллельно друг другу. То есть в цепи есть два узла и все проводники обладающие сопротивлением подключаются к этим узлам. В такой цепи токи во всех ветвях в общем случае не равны друг другу. Но сумма всех токов в цепи после разветвления будет равна току до разветвления.

Рисунок 2 — Параллельное соединение проводников

Формула 4 — соотношение между токами в параллельных ветвях

Сила тока в каждой из разветвлённой цепи также подчиняется закону Ома. Напряжение на всех проводниках будет одинаково. Но сила тока будет разлучаться. В цепи, состоящей из параллельно соединенных проводников, токи распределяются пропорционально сопротивлениям.

Формула 5 — Распределение токов в параллельных ветвях

Чтобы найти полное сопротивление цепи в этом случае необходимо сложить величины обратные сопротивлениям то есть проводимости.

Формула 6 — Сопротивление параллельно включённых проводников

Также существует упрощённая формула для частного случая когда параллельно включены два одинаковых сопротивления.

Сопротивление проводников. Параллельное и последовательное соединение проводников.

Электри́ческое сопротивле́ние — физическая величина, характеризующая свойства проводника препятствовать прохождению электрического тока и равная отношениюнапряжения на концах проводника к силе тока, протекающего по нему . Сопротивление для цепей переменного тока и для переменных электромагнитных полей описывается понятиями импеданса и волнового сопротивления. Сопротивлением (резистором) также называют радиодеталь, предназначенную для введения в электрические цепи активного сопротивления.

Сопротивление (часто обозначается буквой R или r ) считается, в определённых пределах, постоянной величиной для данного проводника; её можно рассчитать как

R — сопротивление;

U — разность электрических потенциалов (напряжение) на концах проводника;

I — сила тока, протекающего между концами проводника под действием разности потенциалов.

При последовательном соединении проводников (рис. 1.9.1) сила тока во всех проводниках одинакова:

По закону Ома, напряжения U 1 и U 2 на проводниках равны

При последовательном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников.

Этот результат справедлив для любого числа последовательно соединенных проводников.

При параллельном соединении (рис. 1.9.2) напряжения U 1 и U 2 на обоих проводниках одинаковы:

Этот результат следует из того, что в точках разветвления токов (узлы A и B ) в цепи постоянного тока не могут накапливаться заряды. Например, к узлу A за время Δt подтекает заряд I Δt , а утекает от узла за то же время заряд I 1 Δt + I 2 Δt . Следовательно,I = I 1 + I 2 .

Записывая на основании закона Ома

При параллельном соединении проводников величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников.

Этот результат справедлив для любого числа параллельно включенных проводников.

Формулы для последовательного и параллельного соединения проводников позволяют во многих случаях рассчитывать сопротивление сложной цепи, состоящей из многих резисторов. На рис. 1.9.3 приведен пример такой сложной цепи и указана последовательность вычислений.

Следует отметить, что далеко не все сложные цепи, состоящие из проводников с различными сопротивлениями, могут быть рассчитаны с помощью формул для последовательного и параллельного соединения. На рис. 1.9.4 приведен пример электрической цепи, которую нельзя рассчитать указанным выше методом.

Содержание:

Все известные виды проводников обладают определенными свойствами, в том числе и электрическим сопротивлением. Это качество нашло свое применение в резисторах, представляющих собой элементы цепи с точно установленным сопротивлением. Они позволяют выполнять регулировку тока и напряжения с высокой точностью в схемах. Все подобные сопротивления имеют свои индивидуальные качества. Например, мощность при паралл ельном и последовательном соединении резисторов будет различной. Поэтому на практике очень часто используются различные методики расчетов, благодаря которым возможно получение точных результатов.

Свойства и технические характеристики резисторов

Как уже отмечалось, резисторы в электрических цепях и схемах выполняют регулировочную функцию. С этой целью используется закон Ома, выраженный формулой: I = U/R. Таким образом, с уменьшением сопротивления происходит заметное возрастание тока. И, наоборот, чем выше сопротивление, тем меньше ток. Благодаря этому свойству, резисторы нашли широкое применение в электротехнике. На этой основе создаются делители тока, использующиеся в конструкциях электротехнических устройств.

Помимо функции регулировки тока, резисторы применяются в схемах делителей напряжения. В этом случае закон Ома будет выглядеть несколько иначе: U = I x R. Это означает, что с ростом сопротивления происходит увеличение напряжения. На этом принципе строится вся работа устройств, предназначенных для деления напряжения. Для делителей тока используется паралл ельное соединение резисторов, а для — последовательное.

На схемах резисторы отображаются в виде прямоугольника, размером 10х4 мм. Для обозначения применяется символ R, который может быть дополнен значением мощности данного элемента. При мощности свыше 2 Вт, обозначение выполняется с помощью римских цифр. Соответствующая надпись наносится на схеме возле значка резистора. Мощность также входит в состав , нанесенной на корпус элемента. Единицами измерения сопротивления служат ом (1 Ом), килоом (1000 Ом) и мегаом (1000000 Ом). Ассортимент резисторов находится в пределах от долей ома до нескольких сотен мегаом. Современные технологии позволяют изготавливать данные элементы с довольно точными значениями сопротивления.

Важным параметром резистора считается отклонение сопротивления. Его измерение осуществляется в процентах от номинала. Стандартный ряд отклонений представляет собой значения в виде: + 20, + 10, + 5, + 2, + 1% и так далее до величины + 0,001%.

Большое значение имеет мощность резистора. По каждому из них во время работы проходит электрический ток, вызывающий нагрев. Если допустимое значение рассеиваемой мощности превысит норму, это приведет к выходу из строя резистора. Следует учитывать, что в процессе нагревания происходит изменение сопротивления элемента. Поэтому если устройства работают в широких диапазонах температур, применяется специальная величина, именуемая температурным коэффициентом сопротивления.

Для соединения резисторов в схемах используются три разных способа подключения — паралл ельное, последовательное и смешанное. Каждый способ обладает индивидуальными качествами, что позволяет применять данные элементы в самых разных целях.

Мощность при последовательном соединение

При соединение резисторов последовательно электрический ток по очереди проходит через каждое сопротивление. Значение тока в любой точке цепи будет одинаковым. Данный факт определяется с помощью закона Ома. Если сложить все сопротивления, приведенные на схеме, то получится следующий результат: R = 200+100+51+39 = 390 Ом.

Учитывая напряжение в цепи, равное 100 В, сила тока будет составлять I = U/R = 100/390 = 0,256 A.На основании полученных данных можно рассчитать мощность резисторов при последовательном соединении по следующей формуле: P = I 2 x R = 0,256 2 x 390 = 25,55 Вт.

  • P 1 = I 2 x R 1 = 0,256 2 x 200 = 13,11 Вт;
  • P 2 = I 2 x R 2 = 0,256 2 x 100 = 6,55 Вт;
  • P 3 = I 2 x R 3 = 0,256 2 x 51 = 3,34 Вт;
  • P 4 = I 2 x R 4 = 0,256 2 x 39 = 2,55 Вт.

Если сложить полученные мощность, то полная Р составит: Р = 13,11+6,55+3,34+2,55 = 25,55 Вт.

Мощность при паралл ельном соединение

При паралл ельном подключении все начала резисторов соединяются с одним узлом схемы, а концы — с другим. В этом случае происходит разветвление тока, и он начинает протекать по каждому элементу. В соответствии с законом Ома, сила тока будет обратно пропорциональна всем подключенным сопротивлениям, а значение напряжения на всех резисторах будет одним и тем же.

Прежде чем вычислять силу тока, необходимо выполнить расчет полной проводимости всех резисторов, применяя следующую формулу:

  • 1/R = 1/R 1 +1/R 2 +1/R 3 +1/R 4 = 1/200+1/100+1/51+1/39 = 0,005+0,01+0,0196+0,0256 = 0,06024 1/Ом.
  • Поскольку сопротивление является величиной, обратно пропорциональной проводимости, его значение составит: R = 1/0,06024 = 16,6 Ом.
  • Используя значение напряжения в 100 В, по закону Ома рассчитывается сила тока: I = U/R = 100 x 0,06024 = 6,024 A.
  • Зная силу тока, мощность резисторов, соединенных паралл ельно, определяется следующим образом: P = I 2 x R = 6,024 2 x 16,6 = 602,3 Вт.
  • Расчет силы тока для каждого резистора выполняется по формулам: I 1 = U/R 1 = 100/200 = 0,5A; I 2 = U/R 2 = 100/100 = 1A; I 3 = U/R 3 = 100/51 = 1,96A; I 4 = U/R 4 = 100/39 = 2,56A. На примере этих сопротивлений прослеживается закономерность, что с уменьшением сопротивления, сила тока увеличивается.

Существует еще одна формула, позволяющая рассчитать мощность при паралл ельном подключении резисторов: P 1 = U 2 /R 1 = 100 2 /200 = 50 Вт; P 2 = U 2 /R 2 = 100 2 /100 = 100 Вт; P 3 = U 2 /R 3 = 100 2 /51 = 195,9 Вт; P 4 = U 2 /R 4 = 100 2 /39 = 256,4 Вт. Сложив мощности отдельных резисторов, получится их общая мощность: Р = Р 1 +Р 2 +Р 3 +Р 4 = 50+100+195,9+256,4 = 602,3 Вт.

Таким образом, мощность при последовательном и паралл ельном соединении резисторов определяется разными способами, с помощью которых можно получить максимально точные результаты.

Если нам надо, чтобы электроприбор работал, мы должны подключить его к . При этом ток должен проходить через прибор и возвращаться вновь к источнику, то есть цепь должна быть замкнутой.

Но подключение каждого прибора к отдельному источнику осуществимо, в основном, в лабораторных условиях. В жизни же приходится иметь дело с ограниченным количеством источников и довольно большим количеством потребителей тока. Поэтому создают системы соединений, позволяющие нагрузить один источник большим количеством потребителей. Системы при этом могут быть сколь угодно сложными и разветвленными, но в их основе лежит всего два вида соединения: последовательное и параллельное соединение проводников. Каждый вид имеет свои особенности, плюсы и минусы. Рассмотрим их оба.

Последовательное соединение проводников

Последовательное соединение проводников – это включение в электрическую цепь нескольких приборов последовательно, друг за другом. Электроприборы в данном случае можно сравнить с людьми в хороводе, а их руки, держащие друг друга – это провода, соединяющие приборы. Источник тока в данном случае будет одним из участников хоровода.

Напряжение всей цепи при последовательном соединении будет равно сумме напряжений на каждом включенном в цепь элементе. Сила тока в цепи будет одинакова в любой точке. А сумма сопротивлений всех элементов составит общее сопротивление всей цепи. Поэтому последовательное сопротивление можно выразить на бумаге следующим образом:

I=I_1=I_2=⋯=I_n ; U=U_1+U_2+⋯+U_n ; R=R_1+R_2+⋯+R_n ,

Плюсом последовательного соединения является простота сборки, а минусом – то, что если один элемент выйдет из строя, то ток пропадет во всей цепи. В такой ситуации неработающий элемент будет подобен ключу в выключенном положении. Пример из жизни неудобства такого соединения наверняка припомнят все люди постарше, которые украшали елки гирляндами из лампочек.

Если в такой гирлянде выходила из строя хотя бы одна лампочка, приходилось перебирать их все, пока не найдешь ту самую, перегоревшую. В современных гирляндах эта проблема решена. В них используют специальные диодные лампочки, в которых при перегорании сплавляются вместе контакты, и ток продолжает беспрепятственно проходить дальше.

Параллельное соединение проводников

При параллельном соединении проводников все элементы цепи подключаются к одной и той же паре точек, можно назвать их А и В. К этой же паре точек подключают источник тока. То есть получается, что все элементы подключены к одинаковому напряжению между А и В. В то же время ток как бы разделяется на все нагрузки в зависимости от сопротивления каждой из них.

Параллельное соединение можно сравнить с течением реки, на пути которой возникла небольшая возвышенность. Вода в таком случае огибает возвышенность с двух сторон, а потом вновь сливается в один поток. Получается островок посреди реки. Так вот параллельное соединение – это два отдельных русла вокруг острова. А точки А и В – это места, где разъединяется и вновь соединяется общее русло реки.

Напряжение тока в каждой отдельной ветви будет равно общему напряжению в цепи. Общий ток цепи будет складываться из токов всех отдельных ветвей. А вот общее сопротивление цепи при параллельном соединении будет меньше сопротивления тока на каждой из ветвей. Это происходит потому, что общее сечение проводника между точками А и В как бы увеличивается за счет увеличения числа параллельно подключенных нагрузок. Поэтому общее сопротивление уменьшается. Параллельное соединение описывается следующими соотношениями:

U=U_1=U_2=⋯=U_n ; I=I_1+I_2+⋯+I_n ; 1/R=1/R_1 +1/R_2 +⋯+1/R_n ,

где I — сила тока, U- напряжение, R – сопротивление, 1,2,…,n – номера элементов, включенных в цепь.

Огромным плюсом параллельного соединения является то, что при выключении одного из элементов, цепь продолжает функционировать дальше. Все остальные элементы продолжают работать. Минусом является то, что все приборы должны быть рассчитаны на одно и то же напряжение. Именно параллельным образом устанавливают розетки сети 220 В в квартирах. Такое подключение позволяет включать различные приборы в сеть совершенно независимо друг от друга, и при выходе их строя одного из них, это не влияет на работу остальных.

Нужна помощь в учебе?

Предыдущая тема: Расчёт сопротивления проводников и реостаты: формулы
Следующая тема:&nbsp&nbsp&nbspРабота и мощность тока

Электрические цепи. Последовательное и параллельное соединение проводников

Изучая тему «Электрический ток», мы встречались с целым рядом физических величин: 
— Сила тока; единица измерения — 1А; прибор для определения силы тока – амперметр, он  характеризует электрический ток. 
— Напряжение; единица измерения — 1В; прибор для определения – вольтметр, он характеризует электрическое поле. 
— Сопротивление; единица измерения – 1Ом; прибор для определения  сопротивления — омметр, он  характеризует проводник.
Мы изучаем электрический ток, величины, которые характеризуют его действия. Но порой незнание, пренебрежение законами физики, к действиям электрического тока, ведет к трагедиям. Кто-то оставил без присмотра  включенные электроприборы, кого –то убило током, об этом часто сообщают СМИ.
От чего может резко увеличиться сила тока? Почему загорается электропроводка? 
Рассмотрим условное обозначение на схемах электрических приборов.
От источника тока энергия может быть передана по проводам и устройствам, потребляющим энергию: электрической лампе, радиоприемнику и др. Для этого составляют электрические цепи различной сложности. Электрическая цепь состоит из источника энергии, устройств, потребляющих электрическую энергию, соединительных проводов и выключателей для замыкания цепи. Часто в электрическую цепь включают приборы, контролирующие силу тока и напряжение на различных участках цепи, — амперметры и вольтметры. К наиболее простым  и часто встречающимся соединениям проводников относятся последовательное и параллельное соединения.
При последовательном соединении электрическая цепь не имеет разветвлений. Все проводники включаются в цепь поочередно друг за другом. 
Сила тока во всех проводниках одинакова, так как в проводниках электрический заряд в случае постоянного тока не накапливается и через любое поперечное сечение проводника за определенное время проходит один и тот же заряд. 
Напряжение на концах рассматриваемого участка цепи складывается из напряжений на каждом из проводников.
Применяя закон Ома для всего участка в целом и для составляющих участков цепи, можно доказать, что полное сопротивление всего участка цепи при последовательном соединении равно сумме сопротивлений каждого из участков.
При параллельном соединении проводников электрический ток разветвляется на части. Точку разветвления проводников называют узлом. В узле электрический заряд не накапливается, следовательно, сила тока всей цепи равна сумме токов проходящих по каждому из ветвей цепи.
Напряжение на концах проводников, соединенных параллельно одно и то же.
Величина, обратная полному сопротивлению участка, равна сумме величин, обратных сопротивлениям отдельных проводников.
Решим задачи.
Вольтметр №1 показывает 12 Вольт. Каковы показания амперметра и вольтметра №2?
Запишем данные: сопротивление резистора №1 равно 6 Ом, резистора №2 – 2 Ом. На первый резистор подают напряжение в 12 вольт. Нужно определить силу тока во всей цепи и напряжение, поданное на второй резистор.
Ток во всей цепи равен току, проходящему через первый резистор, который можно определить по закону Ома как отношение напряжения на сопротивление первого резистора. Он равен двум амперам.
Теперь найдем напряжение на втором резисторе, умножив силу тока на сопротивление этого резистора. Получим 4 вольт.
Амперметр А показывает силу тока равную 1,6 (одной целой шести десятым) ампер при напряжении 120 вольт. Сопротивление резистора №1 равно  100 Ом. Определите сопротивление резистора №2 и показания амперметров А1 и А2.
По законам параллельного соединения напряжение на обоих резисторах будет по 120 вольт.
Ток в первом потребителе найдем по закону Ома, он равен 1,2 ампер.
Значит, во втором потребителе проходит ток в 0,4 ампер.
Снова воспользуемся законом Ома и определим, что второй резистор имеет сопротивление 300 Ом.
На рисунке изображена схема смешанного соединения проводников, сопротивления которых следующие: R1=3 Ом, R2=4 Ом, R3=5 Ом, R4=10 Ом, R5=5 Ом. Определить общее сопротивление на участке цепи.
Резисторы 1 и 2 соединены последовательно, поэтому применяем закон последовательного соединения для определения общего сопротивления на участке1-2.
Резисторы 3, 4, 5 соединены параллельно, поэтому применяем закон параллельного соединения для определения общего сопротивления на участке 3-5.
Участки1 -2 и 3- 5 соединены последовательно, опять применяем закон последовательного соединения для определения общего сопротивления всей цепи.
Различные проводники в цепи соединяются друг с другом последовательно и параллельно. В первом случае сила тока одинакова во всех проводниках, во втором случае одинаковы напряжения на проводниках. Чаще всего к осветительной сети различные потребители тока подключаются параллельно.
Основным недостатком последовательного соединения проводников является то, что при выходе из строя одного из элементов соединения отключаются и остальные. Так, например, если перегорит одна из ламп елочной гирлянды, то погаснут и все другие. Указанный недостаток может обернуться и достоинством. Представьте себе, что некоторую цепь нужно защитить от перегрузки: при увеличении силы тока цепь должна автоматически отключаться. Как это сделать? Например, использовать предохранитель. 
Шунт — сопротивление, подключаемое параллельно к амперметру (гальванометру), для расширения его шкалы при измерении силы тока. 
Если амперметр рассчитан на силу тока I0  (и нулевое), а с помощью него необходимо измерить силу тока, превышающую в n раз допустимое значение, то сопротивление, подключаемого шунта должно удовлетворять следующему условию.    
добавочное сопротивление — сопротивление, подключаемое последовательно с вольтметром (гальванометром), для расширения его шкалы при измерении напряжения. 
Если вольтметр рассчитан на напряжение U0 , а с помощью него необходимо измерить напряжение, превышающее в n раз допустимое значение, то добавочное сопротивление должно удовлетворять следующему условию. 
Решим задачу. На фотографии – электрическая цепь. Показания включенного в цепь амперметра даны в амперах. Какое напряжение покажет идеальный вольтметр, если его подключить параллельно резистору 3 Ом? 
Так как соединение в цепи – параллельное, то по третьему резистору будет проходить сила тока равная 0,8 ампер.
По закону Ома напряжение вычислим, умножив значения сопротивления и силы тока. Напряжение на третьем резисторе равно 2,4 вольт.
Действие электрического тока на живые организмы было открыто итальянским ученым  Луиджи  ГальвАни.  Ноябрьским днем 1770 г. он был поражен странным явлением: находившиеся на столе обезглавленные лягушки, над которыми профессор производил опыты, вздрагивали. Их лапки судорожно сокращались всякий раз, когда из стоявшей в кабинете электростатической машины извлекали яркие искры. Особенно сильными были содрогания лапок, когда к ним были присоединены проволоки, свисавшие до земли. Гальвани провел несколько опытов: в одном из них прикрепил к нерву лапки свежепрепарированной лягушки медный крючок, после чего подвесил лапку к железной решетке, окружавшей висячий садик его дома. Однако никакого действия атмосферы не последовало. И лишь тогда, когда под порывами ветра лапка случайно коснулась решетки забора, ее мускулы резко согнулись. В другом опыте он один проводник, соединенный с крышей дома, подключал к нервам задних конечностей лягушки, другой присоединенный к мускулам соединял с колодцем, т.е. опускал в воду.
     «Дело пошло совершенно по нашему желанию, как и в случае искусственного электричества,- писал  Гальвани,- именно сколько раз вспыхивала молния,  столько раз все мышцы в тот же момент впадали в сильнейшие и многократные сокращения, и как это обыкновенно происходит при вспышке молнии и мышечные движения, и сокращения этих животных предшествовали ударам грома и как бы возвещали о них». Гальвани решил, что в мускулах лягушки заключается «животное» электричество, поэтому при соединении проводниками (медные крючки и железная решетка  балкона) нерва с мускулами происходит разряд. 
Тело человека является проводником. Проходя по нему, электрический  ток может вызвать повреждение жизненно важных  органов, а иногда и смерть человека.
Тяжесть поражения током зависит от силы тока, прошедшего через человека, характера тока  (является ли он постоянным или переменным, т.е. изменяющимся по величине и направлению), продолжительности его действия, а также от того, по какому пути внутри человека он шел.
Наибольшую опасность представляет прохождение тока через мозг и те нервные центры, которые контролируют дыхание и сердце человека. Сопротивление человеческого тела не имеет постоянного значения. Оно зависит от состояния человека, его кожи, наличия на ее поверхности пота, содержание алкоголя в крови и т. д. Сухая, огрубевшая кожа имеет высокое сопротивление, а тонкая, нежная и влажная — низкое. Наиболее чувствительными к току являются такие участки тела, как кожа лица, шеи и тыльной стороны ладоней. Их сопротивление существенно меньше, чем у остальных частей тела. Но самым уязвимыми у человека являются так называемые  акупунктурные  точки на шее и мочках ушей: при ударе током в эти точки смертельным может оказаться даже напряжение 10-15 В.  
Наше здоровье, наша жизнь, жизнь и здоровье близких в наших руках — электробезопасности первоочередное внимание.
 

Мощность тока при последовательном и параллельном соединении

Последовательным соединением приемников электрического тока, или, иными словами, потребителей электрического тока называется такое соединение, при котором концевая клемма первого потребителя соединяется с начальной клеммой второго потребителя и так далее. Параллельным соединением потребителей называется такое соединение, при котором к одному полюсу источника напряжения подключены все входные клеммы потребителей, а ко второму полюсу — все выходные клеммы. При прохождении по цепи электрический ток совершает работу, при этом электрическая энергия источника тока превращается в другие виды энергии механическую, тепловую, световую и т. Работа электрического тока математически выражается произведением напряжения, силы тока и времени действия. Работа измеряется в ватт — секундах, ватт — часах или в киловатт — часах. За единицу работы принят джоуль, или ватт-секунда, то есть работа, совершаемая током в 1 ампер при напряжении 1 вольт за 1 секунду.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Физика Имеются два одинаковых электрических нагревателя. При последовательном соединении они

Последовательное и параллельное соединение


Проводники в электрических цепях могут соединяться последовательно и параллельно. При последовательном соединении проводников рис. При последовательном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников. Этот результат справедлив для любого числа последовательно соединенных проводников.

При параллельном соединении рис. Этот результат следует из того, что в точках разветвления токов узлы A и B в цепи постоянного тока не могут накапливаться заряды. Записывая на основании закона Ома где R — электрическое сопротивление всей цепи, получим.

При параллельном соединении проводников величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников.

Этот результат справедлив для любого числа параллельно включенных проводников. Формулы для последовательного и параллельного соединения проводников позволяют во многих случаях рассчитывать сопротивление сложной цепи, состоящей из многих резисторов.

На рис. Следует отметить, что далеко не все сложные цепи, состоящие из проводников с различными сопротивлениями, могут быть рассчитаны с помощью формул для последовательного и параллельного соединения. Цепи, подобные изображенной на рис. Расчет сопротивления сложной цепи. Сопротивления всех проводников указаны в омах Ом. Пример электрической цепи, которая не сводится к комбинации последовательно и параллельно соединенных проводников. Окна калева Энергосберегающие окна Rehau, поиск официальных дилеров на карте okna-moskva Рисунок 1.

Последовательное соединение проводников. Параллельное соединение проводников. Окна калева. А также: online подготовка к ЕГЭ на College.


Мощность при параллельном и последовательном соединении резисторов

Радиоэлектронные устройства собраны из различных деталей и разными по сложности способами. Но большинство соединений можно разбить на последовательное и параллельное. Рассмотрим разновидности соединений резисторов. При последовательном соединении резисторов общее сопротивление цепочки будет равно сумме отдельных сопротивлений:. Ток, при последовательном соединении резисторов, будет протекать через элементы одинаковый, независимо от их номиналов.

Последовательным называется соединение, при котором потребители соединены Сила тока во всех элементах цепи одинакова и равна общему току, протекающему в Мощность – работа, выполненная в единицу времени.

Мощность тока в проводниках при их последовательном и параллельном соединении

Последовательное соединение проводников 1. Виды соединений проводников. Закономерности последовательного соединения проводником. Распространенные ошибки. Современные материалы позволяют изготовить резисторы с самыми разнообразными значениями сопротивлений, но из этого не следует, что отсутствует необходимость разнообразия соединения проводимков друг с другом. Это связано с современными технологиями производства. Потребители электрической энергии к их источникам также присоединяются различными способами.

Работа и мощность тока

Если вам нужно большее напряжение, чем могут выдать ваши источники питания, можно соединить выходы источников последовательно. Если вам нужен больший ток, чем могут выдать ваши источники питания, можно соединить выходы источников параллельно. Однако при этом нужно соблюдать некоторые меры предосторожности. В параллельной и последовательной конфигурациях можно использовать измерительные входы. На рис.

Разделы: Физика.

Последовательное и параллельное соединение резисторов

Рисунок 2. Последовательное соединение резисторов. Поэтому при последовательном соединении двух ламп напряжение В будет делиться пополам, и составит В для каждой. Поэтому при параллельном соединении на все резисторы упадет одинаковое напряжение. При последовательном соединении проводников сила тока во всех проводниках одинакова. Применяя закон Ома для участка цепи , можно доказать, что полное сопротивление при последовательном соединении равно сумме сопротивлений отдельных проводников.

Ток проводников в параллельном и последовательном соединении

Реальные электрические цепи чаще всего включают в себя не один проводник, а несколько проводников, как-то соединенных друг с другом. При установившемся токе в цепи, значения величин токов на входе и на выходе будут одинаковы. Если взглянуть на электрическую цепь, включающую в себя несколько разных проводников, и рассмотреть на ней пару точек вход и выход , то в принципе остальная часть цепи может быть рассмотрена как одиночный резистор по ее эквивалентному сопротивлению. Если закон Ома выполняется, то эквивалентное сопротивление можно вычислить довольно легко. Ток и напряжение при последовательном соединении проводников. И поскольку закон Ома справедлив для любого из резисторов, то можно записать:.

Мощность при параллельном и последовательном соединении Они позволяют выполнять регулировку тока и напряжения с высокой.

Как получить больше мощности от источников питания?

Если в опыте менять проводники, оставляя напряжение на них неизменным, то можно показать, что при постоянном напряжении на концах проводника сила тока обратно пропорциональна его сопротивлению. Этот закон, установленный экспериментально, называется закон Ома для участка цепи. Закон Ома для участка цепи : сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному к его концам напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника. Прежде всего закон всегда верен для твёрдых и жидких металлических проводников.

Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! В электрических цепях элементы могут соединяться по различным схемам, в том числе они имеют последовательное и параллельное соединение. При таком соединении проводники соединяются друг с другом последовательно, то есть, начало одного проводника будет соединяться с концом другого. Основная особенность данного соединения заключается в том, что все проводники принадлежат одному проводу, нет никаких разветвлений. Через каждый из проводников будет протекать один и тот же электрический ток. Но суммарное напряжение на проводниках будет равняться вместе взятым напряжениям на каждом из них.

Рисунок 2.

Практически каждому, кто занимался электрикой, приходилось решать вопрос параллельного и последовательного соединения элементов схемы. Тем не менее, все эти и многие другие подобные вопросы легко решаются методом, предложенным еще в самом начале XIX века немецким физиком Георгом Омом. Законы, открытые им, действуют и поныне, а понять их сможет практически каждый. Для того чтобы выяснить, как то или иное соединение проводников повлияет на характеристики схемы, необходимо определиться с величинами, которые характеризуют любую электрическую цепь. Вот основные из них:. Теперь необходимо определиться , как все вышеперечисленные величины зависят одна от другой.

При последовательном соединении все элементы связаны друг с другом так, что включающий их участок цепи не имеет ни одного узла. При параллельном соединении все входящие в цепь элементы объединены двумя узлами и не имеют связей с другими узлами, если это не противоречит условию. При последовательном соединении проводников сила тока во всех проводниках одинакова. При этом общее напряжение в цепи равно сумме напряжений на концах каждого из проводников.


Последовательное и параллельное соединение проводников

Электрический ток в цепи движется по проводам к потребителям энергии от источника питания. В большинстве данных схем применяются разные виды соединения проводников. При этом подключение контура состоит из проводов и энергопоглощающих потребителей, у которых имеется разное сопротивление.

В электросетях, в зависимости от установленных задач, используется параллельное и последовательное соединение проводов. Иногда применяются оба вида подключений, и такой вариант называют смешанным. У любой схемы преобладают свои особенности, которые нужно учитывать при планировании цепей и установке электрического оборудования.

Параллельное соединение

В электросетях при такой разводке все провода подключены параллельно друг с другом. Следовательно, начала всех проводников сгруппированы в одном месте, и также все концы всегда соединяются между собой. В такой линии может быть образовано две, три, и более ветвей.

В то же время нагрузки распределены параллельно по разным ветвям, соответственно, у данных подключений существует разный расчет сопротивлений. В свою очередь такое явление увеличивает электропроводимость сети, при этом она равна суммарной проводимости ветвей.


Часто бывают случаи, когда некоторые потребители (резисторы) обладают одинаковой величиной и подключены параллельно. В этих вариантах общее сопротивление цепи становится меньше каждого из резисторов во столько раз, сколько их подсоединено в сеть.

Поскольку при параллельном включении токи у потребителей находятся в независимости друг от друга, отключение какого-то из них не скажется на функционировании других. Именно из-за этого большинство электрических приборов имеют такой вид подключения составных частей цепи.

Если анализировать этот аспект в бытовых условиях, то в доме все осветительные и нагревательные приборы должны подключаться параллельно. Иначе, при другом подсоединении они будут загораться, и нагревать при включении одного из них. При этом они должны подключаться к линии с напряжением 220 В., и подсоединяться к общему щиту. То есть, параллельное подключение применяется в тех случаях, когда нужно включить электрические устройства отдельно друг от друга.

Последовательное соединение

Такое подключение дает возможность подсоединять все потребители последовательно относительно друг к другу. Главное отличие подобного подключения – все проводники относятся к одной ветви, не существует разных цепей. Причем в любой точке протекает одинаковый ток.

Общее напряжение на проводах и потребителях равняется напряжению в любой точке сети. В этом можно убедиться из проведенного эксперимента. Сопротивление на последовательно подключенных проводниках вычисляется посредством специальных приборов и обычных математических расчетов.


Например, возьмем три потребителя энергии со стабильным сопротивлением заведомой величины и подключим их к источнику питания в 60 В. Нужно рассчитать данные аппаратов при замыкании цепи. Исходя из закона Ома, в сети находится электрический ток, и это дает возможность узнать падение напряжения на любом из участков.

Затем складываются выявленные показатели, и обретается суммарная величина уменьшения сопротивления в наружной цепи. Когда не берется в расчет внутренне сопротивление, которое создается источником питания, то падение напряжения становится меньше, чем общее сопротивление. А по шкале приборов видно, что такое равенство примерно придерживается.

Проанализируем несколько подключенных последовательно приборов потребления. Поскольку в этой цепи не существует разных ветвей, то количество заряда, протекающего через любой проводник, будет подобным количеству заряда на другом проводнике.

В то же время сила тока в каждой точке сети будет одинаковой. И это – главное отличие такого подключения. Соответственно, если применить закон Ома, то все напряжение при таком подсоединении равняется сумме напряжений от всех резисторов.

Последовательное подключение проводов применяется при целенаправленном включении определенного аппарата. Допустим, электрический звонок работает лишь при замыкании контактов от кнопки звонка, который подсоединен к источнику питания. Объясняется это благодаря известному закону Ома из физики.

Он гласит, что отсутствие тока на одном проводнике предполагает его отсутствие и на остальных проводниках. И напротив, когда электрический ток протекает на каком-то одном проводе, то он будет двигаться и на других проводах.  

Правила при последовательном и параллельном соединении проводников

Тип соединения выражается не нахождением элементов в тех или других приборах, и тем более не изображением на схеме. Он определяется направленностью движения электрического тока.

Для наглядного пояснения и понимания разницы между этими двумя соединениями, рассмотрим правила и формулы для последовательного и параллельного соединения в таблице:

Последовательное соединение

Параллельное подключение

Сила тока одинаковая на любом участке сети

I1 = I2 = I3 =…

Напряжение идентичное на порознь взятом участке сети U1 = U2 = U3 =…

Все напряжение равняется суммарному показателю на составляющих участках линии. Uобщ. = U1 + U2 + U3 +…

Вся сила  тока в замкнутой цепи равна суммарной силе тока каждого участка.

Iобщ. = I1 + I2 + I3 +…

Напряжения на любой ветви распределяются прямо пропорционально сопротивлениям U1/U2 = R1/R2   

Сила тока на каждом из участков сети распределяется обратно пропорционально сопротивлениям I1/I2 = R2/R1

Вычисление цепей, которые не подходят под закон Ома, производится на базе правил Кирхгофа. Такие формулы являются следствием вышеупомянутого закона для неоднозначного участка цепи.

Первое правило Кирхгофа. Суммарная сила тока, образованная в узле, равняется нулю (узлом электрической точки является место, где сходится не менее трех проводников).

Второе правило Кирхгофа. В каждой неразрывной коммуникационной цепи общее напряжение на участках равняется алгебраической сумме ЭДС, образованной на контуре. 

Комбинированное подключение проводов

На электролиниях обычно используется параллельное, последовательное и смешанное подключение проводов, установленное для определенных задач. Однако наиболее часто применяется последний вариант, представляющий собой цепь сочетаний, состоящих из разного вида подключений.

В этих комбинациях вперемежку используется параллельное и последовательное соединение проводов. При этом преимущества и недостатки их в обязательном порядке имеются в виду при планировании коммуникационных электросетей.


Такие способы подключения представляют собой не только порознь взятые потребители электроэнергии, но и порой очень непростые участки со многими элементами. Комбинированное подключение вычисляется, сообразуясь со знакомыми параметрами параллельного и последовательного соединения.

Метод расчета представляет собой разложение схемы на упрощенные составные элементы, которые высчитываются каждый по себе, а затем складываются между собой. Применяя правила вычисления таких способов соединения, рассчитывается сопротивление комбинированной цепи, в которой содержатся потребители, подключенные всякими методами.

Одним из способов подобного вычисления является поэтапный метод (рекуррентный). Такой метод базируется на использовании предыдущих действий (шагов), а их количество зависит от числа структурных элементов, которые присутствуют в цепи.

Почему увеличивается сила тока при параллельном соединении батареек? — Хабр Q&A

Этот ответ может звучать как бред, но попробуй.
После него становится понятно как ток с электростанции МГНОВЕННО оказывается в твоем утюге.

Задался ответом на вопрос — откуда ток в розетке или ещё формулировка «сколько ампер в розетке». Напряжение — то мы все знаем 220, значит, вольт.

Один электрик мне ответил, да и в школе говорили — ток это электроны.
Я спросил — а электроны тогда в розетке откуда?
Он ответил — они с электростанции идут.
Я спросил — а откуда они там? Как их создать? Вот на физике брали электролит, опускали провода, вот четверть вольта там получалось, неужели на электростанции стоит такой мега чан с электролитом, и там значит как-то 220 вышло?
Он ответил — нет, есть же генераторы, которые их создают, вращение рамки в магнитном поле и так далее.
Я спросил — то есть они из воздуха берутся, из магнитного поля что-ли?
Тогда он ответил — да… (Ответ — нет, вращаясь в магнитном поле силы вытягивают электроны из хаоса внутри проводника в линию от плюса к минусу)

В итоге получился ответ «как-то там оно работает» (ответ от электрика)

Но в итоге нужно просто вспомнить химию, а не только физику.
Внутри вещества у нас что? Атомы.
У атомов — электроны.
Электроны что? Движутся хаотично.

Пару слов о постоянном токе и почему он «от плюса к минусу». Если мы ток получаем химическим путем — то есть алюминий и медь в электролит, то на одном из электродов появляется осадок. В химической реакции двигаются «ионы» — это атомы, у которых электронов не хватает и в химической среде они двигаются туда, где есть лишние электроны. И вот они сами положительно заряженные, и идут они в сторону скопления отрицательно заряженных электронов. Вот и решил когда-то Ампер записать что ток идет в сторону от плюса к минусу. Потом поняли, что чтобы создать ток совсем не обязательно растворять и двигать сами атомы, а можно двигать то, что их наполняет — и начали магнитным полем двигать электроны. И получилось что электроны идут против тока, т.к. они в две тысячи раз меньше атомов и двигать их проще.

Напряжение в этом случае всего лишь СИЛА заставляющая электроны двигаться в нужную сторону, создавая подобно ветру область с «низким давлением» (концентрацией электронов) в одном месте и высоким в другом — выдергивая электроны с одного места провода и затаскивая туда, где они уже были выдернуты — происходит такое вот упорядоченное движение зарядов.

То есть приложив к проводнику силу из самой крайней точки электроны побежали туда где их меньше и скопились там, и тут же из следующей точки встали на их место. Помнишь опыт с расческой, которая может разрядом по пальцу дать? На поверхности диэлектрика скапливаются электроны, которые очень быстро проходят через тело в область с низким содержанием электронов.

Когда мы рассматриваем генератор, вращающаяся катушка / рамка пересекая магнитное поле разгоняет электроны в две стороны, по полюсам этого поля и если мы туда подключим что-то электроны побегут по цепочке восстанавливая назад баланс. Возможность генератора постоянно расталкивать электроны по полюсам при вращении и позволяет нам говорить что «в розетке 220 вольт». А на расческе почесав шерсть есть киловольт, но мы же не можем расческой запитать обогреватель дома. Потому что отдав первые электроны — новых нет. А при вращении мы постоянно циклим этот процесс туда-сюда меняя полюса, после чего выпрямителями и стабилизаторами отсекаем ток бегущий обратно, делая из него направленный в одну сторону, и в итоге прибор таки запускается из-за постоянства процесса. Ты скажешь — бывают же металлические расчески. Эти расчески сами проводят электроны в любую сторону. Почесав шерсть такой расческой мы просто немного обогатим её электронами, которые немедленно разбегутся в те места где их не хватало, в итоге расческа отдать нам электронов без дополнительно приложенной силы не сможет.

Тут же пробегало понимание, почему переменный ток проще передавать на большие расстояния. Потому что никакой ток никуда не передается, передается пинок вот этот вот, сила «толкающая заряды» (если точнее то сила сопротивляющаяся тому что они движутся не туда куда хотелось и тянущая их в другую сторону), и именно эта СИЛА попадая в трансформаторы берет буст в магнитном поле позволяя повысить напряжение или понизить его. То есть мы по проводам передаем силу примерно так, как если мы бросим камень в воду и пойдут волны. Или если возьмем веревку и хорошенько её встряхнем — по веревке пойдет наш импульс затухая с расстоянием.

Если что с выхода атомной станции имеем 750 киловольт силушки. Это силушка, которая будет поддерживаться, а не одномоментная, она способна сжечь всё и нахрен, а получили ее точно так же — вращая гигансткие катушки в магнитных полях и суммировав. И вот эта мощь богов отправляется по проводу на город, разделяясь в тысячи проводов (при разделении на 1000 проводов напряжение не упадет, но вот силовые трансформаторы могут поделить её и отправить больше вольт туда меньше сюда), затухая с расстоянием и с помощью других повышающих трансформаторов повышаясь по-дороге там где дофига затухло.

Тут же понимание, почему если подать 15 киловольт на нагрузку при плохой изоляции — ток может пойти через воздух или какой-нибудь диэлектрик в непосредственной близости — сам провод это условная труба, через которую току легко идти, потому что провод сопротивляется электронам меньше чем воздух вокруг него. Но при таких больших пинках и фиговой изоляции электроны летают вокруг и выбиваются наружу, их вполне может хватить для того, чтобы пойти прямо «по воздуху», как это делает молния при грозе — большое скопление электронов болтающихся в воздухе и вот эти электроны могут себе пробить путь через это поле, т.к. в нем сопротивление будет меньше чем в окружающем воздухе.

Наивно думать, что при этом самому проводу ничего нет. Через пару десятков лет он тоже износится. И чем больше скачков напряжения на нем было, тем быстрее это будет, каждый скачок вызовет какой-то да нагрев, а когда металл греется — он может удлинниться, стать тоньше и в итоге — порваться. Тогда мы будем «менять проводку в доме».

Представим провод толщиной в метр. Нереально, но все же. Приложив к нему пинок в 220 вольт (от одного мгновенного пинка врядли нагреется даже, а вот если секунду прикладывать силушку, то тут да), из него вытянется так много электронов из первой точки, которые немедленно кинуться на клемму источника, которая по сопротивлению окажется куда больше, чем наш метровый провод, а значит нагреется всей этой мощью и раскалит клемму мгновенно, от чего она может распаяться, потечь, взорваться и так далее. Но если мы воткнем сюда какой-то прибор, потребитель, то есть помешаем силушке делать свои страшные дела, силушка упадет, сделает полезную работу и дальше на выходе вырвет уже меньше электронов и всё будет нормально.

То есть чем меньше сопротивление на участке цепи (толще материал, короче материал, химически более электропроницаемый) и чем больше туда приложена силушка — тем больше электронов оттуда вырвется и пойдет в следующее место, где сопротивление выше, там нагреется и именно там порвется (это ответ на вопрос — почему горит ноль, а не фаза, потому что моща идет туда и это место — точка, где сопротивление току больше и греется оно в итоге больше)

В этой карте я не могу пока только описать сверхпроводники. Это те, которые заморозившись полностью игнорят пролетающие через них электроны и не мешают их передвижению. А явление — которые при определенной температуре заключают ток внутри себя и он не гаснет, даже если источник выключить. Но для этого их надо охлаждать до офигительно низких температур. Что кстати приведет к тому, что проводник над магнитным полем будет летать. Буквально.

Надеюсь теперь понятно, что он при параллельном не увеличивается, его _можно_посчитать_ с помощью суммы, ибо каждая ветка этой цепи будет выдавать тем меньше электронов, чем больше там проблем с передачей силушки дальше — чем больше приборов, сопротивлений и других разных. Что еще это дает? Ответ на вопрос: «в чем сила брат» — в металле и магнитах 😀

Конспект урока по теме «Последовательное и параллельное соединение» (8 класс)

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА
Последовательное и параллельное соединение проводников

Цель урока:

— Раскрыть взаимозависимость силы тока, напряжения и сопротивления цепи при последовательном и параллельном соединении проводников. Продолжить формирование умений применять закон Ома для расчёта силы тока, напряжения и сопротивлений проводников; собирать электрическую цепь; измерять силу тока и напряжение на различных участках цепи; правильно изображать и читать схемы соединений элементов цепи.

-Развивать умения наблюдать, сопоставлять, сравнивать и сообщить результаты экспериментов.

-Продолжить формирование умений пользоваться теоретическими и экспериментальными методами физической науки для обоснования выводов по изучаемой теме и для решения задач.

Задачи:

  • Повторить, обобщить и систематизировать знания и умения, полученные в курсе физике по теме «Последовательные и параллельные соединения», закрепить формулы соединений;

  • Развивать интегрировать и обобщать знания из различных областей знаний, ставить вопросы и находить ответы;

Воспитывать коммуникативные навыки, культуру общения, умение работать самостоятельно, давать самооценку.

Тип урока урок повторения, систематизации и контроля знаний, с использованием ИКТ

Формы работы учащихся – индивидуальная, парная, самостоятельная

Необходимое техническое оборудование

демонстрационный экран;

мультимедийный проектор;

карточки для индивидуального задания;

Ход урока:

  1. Здравствуйте ребята! Прежде, чем начать урок, давайте вначале пожелаем друг другу хорошее пожелание и настроим себя на урок. Желаю всем хорошего настроения, пусть сегодняшний урок принесет нам много открытий, интересных заданий, а этом нам помогут: смекалка, внимание и находчивость!!! Садитесь!

Электричество кругом,

Полон им завод и дом,

Везде заряды: там и тут,
В любом атоме «живут».
А если вдруг они бегут,

То тут же токи создают.
Нам токи очень помогают,
Жизнь кардинально облегчают!

Удивительно оно, НА благо нам обращено,

Всех проводов «величество»
Зовется: «Электричество»!
(2 мин)

2. Вопросы: (1-2 мин)

1. А что такое электричество?

Электричество – это одна из форм энергии. Это энергия мельчайших заряженных частиц, которые движутся внутри проводников в определенном направлении в замкнутой цепи от источника тока к потребителю

  1. Что нужно создать в проводнике, чтобы в нём возник и существовал ток?

Чтобы в проводнике возник и существовал ток, надо создать в нем электрическое поле с помощью источников электрического тока.

3. Какие физические величины характеризуют электрический ток?

4. Колесо истории «Он открыл один из важнейших законов — количественный закон цепи электрического тока. Он установил постоянство силы тока в различных участках цепи, показал, что сила тока убывает с увеличением длины провода и с уменьшением площади его поперечного сечения. Он нашел ряд из многих веществ по возрастанию сопротивления» (Георг Ом) Сформулируйте закон Ома.

Вспомним закон, который является основой всей электротехники постоянных токов.

Что это за закон? (Закон Ома)

Как он читается? (Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна приложенному к нему напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка)

Какое значение он имеет? (1.Закон Ома для участка цепи определяет силу тока на участке цепи при заданном напряжении между его концами и известном сопротивлении. 2. Он также позволяет рассчитать тепловые, химические и магнитные действия тока, так как они зависят от силы тока)

Что вытекает из закона Ома? ( Из закона Ома вытекает, что замыкать обычную осветительную сеть проводником малого сопротивления опасно. Может возникнуть короткое замыкание)

Устное решение задач

У вас на столах лежит лист – проводник по уроку и его карта. (заполните его).

Ребята возьмите оценочные листы заполните. Оцените себя в начале урока.

3.Внимание «Черный ящик»

Вопрос. Эти приборы предназначены для измерения электрического тока. Но параметры тока, которые измеряются ими разные. Что это?

Амперметр и вольтметр. Амперметр прибор для измерения силы тока, и включается в цепь последовательно.

Вольтметр прибор для измерения напряжения и включается в цепь параллельно!

Тема урока?

  1. Тема: Последовательное и параллельное соединение проводников. Решение задач

Цель: Повторим изученное и научимся применять знания решать задачи по теме: «Последовательное и параллельное соединение проводников»

Мы с вами уже знакомы с физическими величинами: силой тока, напряжением, сопротивлением; изучили приборы для измерения силы тока и напряжения; экспериментально установили Закон Ома для участка цепи, изучили законы последовательного и параллельного соединения проводников и умеем собирать простейшую электрическую цепь.

Индивидуальная работа по карточкам.

Вариант I

1. При последовательном соединении проводников общее значение силы тока…

А. Равно сумме сил токов на отдельных проводниках.

Б. Имеет одно и тоже значение.

В. Равно сумме обратных величин сил токов на отдельных проводниках.

Г. Среди ответов нет верного.

2. При последовательном соединении проводников общее напряжение на участке цепи…

А. Больше, чем напряжение на отдельных проводниках.

Б. Одинаково на всех проводниках.

В. Равно сумме напряжений на отдельных проводниках.

Г. Среди ответов нет верного.

3. При последовательном соединении проводников общее сопротивление…

А. Равно сумме сопротивлений на отдельных проводниках.

Б. Равно сумме обратных величин сопротивлений на отдельных проводниках.

В. Имеет одно и тоже значение.

Г. Среди ответов нет верного.

Вариант 2

1. При параллельном соединении проводников общая сила тока в цепи…

А. Больше, чем сила тока в отдельных проводниках.

Б. Равна сумме обратных величин сил токов в отдельных проводниках.

В. Такая же, как сила тока в отдельных проводниках.

Г. Равна сумме сил токов в отдельных проводниках.

2. При параллельном соединении проводников общее напряжение на участке цепи…

А. Больше, чем напряжение на отдельных проводниках.

Б. Одинаково на всех проводниках.

В. Равно сумме напряжений на отдельных проводниках.

Г. Среди ответов нет верного.

3. При параллельном соединении проводников общее сопротивление…

А. Равно сумме обратных величин сопротивлений на отдельных проводниках.

Б. Равно сумме сопротивлений на отдельных проводниках.

В. Имеет одно и тоже значение.

Г. Среди ответов нет верного.

Проверили и поставили оценку соседу.

Ответы 1-вариант 1Б,2В,3А 2-вариант 1Г, 2Б, 3А

Инструкция по ТБ. Осторожно с током!

Важно помнить, что

• Очень опасно одновременно прикасаться двумя руками к неисправленному проводу.

• Очень опасно дотрагиваться до провода, стоя на сырой земле.

• Очень опасно пользоваться неисправленными приборами.

• Очень опасно собирать, разбирать, что-либо в электрических приборах во время работы прибора.

ДОБАВИМ:

• Нельзя включать, выключать электрические приборы мокрыми руками.

• Нельзя засовывать металлическую проволоку в розетки.

• Прежде чем, что-то исправить, нужно отключить прибор.

– Соблюдая эти простые правила, мы с вами будем здоровы, в хорошем настроении и это позволит нам заниматься изучением различных явлений.

  1. Эксперимент. Экспериментальная проверка полученных выводов.

Собрать электрическую цепь и доказать экспериментально, что при последовательном соединении проводников сила тока на любом участке цепи одинакова и при параллельном соединении проводников напряжение на любом участке цепи одинаково.

1 ряд. Используя источник тока, амперметр, ключ, соединительные провода, резисторы, обозначенные R1 и R2, проверьте экспериментально правило для электрического тока при последовательном соединении двух проводников.

Доказать: при последовательном соединении проводников сила тока на любом участке цепи одинакова. Сделать вывод

2 ряд. Используя источник тока, вольтметр, ключ, соединительные провода, резисторы, обозначенные R1 и R2, проверьте экспериментально правило для электрического напряжения при параллельном соединении двух проводников.

Доказать: при параллельном соединении проводников напряжение на любом участке цепи одинаково. Сделать вывод

  1. Обобщение знаний по таблице

  2. Применение

Пример последовательного соединения: гирлянда.

Пример параллельного соединения: потребители в жилых помещениях.

  1. Преимущества и недостатки соединений:

Последовательное  защита цепей от перегрузок: при увеличении силы тока выходит из строя предохранитель, и цепь автоматически отключается. При выходе из строя одного из элементов соединения отключаются и остальные.

Параллельное – при выходе из строя одного из элементов соединения, остальные действуют. При включении элемента с меньшим возможным напряжением в цепь элемент перегорит.

  1. Динамическая пауза (физминутка)

Поднимите руки, опустите.

Возьмитесь за руки — вот и последовательное соединение

Поднимите руки, когда вы вместе вот так-то ваши возможности увеличиваются.

Отпустите.

Теперь соедините руки так, чтобы получилось параллельное соединение.

Молодцы. Спасибо.

  1. Закрепление знаний. Используя полученную таблицу, можно выполнить решение задач. Это позволяет глубже понять смысл полученных в ходе исследования результатов.

Алгоритм:

• Определить вид соединения.

• Записать постоянную величину.

• Использовать закон Ома для участка цепи.

Я хочу предложить вам решить задачи.

Задача1. Вольтметр V1 показывает 12 В. каковы показания амперметра и вольтметра V2?

Запишем условие задачи. Определим, какое это соединение. Что нужно найти в этой задаче? Какие будут предложения по решению задачи?

Задача 2. Два резистора сопротивлением r1 = 5 Ом и r2= 30 Ом включены, как показано на рисунке, к зажимам источника тока напряжением 6В. Найдите силу тока на всех участках цепи.

Запишем условие задачи. Определим, какое это соединение. Что нужно найти в этой задаче? Какие будут предложения по решению задачи?

Графическая задача

(такие задачи можно встретить при решении задач ГИА по физике)

Какой график зависимости показан на экране?

График зависимости силы тока от напряжения у вас на партах. Внимательно изучите данный график функции и попытайтесь ответить на вопросы.

Самостоятельная работа (работа в парах)

  1. Подведение итогов (рефлексия, анализ и оценка урока).

Ребята, у нас с вами подходит к концу урок. Думаю, что полезно отметить впечатления об уроке. Вы получили раскрашенные контуры шкатулок. Обычно, в них люди хранят самые ценные вещи. Предлагаю вам положить в шкатулку знания, умения и навыки, которые вы приобрели при изучении этой темы.

Используйте фломастеры. Шкатулки можно забрать домой.

Ребята давайте снова вернёмся к оценочным листам, которые заполняли в начале урока. Оцените себя. Посмотрите и сравните, изменился ли ваш результат.

Рефлексия учебной деятельности.

  • Объявить учащимся оценки за работу на уроке.

  • Что узнали на уроке? (как нужно включить в цепь потребители, чтобы они могли работать независимо друг от друга)

  • Чему научились? (записывать количественные зависимости между величинами, характеризующими электрический ток при соединениях проводников)

  • Как применили полученные знания? (применили полученные знания в решении модулированной ситуации)

  • Как вы оцениваете свою деятельности на уроке?

Ребята, вы все сегодня хорошо поработали в дружественной и комфортной обстановке.

Повторили понятия: сила тока, напряжение, сопротивление. Вспомнили закон Ома, виды соединений. Собирали электрические цепи, соблюдая технику безопасности. Думаю, что с проверочной работой на следующем уроке все справятся успешно.

Выставите оценки за урок.

  1. Домашнее задание: § 48,49, упр. 32 №3, упр. 33 № 3 Повторить формулы

ОЦЕНОЧНЫЙ ЛИСТ УЧАЩЕГОСЯ

Фамилия:___________________________

Имя:_______________________________

Оценка в начале урока: _______ (оцените свои знания)

Расшифровка баллов:

Устная работа, если вы отвечали поставьте + (1б)

Работа по карточке: если все правильно, то +(1б), максимальный балл – 3б

Практическое задание: правильная сборка цепи 1б, запись физических величина их доказательство правильности 1б.

Решение задач: если решили самостоятельно 2б

Самостоятельная работа (работа в парах), если все верно ставим 5б, если три правильных ответа -3б, если 4 правильных – 4б.

ОЦЕНОЧНЫЙ ЛИСТ УЧАЩЕГОСЯ

Фамилия:___________________________

Имя:_________________________________

Оценка в начале урока: _______ (оцените свои знания)

Расшифровка баллов:

Устная работа, если вы отвечали поставьте + (1б)

Работа по карточке: если все правильно, то +(1б), максимальный балл – 3

Практическое задание: правильная сборка цепи 1б, запись физических величина их доказательство правильности 1б.

Решение задач: если решили самостоятельно 2б

Самостоятельная работа (работа в парах), если все верно ставим 5б, если три правильных ответа -3б, если 4 правильных – 4б.

Эксперементальная проверка.

1 ряд.

Задание. Собрать электрическую цепь и доказать экспериментально, что при последовательном соединении проводников сила тока на любом участке цепи одинакова.

Используя источник тока, амперметр, ключ, соединительные провода, резисторы, обозначенные R1 и R2, проверьте экспериментально правило для электрического тока при последовательном соединении двух проводников.

Выполните эксперимент, пользуясь предложенным оборудованием по алгоритму:

  • Определите название работы.

  • Сформулируйте цель.

  • Составьте план действий.

  • Соберите электрическую цепь по схеме

  • Выполните измерения.

  • Сделайте вывод.

  • Оцените свою работу.

Последовательное соединение – соединение, при котором конец первого проводника соединяют с началом второго и так далее.

Изменяя положение амперметра и снимите показания силы тока.

 

Записать показания амперметра I=

 

Записать показания амперметра I1=

 

Записать показания амперметра I2=

Вывод: при последовательном соединении проводников сила тока на любом участке цепи одинакова. Iобщ=I1=I2

2 ряд

Эксперементальная проверка.

Задание. Собрать электрическую цепь и доказать экспериментально, что при параллельном соединении проводников напряжение на любом участке цепи одинаково.

Используя источник тока, вольтметр, ключ, соединительные провода, резисторы, обозначенные R1 и R2, проверьте экспериментально правило для электрического напряжения при параллельном соединении двух проводников.

Выполните эксперимент, пользуясь предложенным оборудованием по алгоритму:

  • Определите название работы.

  • Сформулируйте цель.

  • Составьте план действий.

  • Соберите электрическую цепь по схеме

  • Выполните измерения.

  • Сделайте вывод.

  • Оцените свою работу.

Параллельное соединение — соединение, при котором начала всех проводников присоединяются к одной и той же цепи, а их концы к другой.

 

Итак, подключаем вольтметр сначала к двум резисторам сразу, потом по отдельности к каждому резистору. Делаем вывод, о том, что при параллельном соединении напряжения на участке цепи одинаково.

Записать значения напряжения

U= U1 = U2 =

Делаем вывод, о том, что при параллельном соединении напряжения на участке цепи одинаково. U=U1 = U2

Работа по карточке Вариант I

1. При последовательном соединении проводников общее значение силы тока…

А. Равно сумме сил токов на отдельных проводниках.

Б. Имеет одно и тоже значение.

В. Равно сумме обратных величин сил токов на отдельных проводниках.

Г. Среди ответов нет верного.

2. При последовательном соединении проводников общее напряжение на участке цепи…

А. Больше, чем напряжение на отдельных проводниках.

Б. Одинаково на всех проводниках.

В. Равно сумме напряжений на отдельных проводниках.

Г. Среди ответов нет верного.

3. При последовательном соединении проводников общее сопротивление…

А. Равно сумме сопротивлений на отдельных проводниках.

Б. Равно сумме обратных величин сопротивлений на отдельных проводниках.

В. Имеет одно и тоже значение.

Г. Среди ответов нет верного.

Работа по карточке Вариант 2

1. При параллельном соединении проводников общая сила тока в цепи…

А. Больше, чем сила тока в отдельных проводниках.

Б. Равна сумме обратных величин сил токов в отдельных проводниках.

В. Такая же, как сила тока в отдельных проводниках.

Г. Равна сумме сил токов в отдельных проводниках.

2. При параллельном соединении проводников общее напряжение на участке цепи…

А. Больше, чем напряжение на отдельных проводниках.

Б. Одинаково на всех проводниках.

В. Равно сумме напряжений на отдельных проводниках.

Г. Среди ответов нет верного.

3. При параллельном соединении проводников общее сопротивление…

А. Равно сумме обратных величин сопротивлений на отдельных проводниках.

Б. Равно сумме сопротивлений на отдельных проводниках.

В. Имеет одно и тоже значение.

Г. Среди ответов нет верного.

Работа по карточке Вариант I

1. При последовательном соединении проводников общее значение силы тока…

А. Равно сумме сил токов на отдельных проводниках.

Б. Имеет одно и тоже значение.

В. Равно сумме обратных величин сил токов на отдельных проводниках.

Г. Среди ответов нет верного.

2. При последовательном соединении проводников общее напряжение на участке цепи…

А. Больше, чем напряжение на отдельных проводниках.

Б. Одинаково на всех проводниках.

В. Равно сумме напряжений на отдельных проводниках.

Г. Среди ответов нет верного.

3. При последовательном соединении проводников общее сопротивление…

А. Равно сумме сопротивлений на отдельных проводниках.

Б. Равно сумме обратных величин сопротивлений на отдельных проводниках.

В. Имеет одно и тоже значение.

Г. Среди ответов нет верного.

Работа по карточке Вариант 2

1. При параллельном соединении проводников общая сила тока в цепи…

А. Больше, чем сила тока в отдельных проводниках.

Б. Равна сумме обратных величин сил токов в отдельных проводниках.

В. Такая же, как сила тока в отдельных проводниках.

Г. Равна сумме сил токов в отдельных проводниках.

2. При параллельном соединении проводников общее напряжение на участке цепи…

А. Больше, чем напряжение на отдельных проводниках.

Б. Одинаково на всех проводниках.

В. Равно сумме напряжений на отдельных проводниках.

Г. Среди ответов нет верного.

3. При параллельном соединении проводников общее сопротивление…

А. Равно сумме обратных величин сопротивлений на отдельных проводниках.

Б. Равно сумме сопротивлений на отдельных проводниках.

В. Имеет одно и тоже значение.

Г. Среди ответов нет верного.

Алгоритм решения задачи:

• Определить вид соединения.

• Записать постоянную величину.

• Использовать закон Ома для участка цепи.

Алгоритм решения задачи:

• Определить вид соединения.

• Записать постоянную величину.

• Использовать закон Ома для участка цепи.

Алгоритм решения задачи:

• Определить вид соединения.

• Записать постоянную величину.

• Использовать закон Ома для участка цепи.

Алгоритм решения задачи:

• Определить вид соединения.

• Записать постоянную величину.

• Использовать закон Ома для участка цепи.

Алгоритм решения задачи:

• Определить вид соединения.

• Записать постоянную величину.

• Использовать закон Ома для участка цепи.

Алгоритм решения задачи:

• Определить вид соединения.

• Записать постоянную величину.

• Использовать закон Ома для участка цепи.

Алгоритм решения задачи:

• Определить вид соединения.

• Записать постоянную величину.

• Использовать закон Ома для участка цепи.

Алгоритм решения задачи:

• Определить вид соединения.

• Записать постоянную величину.

• Использовать закон Ома для участка цепи.

Алгоритм решения задачи:

• Определить вид соединения.

• Записать постоянную величину.

• Использовать закон Ома для участка цепи.

Алгоритм решения задачи:

• Определить вид соединения.

• Записать постоянную величину.

• Использовать закон Ома для участка цепи.

Алгоритм решения задачи:

• Определить вид соединения.

• Записать постоянную величину.

• Использовать закон Ома для участка цепи.

Алгоритм решения задачи:

• Определить вид соединения.

• Записать постоянную величину.

• Использовать закон Ома для участка цепи.

Алгоритм решения задачи:

• Определить вид соединения.

• Записать постоянную величину.

• Использовать закон Ома для участка цепи.

Алгоритм решения задачи:

• Определить вид соединения.

• Записать постоянную величину.

• Использовать закон Ома для участка цепи.


Самостоятельная работа (в парах)

  1. Какому значению силы тока и напряжения соответствует точка А?

  2. Какому значению силы тока и напряжения соответствует точка В?

  3. Найдите сопротивление в точке А и в точке В.

  4. Найдите по графику силу тока в проводнике при напряжении 8 В и вычислите сопротивление в этом случае.

  5. Какой вывод можно проделать по результатам задачи?

Самостоятельная работа (в парах)

  1. Какому значению силы тока и напряжения соответствует точка А?

  2. Какому значению силы тока и напряжения соответствует точка В?

  3. Найдите сопротивление в точке А и в точке В.

  4. Найдите по графику силу тока в проводнике при напряжении 8 В и вычислите сопротивление в этом случае.

  5. Какой вывод можно проделать по результатам задачи?

Самостоятельная работа (в парах)

  1. Какому значению силы тока и напряжения соответствует точка А?

  2. Какому значению силы тока и напряжения соответствует точка В?

  3. Найдите сопротивление в точке А и в точке В.

  4. Найдите по графику силу тока в проводнике при напряжении 8 В и вычислите сопротивление в этом случае.

  5. Какой вывод можно проделать по результатам задачи?





Решение задач.

  1. Общее сопротивление трех одинаковых последовательно соединенных ламп составляет 36 Ом. Чему равно сопротивление каждой лампы?

  2. Общее сопротивление четырех одинаковых последовательно соединенных ламп составляет 48 Ом. Чему равно сопротивление каждой лампы?

  3. Три проводника сопротивлением 12 Ом, 9 Ом и 3 Ом соединены последовательно. Напряжение на концах цепи 120 В. Найти силу тока в цепи.

  4. Три проводника сопротивлением 10 Ом, 6 Ом и 4 Ом соединены последовательно. Напряжение на концах цепи 100 В. Найти силу тока в цепи.

  5. Проводники сопротивлением 2 Ом и 3 Ом соединены параллельно и подключены к напряжению 2,4 В. Найдите общее сопротивление цепи и общую силу тока. (R= 1,2 Ом; I=2 А).

  6. Проводники сопротивлением 5 Ом и 15 Ом параллельно подключены к напряжению 7,5 В. Найти общую силу тока. (I= 2А)

  1. Задание на знание «Азбуки физики» отвечайте в тетради, цифрами (3 мин+1 проверка)

Проверочный тест на знание «азбуки» физики Вариант 1

Электрический заряд

1.

U

1.

с

1.

= l/R

  1. Напряжение

2.

2.

Ом

2.

= q/I

  1. Сила тока

3.

S

3.

м

3.

= U/I

  1. Время

4.

R

4.

Оммм2

4.

= RS/l

  1. Сопротивление

5.

l

5.

Кл

5.

= U/R

  1. Длина

6.

t

6.

А

6.

= RS/

  1. Площадь сечения

7.

I

7.

В

7.

= It

  1. Удельное сопротивление

8.

q

8.

м2

8.

= IR

Например:1-8-5-7.

Проверочный тест на знание «азбуки» физики Вариант 2

Сопротивление

1.

I

1.

А

1.

= It

  1. Время

2.

q

2.

м2

2.

= U/R

  1. Площадь сечения

3.

l

3.

с

3.

= U/I

  1. Длина

4.

U

4.

Оммм2

4.

= IR

  1. Сила тока

5.

R

5.

Кл

5.

= l/R

  1. Напряжение

6.

t

6.

Ом

6.

= q/I

  1. Электрический заряд

7.

7.

м

7.

= RS/

  1. Удельное сопротивление

8.

S

8.

В

8.

= RS/l

Например:1-5-6-3

Вариант №1

1-8-5-7.

2-1-7-8

3-7-6-5

4-6-1-2

5-4-2-3

6-5-3-6

7-3-8-1

8-2-4-4

Ответы:

Вариант №2

1-5-6-3

2-6-3-6

3-8-2-5

4-3-7-7

5-1-1-2

6-4-8-4

7-2-5-1

8-7-4-8

В чем разница между последовательными и параллельными цепями?

Топология цепей — увлекательное и удивительно доступное семейство концепций. Сегодня мы собираемся изучить разницу между последовательными и параллельными схемами.

Что такое последовательная цепь? Кроме того, что такое параллельная схема? Даже если вы понятия не имеете, мы уже можем сказать вам, что вы, вероятно, используете оба типа схем каждый день своей жизни.

Понимание разницы между последовательной схемой и параллельной схемой: определение и основные понятия

Проще говоря: последовательная цепь предлагает ток электричества один идеальный путь через лабиринт. Параллельные цепи , с другой стороны, сконфигурированы так, что имеется два или более путей через цепь, по которым следует ток. Эти типы цепей считаются «параллельными», потому что путь разветвления тока проходит параллельно самому себе, поскольку он проходит через обе петли одновременно.

Поведение тока в параллельной цепи, когда он проходит через цепь, во многом определяется тем фактом, что электрический ток будет искать области с самым низким напряжением в данной системе, занимая эти области любым возможным способом.

Это не совсем так просто, но вы будете рады узнать, что здесь задействовано всего несколько других правил. Что именно определяет путь наименьшего сопротивления тока?

Связанный: Как проверить напряжение с помощью мультиметра

Серия против параллельных цепей: что здесь происходит в Толедо?

Чтобы визуализировать это явление, мы собираемся назвать несколько ключевых словарных слов, которые следует запомнить:

  • Ток : Электрическая энергия, полученная от источника и переданная по трубопроводу.
  • Источник : Откуда поступает электричество? Батарея? Вспышка молнии?
  • Трубопровод : Все, что обладает достаточной проводимостью для подачи электричества от источника. Медный провод внутри зарядного кабеля вашего смартфона является одним из примеров электрического канала, который ведет ток от вашего компьютера или зарядного устройства к аккумулятору, нуждающемуся в зарядке.
  • Замкнутая цепь : Замкнутая электрическая сеть, в которой ток имеет прямой путь обратно к источнику, образуя полный, непрерывный и неразрывный контур.
  • Напряжение : Мера потенциальной энергии на единицу, когда любые две точки в цепи сравниваются друг с другом. Это механизм, с помощью которого ток проходит через цепь; избыточное напряжение в одной части системы перетекает в точки с более низким напряжением, постоянно стремясь к равновесию.
  • Сопротивление : Любой фактор, препятствующий компенсации напряжения и потоку. Силикон является одним из примеров высокопрочного изоляционного материала, который обычно используется в электронике. Стойкий материал используется для направления потока электричества по всей цепи и предотвращения его выхода из канала.

При визуализации электрического тока мы имеем дело с переносом электронов от атома к атому по проводнику.Объект становится положительно или отрицательно заряженным, когда вокруг него висит больше электронов, чем протонов, которые не покидают атом по своей воле.

Электроны — валюта электричества. Этот перенос электронов является неотъемлемой частью того, как ток передается каждым атомом канала.

Как электроны проходят через последовательные и параллельные цепи?

Думайте обо всех этих электронах, едущих по рельсам трубопровода, как будто они крошечные автомобили, едущие по миниатюрной супермагистрали.

В замкнутой замкнутой цепи электричество следует по своему каналу туда, где оно в конечном итоге «утонет», то есть в точке наименьшего напряжения, доступного для тока, месте, куда оно физически чувствует себя наиболее вынужденным идти. Электричество проходит через замкнутую систему аккуратно и непрерывно, его общее сохраняющееся напряжение естественным образом распределяется по системе, принимая определенное квантовое состояние.

В параллельном контуре, вместо того, чтобы снова и снова путешествовать по этому единственному, петлевому пути, есть «въезды» и «выезды», точки доступа, предлагающие текущему альтернативный живописный маршрут через два или более параллельные ветви.Простое закольцованное состояние теперь по-разному распределяется по цепи.

Связанный: Идеи проекта DIY Electronics для студентов инженерных специальностей

Параллельное напряжение: законы Кирхгофа о цепях

Мы видели параллельные цепи, которые до некоторой степени напоминают разветвляющиеся кровеносные сосуды. Вся сеть поддерживает кровоток через каждую вену и капилляр, достигая каждого уголка тела, к которому подключена система.

Немецкий физик Густав Кирхгоф был одним из первых, кто математически формализовал анализ цепей. Он смог упростить поведение электричества в цепи, используя два физических закона, которые идут рука об руку.

Ток, протекающий по любой цепи, физически подчиняется этим законам, несмотря ни на что:

  1. Энергия, втекающая в узел или точку пересечения ответвляющейся цепи, во многом равна энергии, вытекающей из него, сохраняя при этом общий заряд системы.
  2. Общая сумма чистых электрических разностей потенциалов во всей системе должна быть равна нулю. Компоненты питания, такие как аккумуляторные батареи, вносят свой вклад в эту сумму, питая компоненты, потребляющие энергию, такие как резисторы или приборы, такие как лампочки.

Оба они поясняют, что именно управляет поведением тока в той или иной цепи. Однако этот второй пункт особенно интересен.

По сути, этот второй закон утверждает, что каждый электрон, проходящий через цепь, должен получить ровно столько энергии, сколько он теряет по пути. Если какое-либо требование не выполняется, рассматриваемый путь не является жизнеспособным путем для естественного протекания тока.

Связанный: Малобюджетные проекты электроники DIY для начинающих

Примеры последовательных и параллельных цепей

Наиболее распространенный пример параллельного напряжения по сравнению с параллельным.в серии: Рождественские огни. В частности, современные струны против винтажных ламп.

Первоначально рождественские огни были соединены последовательно, односторонней гирляндой из лампочек; при выходе из строя одной лампочки гаснет все, и до перегоревшей лампочки, и после. Цепь теперь разомкнута и фактически разорвана.

Это прискорбное положение дел, но не позволяйте этому первому примеру испортить вам последовательные цепи. Есть еще много обстоятельств, когда последовательные цепи действительно являются подходящим типом цепи для выбора:

  • Простые приспособления, управляющие только одним прибором — например, маленькие светодиоды в некоторых игрушках.
  • Фонарик или любое другое простое устройство, приводимое в действие щелчком выключателя.
  • Предохранитель, защищающий большой прибор, такой как стиральная машина, от перегрузки по току; они соединены в последовательную цепь, так что серия прерывается следствием срабатывания предохранителя.

В противоположность этому, параллельные цепи предназначены для работы в любых условиях.Современные рождественские огни используют параллельную цепь, чтобы предотвратить, например, вышеупомянутую досадную праздничную катастрофу. Даже если останется только одна лампочка, она все равно сможет светить.

Другие распространенные примеры параллельных цепей включают следующее:

  • Автомобильные фары подключены параллельно, поэтому одна сторона остается работоспособной, даже если другая сторона выходит из строя.
  • Коммерческие акустические системы используют параллельные схемы по той же причине.
  • Уличные фонари используют параллельное напряжение, чтобы освещать большую часть улицы.

Ни параллельные, ни последовательные цепи не следует рассматривать как «лучше» или «хуже» друг друга — обе невероятно полезны по-своему в разных обстоятельствах.Если вы знаете, что вам нужно сделать с проектируемой схемой, сторона забора, к которой вы принадлежите, должна быть совершенно очевидной.

Связанный: что такое мультиметр и где его можно использовать?

Основы электрических цепей: параллельные и последовательные цепи и почему важны обе схемы

Электричество опасно. Понимание того, как работают схемы, — это один из способов обезопасить себя, независимо от того, во что вы ввязываетесь.

Хорошие новости: если вы сможете понять эти и другие концепции в этой области, вы будете вооружены и готовы ко всему, что вам нужно знать, чтобы ваш проект не поджарил ваше тело заживо. как куриный наггетс. Возьмите это у того, кто был там.

В чем разница между переменным и постоянным током и как их преобразовать?

Читать Далее

Об авторе

Эмма Гарофало (опубликовано 379 статей) Более От Эммы Гарофало
Подпишитесь на нашу рассылку

Подпишитесь на нашу рассылку технических советов, обзоров, бесплатных электронных книг и эксклюзивных предложений!

Нажмите здесь, чтобы подписаться

Эпизод 113: Подготовка к последовательным и параллельным схемам тема

Текущий закон Кирхгофа

Электричество и магнетизм

Эпизод 113: Подготовка к последовательным и параллельным схемам тема

Учебное руководство для 16-19

Джоульметр будет полезен при обсуждении энергии и мощности в электрических цепях.Стоит потренироваться с ним, прежде чем использовать его в какой-либо демонстрации.

Найдите набор готовых делителей потенциала (также известных как потенциометры). Найдите три соединения, характерные для делителя потенциала. Снимите заднюю часть поворотного потенциометра, чтобы увидеть резистивный материал и стеклоочиститель.

Основные цели этой темы

Последовательные и параллельные цепи

Студенты будут:

  • расчет сопротивлений последовательных и параллельных комбинаций резисторов
  • исследовать мощность лампы накаливания
  • использовать уравнения энергии и мощности, включая расчет стоимости
  • проверить и использовать законы Кирхгофа
  • использовать делители потенциала для контроля разности потенциалов и создания датчика
Предварительные знания

На этом этапе учащиеся должны уметь различать заряд, ток и напряжение; они должны понимать определение сопротивления и уметь обращаться с уравнениями, включающими эти четыре величины.Однако некоторые учащиеся, вероятно, все еще будут невольно питать некоторые неправильные представления, например, в области разности потенциалов в параллельных цепях, поэтому будьте готовы к проверке, а не к предположениям.

Эти заблуждения вполне могут проявиться при обучении:

В этой теме также рассматриваются идеи о передаче энергии в электрических цепях.

Куда это ведет

Темы, оставшиеся в базовом электричестве, включают ЭДС и внутреннее сопротивление.Затем учащиеся будут подготовлены для понимания множества различных цепей, переменного тока и т. д.

background:science.engineering.concepts:series.and.parallel [PEN wiki]

версия для печати в формате pdf

Помните, что ток вызывается перемещением зарядов по проводам и компонентам. Ток равен сколько зарядов движется по проводу — огромный поток, или крохотная струйка.

Количество тока, которое у вас есть, обычно зависит от сопротивления вашей цепи — низкое сопротивление означает большой ток.

Напряжение измеряет сколько энергии имеет ток. Определяется напряжением аккумулятора.

Соединение последовательно и параллельно

Компоненты схемы могут быть соединены последовательно или параллельно, как показано ниже:

При последовательном соединении все компоненты находятся в одном «контуре», а при параллельном — на отдельных ветвях цепи.

Ток и напряжение

В параллельно ток делится между двумя секциями. Например, это как если бы труба, соединенная с резервуаром с водой, была разделена — вода разделилась бы и стекала по обеим секциям трубы. Ток в каждой секции добавляется к общему току до разделения.

Однако напряжение на двух участках остается одинаковым. Это как если бы обе трубы находились на одинаковой высоте от земли — вода должна падать на одинаковое расстояние в обоих ответвлениях.

В *последовательном* один и тот же ток проходит через все компоненты — они как бы подключены к одной и той же «трубе», через которую проходит одинаковое количество воды.

Однако *падение напряжения* на каждом компоненте разное. Это как если бы разные участки трубы опустились на разную высоту — падение высоты представляет собой изменение потенциальной энергии, подобное падению напряжения.

Падение напряжения каждого из различных компонентов в сумме дает падение напряжения во всей цепи.

Сопротивления

В серии

Когда резисторы соединены последовательно, через них проходит одинаковый ток, и падение напряжения на каждом из них в сумме дает падение напряжения во всей цепи.

Поскольку напряжение равно произведению тока на сопротивление, а ток везде одинаков, последовательно включенные сопротивления также добавляются. Сумма каждого резистора представляет собой общее сопротивление последовательной цепи.

О сопротивлении можно думать как о засорах в трубах: более высокое сопротивление означает, что более заблокированная труба пропускает меньше воды.Если трубы соединены последовательно, сильно забитая труба означает очень небольшой расход воды, даже если другие трубы с меньшим засором подключены к ней параллельно.

Параллельно

Параллельно резисторы добавляют немного по другому. Все они имеют одинаковое напряжение, но их *токи* составляют общий ток цепи. Снова используя V = IR:

Опять же, резисторы можно рассматривать как трубы — вода разделяется между разными трубами, а это означает, что через них может протекать больше воды, чем если бы они были соединены последовательно.Вот почему общее сопротивление компонентов, соединенных последовательно, на самом деле ниже, чем сопротивление самих компонентов — у «воды» больше мест, куда она может течь, поэтому больше ее может течь.

Использование последовательно/параллельно

Серия

Так как резисторы добавляются последовательно, их соединение таким образом хорошо, если вам нужно большое сопротивление, например для ограничения тока.

Если у вас есть компоненты, которым требуется большой ток, их последовательное соединение потребляет меньший ток для системы в целом.

Параллельный

Если у вас есть компоненты, которым требуется высокое напряжение, но низкий ток, их параллельное соединение означает, что все компоненты будут иметь одинаковое напряжение на них, а добавление большего количества просто уменьшит ток.

Если вы соедините их последовательно, вам понадобится источник большего напряжения, так как их напряжения будут складываться.

Параллельные соединения также хороши для создания надежных цепей, которые могут повредиться. Если одна ветвь параллельной цепи разорвана, остальная часть цепи все равно будет работать, так как это все еще полная цепь.

Однако при последовательном соединении, если часть цепи разорвется, вся цепь перестанет работать, поскольку нет альтернативных путей для прохождения тока.

Серия

и параллельная схема | Школа электриков

Что такое последовательные и параллельные цепи? Чем они отличаются друг от друга и можно ли использовать их в комбинации?

Цепи только с одной резистивной нагрузкой и одной батареей достаточно просто анализировать, но на практике они обычно не встречаются.

Чаще встречаются схемы, в которых два или более компонентов соединены вместе. Эти цепи будут соединены последовательно, параллельно или последовательно-параллельно.

Цепь серии А:

В этом примере есть три резистора (R1, R2 и R3 — номера предназначены только для идентификации и не представляют значение в омах).

Подключаются от одной клеммы аккумулятора к другой. Основная характеристика, определяющая последовательную цепь, заключается в том, что ток постоянен по всей цепи и будет течь только по одному пути.Если этот путь разорван в любой точке цепи, ток не будет течь.

Эта схема показывает, согласно теории электронов, ток течет против часовой стрелки, от точки 4 к точке 1 и обратно к точке 4. Согласно традиционной теории ток будет течь по часовой стрелке, от плюса к минусу.

Параллельная цепь:

В этом примере по-прежнему три резистора, но на этот раз у электронов есть более одного пути, по которому они могут течь непрерывно.С 8 по 7 с 2 на 1 и обратно с 8.

С 8 на 7 с 6 на 3 с 2 на 1 и обратно на 8. И с 8 на 7 с 6 на 5 с 4 на 3 от 2 к 1 и обратно к 8. Каждый из путей (через R1, R2 и R3) называется ветвями.

Параллельная цепь — это когда все компоненты соединены между общими электрическими точками. Обратите внимание, что точки 1, 2, 3 и 4 электрически общие. Как и точки 8, 7, 6 и 5. Батарея и все резисторы подключены между этими точками.

Если в этой параллельной цепи перегорит один резистор, это не повлияет на остальную часть цепи.

Во многих случаях вы увидите комбинацию последовательной и параллельной схемы:

В этом примере комбинация последовательной и параллельной цепи показывает две петли, по которым перемещаются электроны: одна от 6 к 5, затем к 2, к 1 и обратно к 6, а другая от 6 к 5, к 4, к 3, к 2, к 1 и обратно к 6.

Обратите внимание, как пути обоих токов проходят через R1 (из точки 2 в точку 1).Это означает, что R2 и R3 образуют параллель, а R1 образует серию с параллельной комбинацией R2-R3, чтобы создать последовательную и параллельную цепь.

Понимание схем

Это неотъемлемая часть математики электрика. Начнем с последовательной цепи, состоящей из одной батареи и трех резисторов.

Первый принцип, который вы усвоите, заключается в том, что в последовательной цепи ток остается одним и тем же через все компоненты. Это связано с тем, что электроны могут течь только по одному пути, и скорость потока должна оставаться одинаковой.

При таком расположении электроны движутся против часовой стрелки. Имеется один источник напряжения и три сопротивления. Как бы вы использовали закон Ома в этой ситуации?

Основное правило закона Ома гласит, что все элементы (ток, напряжение, мощность и сопротивление) должны быть связаны друг с другом с точки зрения одних и тех же двух точек в цепи.

Это означает, что в цепи с одной батареей и одним резистором можно рассчитать любой из элементов, потому что все они могут относиться к одним и тем же двум точкам в цепи:

Здесь у вас есть точки 1 и 2, соединенные проводом с незначительным сопротивлением, как и точки 3 и 4.Точки 1 и 2 электрически общие, а точки 3 и 4 также электрически общие.

Поскольку вы знаете, что между точками 1 и 4 на аккумуляторе действует электродвижущая сила 9 вольт, а так как точки 2 и 1 общие, а точки 3 и 4 общие, то на резисторе между точками также должно быть 9 вольт 2 и 3.

Следовательно, вы можете применить закон Ома (I = E/R) к току, протекающему через резистор, потому что вы знаете, какое напряжение (E) есть на резисторе и какое сопротивление (R ) присутствует резистор.

Поскольку все термины (E, I, R) относятся к резистору (те же две точки в цепи), вы можете использовать формулу закона Ома.

Теперь, когда у вас есть цепи с более чем одним резистором, вы должны быть осторожны при применении закона Ома к последовательной и параллельной цепи.

Ниже представлена ​​схема с тремя резисторами. Вы знаете, что между точками 1 и 4 есть 9 вольт. Однако вы не можете просто взять 9 вольт и разделить их на 3 кОм, 10 кОм или 5 кОм, чтобы найти значение тока, потому что вы не знаете отдельные напряжения на резисторах.

На этом рисунке общее напряжение составляет 9 вольт, тогда как 3 кОм, 10 кОм и 5 кОм являются величинами для отдельных резисторов. Если вы подставите число общего напряжения в уравнение закона Ома с числом индивидуального сопротивления, вы не получите точного результата ни для какой величины в реальной цепи.

Для резистора R2 закон Ома будет связывать величину напряжения на резисторе R2 с током на резисторе R2 при условии, что сопротивление резистора R2 равно 10 кОм.

Но, поскольку вы не знаете, какое напряжение есть на R2 (вы знаете только общее напряжение, которое батарея подает на комбинированных резисторах) и вы не знаете величину тока через R2, в этом случае вы добавил бы резисторы напрямую, чтобы получить общее сопротивление, а затем применил бы закон Ома.

То же самое верно и для других. Вы можете использовать уравнения закона Ома только тогда, когда все члены представляют свои соответствующие величины между одними и теми же двумя точками в цепи.

Это относится как к последовательной, так и к параллельной конфигурации цепи.

Разница между последовательными и параллельными цепями

Основное различие между последовательными и параллельными цепями заключается в расположении частей в цепи. Несколько компонентов соединены вместе в последовательную цепь с каскадной ориентацией, что означает, что верхняя часть одной части прикреплена к концу другой.Однако в параллельной схеме разнородные части объединяются в прямом и сквозном порядке.

Что такое последовательные и параллельные цепи?

Схемы, включающие только одну резистивную нагрузку и одну батарею, очень легко исследовать, хотя они обычно не используются в реальных приложениях. Обычно мы используем схемы, в которых более двух систем соединены вместе. Существует два основных метода объединения более чем двух частей схемы: последовательный и параллельный форматы.Очень важно понимать разницу между последовательными и параллельными цепями в электротехнике и электронных технологиях.

Разница между последовательными и параллельными цепями (Ссылка: electrictechnology.org )

Это наиболее распространенные форматы электрических систем, а другой — это параллельно-последовательная система, которая является соединением обеих, которую также можно изучить. используя те же методы. Прежде чем обсуждать разницу между последовательной и параллельной цепями, мы должны обсудить, что такое электрическая система и каковы основные части электрической цепи.

Электрическая цепь

Электрическая сеть или цепь представляет собой замкнутую систему, обеспечивающую особый путь для прохождения тока. Это устройство, которое объединяет различные электрические части, такие как источник питания, конденсаторы, резистор и индуктор. Он начинается и заканчивается в одной и той же части, создавая петлевой массив. Схема включает три основных компонента; Электрические компоненты или нагрузки, источник питания и некоторые проводники или провода для связи между ними. Если вы хотите узнать больше о том, что такое электрическая цепь, посетите здесь.

Электрическая цепь (Ссылка: electrictechnology.org )

Электрические части обычно представляют собой конденсаторы, резисторы, катушки индуктивности и нагрузку, присоединенную к силовой части. Различные виды электрических деталей могут влиять на характеристики цепи. Силовая часть — это то, что питает систему и позволяет подавать ток в устройство. Силовая часть может быть источником тока или источником напряжения. Типичным примером источника питания является аккумулятор.

Провода представляют собой особые проводники, соединяющие вместе электрические части и силовую часть.Объединение частей в различных схемах также изменяет характеристики схемы, включая параллельные, последовательные и последовательно-параллельные системы.

Основы последовательного и параллельного соединения

Основными двумя типами соединений являются последовательное и параллельное соединения. Итак, мы должны больше узнать о том, что такое последовательный и параллельный формат соединения, прежде чем обсуждать разницу между последовательными и параллельными схемами.

Последовательное соединение

Последовательное соединение между частями — это когда две или более секции объединены в каскадную форму или конец 1-й части соединен с вершиной следующей.Последовательное соединение создает особую структуру наподобие одной линии.

Параллельное соединение

Соединение вводится как параллельное соединение, если две или более секций соединены рядом или их вершины соединены вместе, а их концы соединены по одному правилу. Параллельное соединение создает несколько петель или путей.

Что такое последовательная цепь?

Цепь называется последовательной, когда все части системы имеют одинаковый ток.В этих цепях ток имеет только один путь. Прекрасные гирлянды в домашнем хозяйстве — типичный пример последовательной цепи. Это всего лишь ряд различных крошечных лампочек, соединенных последовательно. Если одна лампочка перегорела, все остальные лампочки не продолжают свою работу. Цепь серии

(Ссылка: electrictechnology.org )

Определение цепи серии

Цепь определяется как последовательная цепь, если ее части соединены последовательно или каскадно на прямой линии.Последовательная цепь создает массив, который имеет только один путь, поэтому ток протекает через части с одинаковым значением, а напряжение делится в соответствии с сопротивлением каждой части.

Ток в последовательной цепи

Ток, протекающий через каждую часть в последовательной системе, остается неизменным. Его можно рассчитать по току питания силовой части. Поскольку есть только один путь для текущего потока, поток не может делиться.

Напряжение в последовательной цепи

Величина снижения напряжения на каждой части в последовательной системе, связанная с источником питания.Это напряжение в последовательной системе делится между частями из-за значения их сопротивления.

Ток-напряжение в последовательной цепи (Ссылка: electrictechnology.org )

Таким образом, снижение напряжения на каждой части различно и не может быть разделено поровну.

 

{ V }_{ T }={ V }_{ 1 }+{ V }_{ 2 }+{ V }_{ 3 }+…+{ V }_{ n }

 

Сопротивление в последовательной цепи

Когда резисторы соединены последовательно, их общее значение увеличивается и представляет собой сумму сопротивлений каждого отдельного резистора.

 

{ R }_{ eq }={ R }_{ 1 }+{ R }_{ 2 }+{ R }_{ 3 }+…+{ R }_{ n }

 

В результате общее сопротивление в последовательной системе обычно больше, чем ее отдельные сопротивления.

Конденсатор в последовательной цепи

Когда конденсаторы соединены последовательно, их общая емкость уменьшается из-за разности напряжений каждого конденсатора. Заряд, хранящийся на основе этого напряжения, также падает.

 

\ frac { 1 }{ { C }_ { eq } } = \ frac { 1 }{ { C }_ { 1 } } + \ frac { 1 }{ { C }_ { 2 } } + \ frac { 1 }{ { C }_{ 3 } } +…+\frac { 1 }{ { C }_{ n } }

 

Полная емкость в последовательной системе часто меньше отдельных значений.

Катушка индуктивности представляет собой последовательную цепь

Общая индуктивность двух или более катушек индуктивности в последовательной системе представляет собой сумму индивидуальных значений.

 

{ L }_{ eq }={ L }_{ 1 }+{ L }_{ 2 }+{ L }_{ 3 }+…+{ L }_{ n }

 

Общая индуктивность увеличивается, и она всегда выше, чем отдельные значения в последовательной цепи.

Неисправность в последовательной цепи

Общая цепь не работает должным образом, если в какой-либо части последовательной цепи имеется неисправность. Потому что источник тока повреждается, и у этого тока нет другого пути для движения. Таким образом, одна неисправность в небольшой детали приведет к повреждению всей цепи. Чтобы проверить неисправность в последовательной цепи, вы должны проверить каждую часть. Таким образом, процесс устранения неполадок для последовательной системы сложнее, чем для параллельной.

Источники питания в последовательной цепи

Если два или более источника питания объединены в последовательном формате, их эквивалентное значение будет суммой отдельных, в то время как общий обеспечиваемый ток останется равным току, обеспечиваемому отдельным источник.Вы можете использовать следующие электрические уравнения для оценки мощности последовательной цепи: }+…+{ I }_{ 2 }{ R }_{ n }

 

Или

 

P=\frac { { V }_{ 12 } }{ { R }_{ 1 } } +\frac { { V }_{ 22 } }{ { R }_{ 2 } } +…+\ frac { { V }_{ n2 } }{ { R }_{ n } }

 

Итак, если вы хотите улучшить напряжение источника питания, вы должны использовать формат серии.Например, две батареи по 12 В, соединенные последовательно, будут давать 24 В от всего напряжения.

Что такое параллельная цепь?

Цепь вводится как параллельная цепь, когда электрический ток имеет различные пути прохождения через систему. Части, помещенные в параллельные системы, будут иметь фиксированное напряжение на своих концах.

Параллельная цепь (Ссылка: electrictechnology.org )

Определение параллельной цепи

Цепь определяется как параллельная цепь, если электрические части соединены в параллельное расположение или их концы объединены в определенной точке.Он создает различные пути или петли для движения тока.

Ток в параллельной цепи

Ток в параллельной цепи разделяется и уменьшается в каждой секции. Таким образом, вся токовая или питающая часть оценивается суммой значений отдельных частей и основывается на величине их сопротивления.

Напряжение-ток в параллельной цепи (Ссылка: electrictechnology.org ) }+…+{ I }_{ n }

 

Напряжение в параллельной цепи

Напряжение параллельной цепи остается постоянным в пределах каждого пути или части, поскольку каждая секция подключается к источнику питания в определенной точке.

 

{ V }_{ T }={ V }_{ 1 }={ V }_{ 2 }={ V }_{ 3 }=…={ V }_{ n }

 

Резисторы в параллельной цепи

Общее сопротивление нескольких резисторов в параллельной цепи уменьшается и обычно меньше, чем значения отдельных резисторов.

 

\frac { 1 }{ { R }_{eq } } =\frac { 1 }{ { R }_{ 1 } } +\frac { 1 }{ { R }_{ 2 } } +\ frac { 1 }{ { R }_{ 3 } } +…+\frac { 1 }{ { R }_{ n } }

 

Емкость в параллельной цепи

Полная емкость расчетных конденсаторов в параллельной схеме улучшается и равняется сумме номиналов отдельных конденсаторов.

 

{ C }_{ eq }={ C }_{ 1 }+{ C }_{ 2 }+{ C }_{ 3 }+…+{ C }_{ n }

 

Это эквивалентное значение обычно выше индивидуальных.

Индуктивность в параллельной цепи

Общая индуктивность частей, объединенных в параллельную цепь, уменьшается и всегда меньше значения индуктивности отдельных частей.

 

\frac { 1 }{ {L }_{ eq } } =\frac { 1 }{ { L }_{ 1 } } +\frac { 1 }{ { L }_{ 2 } } +\ frac { 1 }{ { L }_{ 3 } } +…+\frac { 1 }{ { L }_{ n } }

 

Блоки питания в параллельной цепи

Общее напряжение система остается постоянной, когда источники питания объединены в параллельную схему, в то время как весь их обеспечиваемый ток представляет собой сумму значений тока отдельного источника питания.Для оценки мощности в параллельной системе можно использовать следующие уравнения: I }_{ 12 }{ R }_{ 1 }+{ I }_{ 22 }{ R }_{ 2 }+…+{ I }_{ n2 }{ R }_{ n }

 

Неисправность в параллельной цепи

Если в какой-либо части, используемой в параллельной цепи, возникает одиночная неисправность, другие секции по-прежнему работают нормально, поскольку существуют различные контуры для перемещения тока.Компоненты в параллельной системе проще исследовать, потому что легче обнаружить секцию, в которой возникла проблема.

Устройства ваших домов объединены в параллельную цепь. Поскольку напряжение между секциями не уменьшается, и если какая-либо из них прекращает работу, это не влияет на другие устройства. Так легче обнаружить, где проблема.

Разница между последовательными и параллельными цепями

Основное различие между последовательными и параллельными цепями заключается в величине тока, протекающего через каждый из участков цепи.В последовательных системах во всех частях, расположенных в цепи, протекает одинаковая величина тока. В противном случае в параллельных схемах части устанавливаются параллельно друг другу, и цепь разделяет ток. Ток, подаваемый от источника питания, будет уменьшен на ток, протекающий через каждую из этих частей, в зависимости от значения их сопротивления.

Основные различия между последовательной и параллельной схемой

Здесь кратко упоминается ключевая разница между последовательной и параллельной схемой:

  • Части в последовательной системе размещаются в едином контуре от одного конца компонента к другому.В то время как различные секции в параллельной цепи спроектированы на разных путях двумя клеммами источника питания. Одним из распространенных примеров параллельной схемы является установка генератора и ротора.
  • Постоянный ток протекает через все части цепи в последовательной форме, тогда как в параллельной конфигурации через каждый параллельный контур системы протекает ток разной величины.
  • В каждой части последовательной цепи присутствует различное напряжение, в то время как в параллельной системе в разных компонентах схемы присутствует постоянное напряжение.
  • Одиночная неисправность в одной из частей последовательной системы приводит к полному нарушению функции цепи. С другой стороны, сбой в части параллельной конфигурации не влияет на работу другой части системы.
  • Обнаружение неисправности в параллельной цепи слишком просто, но в последовательных цепях это довольно сложно.
  • Общее сопротивление в последовательной цепи обычно больше, чем наибольшее значение сопротивления в соединении, в то время как общее сопротивление в параллельной системе часто меньше любого из отдельных значений в этой комбинации.

На следующем рисунке представлено полное сравнение, чтобы показать разницу между последовательными и параллельными цепями.

Сравнительная таблица различий между последовательными и параллельными цепями (Ссылка: Circuitglobe.com )

Заключение

Итак, из этого поста мы можем сделать вывод, что при последовательном расположении протекающий ток остается постоянным на каждом компоненте системы. Принимая во внимание, что в параллельных цепях напряжение в двух конечных точках контура такое же, как и у источника напряжения.

В последовательной цепи все части соединены встык, создавая единую петлю для протекания тока, в то время как в параллельной конфигурации все части соединены друг с другом, образуя ровно два набора общих точек. Ответвление в параллельном расположении – это путь для электрического тока, создаваемого одной из частей нагрузки наподобие индуктора.

Типы цепей | HowStuffWorks

Замкнутая цепь имеет полный путь для протекания тока. Разомкнутая цепь не работает, что означает, что она не работает.Если это ваше первое знакомство с цепями, вы можете подумать, что когда цепь разомкнута, это похоже на открытую дверь или ворота, через которые может протекать ток. А когда она закрыта, это как закрытая дверь, через которую не может пройти ток. На самом деле все наоборот, поэтому может потребоваться некоторое время, чтобы привыкнуть к этой концепции.

Короткий Цепь представляет собой путь с низким сопротивлением, обычно созданный непреднамеренно, который обходит часть цепи. Это может произойти, когда два оголенных провода в цепи касаются друг друга.Часть цепи, обойденная коротким замыканием, перестает функционировать, и может начать протекать большой ток. Это может сильно нагреть провода и привести к пожару. В качестве меры предосторожности предохранители и автоматические выключатели автоматически размыкают цепь при избыточном токе.

В цепи серии через все компоненты протекает одинаковый ток. Общее напряжение в цепи представляет собой сумму напряжений на каждом компоненте, а полное сопротивление представляет собой сумму сопротивлений каждого компонента.В этой схеме V = V1 + V2 + V3 и R = R1 + R2 + R3. Примером последовательной цепи является гирлянда из рождественских гирлянд. Если какая-либо из лампочек отсутствует или перегорела, ток не будет течь, и ни одна из лампочек не загорится.

Параллельные контуры похожи на более мелкие кровеносные сосуды, которые ответвляются от артерии и затем соединяются с веной, возвращая кровь к сердцу. Теперь представьте себе два провода, каждый из которых представляет собой артерию и вену, с несколькими меньшими проводами, соединенными между ними.К этим меньшим проводам будет приложено одинаковое напряжение, но через них будет протекать разное количество тока в зависимости от сопротивления отдельных проводов.

Примером параллельной цепи является электропроводка дома. Один источник электроэнергии питает все осветительные приборы и приборы одинаковым напряжением. Если одна из ламп перегорает, ток все еще может течь через остальные лампы и приборы. Однако при коротком замыкании напряжение падает почти до нуля, и вся система выходит из строя.

Цепи, как правило, представляют собой очень сложные комбинации последовательных и параллельных цепей. Первые схемы были очень простыми цепями постоянного тока. На следующей странице мы рассмотрим историю схем и разницу между постоянным и переменным током. Сравнение последовательных и параллельных цепей

Существует три основных типа электрических цепей: последовательные, параллельные и комбинированные. Понимание этих схемных конфигураций поможет вам в анализе цепей, и с помощью нескольких основных правил вы сможете легко рассчитать ток и напряжение каждого компонента.Итак, в этом руководстве давайте более подробно рассмотрим основы последовательной и параллельной цепей, сравним серию с параллельной, а также перечислим некоторые области применения последовательной и параллельной цепей.

Что такое последовательная цепь?

Простая цепь постоянного тока состоит из замкнутого пути, по которому течет постоянный ток. Простейшим источником постоянного тока является батарея, и если мы подключим небольшую лампу к клеммам батареи, то получится простая цепь постоянного тока.

Но практические схемы состоят из большего количества компонентов, чем одна лампа.Если цепь состоит из более чем одного компонента и если все они соединены встык, так что через них протекает один и тот же ток, то такая цепь называется последовательной цепью.

Если мы возьмем в качестве примера простейший электрический компонент, то есть резистор, то на следующей схеме показаны три резистора, соединенные последовательно с источником напряжения. В последовательной цепи ток может течь только одним путем.

Изображение

Поскольку ток во всех резисторах одинаков, мы можем легко рассчитать напряжение на отдельных резисторах, используя закон Ома.

Если V — напряжение питания, I — ток в цепи, R 1 , R 2 , R 3 — сопротивления и V R1 , V R2 и V R3 — сопротивления напряжения на соответствующих резисторах, то применив закон Ома, получим.

V R1 = I x R 1 , V R2 = I x R 2 и V R3 = I x R 3

V = V R1 + V R2 + V R3 = IR 1 + IR 2 + IR 3

Если R — полное сопротивление цепи, то V = IR и, следовательно,

ИК = ИК 1 + ИК 2 + ИК 3

Р = Р 1 + Р 2 + Р 3

Итак, общее сопротивление цепи последовательного резистора равно сумме сопротивлений отдельных элементов.

Делитель напряжения

Из приведенного выше объяснения последовательной схемы вы могли заметить интересный момент о напряжениях на отдельных резисторах. Давайте упростим это обсуждение, рассмотрев всего два последовательно соединенных резистора.

Изображение

Здесь V — напряжение питания, R 1 и R 2 — резисторы, а V R1 и V R2 — напряжения на R 1 и R 2 соответственно.

Из закона Ома

В = ИК = В R1 + В R2 = ИК 1 + ИК 2

Если мы посчитаем напряжение на R 2 , то получим

В Р2 = В * Р 2 / (Р 1 + Р 2 )

Напряжение на R 2 является частью входного напряжения.Это известно как схема делителя напряжения или схема делителя потенциала.

Закон Кирхгофа Закон о напряжении (KVL)

Из предыдущей серии Цепь, состоящая из трех резисторов, мы установили, что напряжение источника равно сумме напряжений на отдельных резисторах.

В = В R1 + В R2 + В R3

Преобразовав это уравнение, мы получим закон Кирхгофа о напряжении.

В – В Р1 – В Р2 – В Р3 = 0

Согласно закону Кирхгофа о напряжении (KVL), алгебраическая сумма напряжений в замкнутом контуре равна нулю.

Применение последовательной цепи

Одним из самых известных применений серийных цепей являются праздничные огни серии. Во время Рождества и праздников мы украшаем наши дома разноцветными огнями, состоящими из нескольких последовательно соединенных ламп.

Изображение

Основная проблема с праздничными светильниками этой серии заключается в том, что даже если одна лампочка перегорает, это прерывает подачу тока, и вся серия не загорается.

Что такое параллельная цепь?

В последовательной цепи есть только один путь прохождения тока.При переходе к параллельной цепи будет более одного пути для протекания тока. Если еще раз взять три резистора, то на следующих изображениях показаны разные конфигурации трех элементов схемы, соединенных параллельно.

Изображение

Схемы на изображении выше могут выглядеть по-разному, но на самом деле они одинаковы. Если присмотреться, то один конец всех элементов схемы (в данном случае резисторов) общий, а другой конец тоже. Итак, параллельная цепь из двух элементов состоит из двух общих точек.

Чтобы больше узнать о параллельных цепях, рассмотрим следующую схему, в которой у нас есть три резистора, подключенных параллельно к источнику напряжения. Поскольку все три резистора подключены к источнику напряжения, напряжение на всех резисторах одинаково.

Изображение

Но то же самое не относится к текущему, поскольку у него есть несколько путей для протекания. Если I — общий ток, а I R1 , I R2 и I R3 — токи, протекающие через соответствующие резисторы, то общий ток равен сумме отдельных токов.

I = I R1 + I R2 + I R3

Применяя закон Ома , получаем I R1 = V / R 1 , I R2 = V / R 2 и I R3 = V / R 903 3 3

Если R — полное сопротивление цепи, I = V / R. Используя все это в приведенном выше уравнении, мы получаем

В/Р = В/Р 1 + В/Р 2 + В/Р 3

Итак, 1/R = 1/R 1 + 1/R 2 + 1/R 3

Для параллельно соединенных резисторов обратная величина общего сопротивления равна сумме обратных величин отдельных сопротивлений.

Кирхгофа Действующее законодательство (KCL)

Из приведенного выше обсуждения мы имеем общий ток в цепи как сумму отдельных токов в соответствующих резисторах.

I = I R1 + I R2 + I R3

Мы можем изменить приведенное выше уравнение и получить закон тока Кирхгофа.

I – I R1 – I R2 – I R3 = 0,

Согласно закону токов Кирхгофа (KCL), алгебраическая сумма токов, входящих в узел и выходящих из узла, равна нулю.

Цепь делителя тока

Точно так же, как последовательная цепь резисторов может быть сконфигурирована как цепь делителя напряжения, параллельная цепь резисторов может привести к цепи делителя тока.

Хотя делитель напряжения довольно популярен, использование делителя тока зависит от приложения.

Применение параллельной цепи

Важным применением параллельной схемы является наша домашняя электропроводка. Базовая проводка во всех домах на самом деле является параллельной конфигурацией.Таким образом, все параллельные ветви получают полные 120 В (или 240 В), а ток зависит от нагрузки.

Изображение

Даже если возникает проблема/неисправность в одной параллельной ветви или цепи, затрагиваются только приборы или устройства, подключенные к этой цепи, в то время как остальные ветви работают нормально.

Серия

и параллельные цепи: сравнение

В следующей таблице показано простое сравнение последовательных и параллельных цепей.

Серийная цепь Параллельная цепь
В последовательной цепи через все компоненты протекает одинаковый ток. В параллельной цепи ток может иметь более одного пути.
Все компоненты соединены встык с одной общей точкой между компонентами. Один конец всех компонентов в параллели соединен с общей точкой, а другой конец с другой общей точкой. Итак, параллельная цепь имеет две общие точки.
Напряжение на компонентах неодинаково и зависит от индивидуального сопротивления. Напряжение на всех компонентах в параллельной цепи одинаковое и равно напряжению питания.
Если в последовательной цепи выходит из строя один компонент, вся цепь перестает функционировать, так как существует только один путь тока. Даже если одна из параллельных ветвей выходит из строя, остальные ветки продолжают нормально работать.
Ток одинаков во всех компонентах, а сумма отдельных напряжений равна напряжению питания. Напряжение одинаково для всех компонентов, включенных параллельно, а сумма отдельных токов равна общему току в цепи.
Если у нас есть три последовательно соединенных резистора, то эквивалентное сопротивление представляет собой сумму отдельных сопротивлений (R = R 1 + R 2 + R 3 ). Если мы соединили три резистора параллельно, то обратная величина эквивалентного сопротивления равна сумме обратных величин отдельных сопротивлений (1/R = 1/R 1 + 1/R 2 + 1/R 3 )
Праздничные серийные светильники являются примером последовательной цепи.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.