Сопротивление при последовательном соединении проводников. Последовательное и параллельное соединение проводников: особенности, формулы, применение — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Какие существуют виды соединений проводников в электрических цепях. Как рассчитать сопротивление и силу тока при последовательном и параллельном соединении. Где применяются различные типы соединений проводников. Каковы преимущества и недостатки каждого вида соединения.

Содержание

Виды соединений проводников в электрических цепях

В электрических цепях используются три основных вида соединения проводников:

Последовательное соединение
Параллельное соединение
Смешанное соединение (комбинация последовательного и параллельного)

Каждый вид соединения имеет свои особенности, которые необходимо учитывать при проектировании и расчете электрических цепей. Рассмотрим подробнее последовательное и параллельное соединения.

Последовательное соединение проводников

При последовательном соединении проводники соединяются друг за другом, образуя единую цепь. Конец одного проводника соединяется с началом следующего.

Основные характеристики последовательного соединения:

Сила тока одинакова во всех элементах цепи
Общее напряжение равно сумме напряжений на отдельных элементах
Общее сопротивление равно сумме сопротивлений отдельных элементов

Формулы для расчета последовательного соединения:

Сила тока: I = I1 = I2 = … = In

Напряжение: U = U1 + U2 + … + Un

Сопротивление: R = R1 + R2 + … + Rn

Где I — сила тока, U — напряжение, R — сопротивление.

Параллельное соединение проводников

При параллельном соединении все проводники подключаются к одним и тем же точкам цепи. Начала всех проводников соединены в одной точке, а концы — в другой.

Основные характеристики параллельного соединения:

Напряжение одинаково на всех элементах цепи
Общий ток равен сумме токов через отдельные элементы
Обратная величина общего сопротивления равна сумме обратных величин сопротивлений отдельных элементов

Формулы для расчета параллельного соединения:

Напряжение: U = U1 = U2 = … = Un

Сила тока: I = I1 + I2 + … + In

Сопротивление: 1/R = 1/R1 + 1/R2 + … + 1/Rn

Сравнение последовательного и параллельного соединений

Давайте сравним ключевые особенности последовательного и параллельного соединений проводников:

Характеристика	Последовательное соединение	Параллельное соединение
Сила тока	Одинакова во всей цепи	Различна в ветвях
Напряжение	Различно на элементах	Одинаково на всех элементах
Сопротивление	Увеличивается	Уменьшается
Зависимость элементов	Выход из строя одного элемента нарушает всю цепь	Элементы работают независимо

Применение различных соединений проводников

Выбор типа соединения проводников зависит от конкретной задачи и требований к электрической цепи. Рассмотрим основные области применения последовательного и параллельного соединений.

Где применяется последовательное соединение:

В электрических гирляндах
В некоторых типах датчиков и измерительных приборов
В цепях управления и сигнализации
В стабилизаторах напряжения

Где применяется параллельное соединение:

В бытовых электросетях для подключения розеток и осветительных приборов
В системах электроснабжения предприятий
В автомобильных электросистемах
В многоламповых осветительных приборах

Преимущества и недостатки различных соединений

Каждый тип соединения проводников имеет свои плюсы и минусы, которые необходимо учитывать при проектировании электрических цепей.

Преимущества последовательного соединения:

Простота конструкции
Возможность создания высокого сопротивления при небольших габаритах
Равномерное распределение тока по всем элементам

Недостатки последовательного соединения:

Выход из строя одного элемента нарушает работу всей цепи

Сложность подбора элементов с одинаковыми параметрами
Увеличение общего сопротивления цепи

Преимущества параллельного соединения:

Независимость работы элементов друг от друга
Возможность подключения элементов с разными параметрами
Уменьшение общего сопротивления цепи

Недостатки параллельного соединения:

Увеличение общего тока в цепи
Необходимость использования проводов большего сечения
Сложность равномерного распределения тока по ветвям

Заключение

Понимание особенностей последовательного и параллельного соединения проводников крайне важно для правильного проектирования и эксплуатации электрических цепей. Каждый тип соединения имеет свои преимущества и недостатки, которые необходимо учитывать при выборе схемы подключения. Правильный выбор типа соединения позволяет оптимизировать работу электрической цепи, повысить ее надежность и эффективность.

Последовательное и параллельное соединение проводников

Электрические цепи содержат, как правило, несколько различных соединенных между собой проводников. Рассмотрим последовательное соединение проводников (рис. 3.5). Для каждого элемента цепи справедлив закон Ома. При последовательном соединении проводников сила тока в каждом из них одна и та же, а напряжение на зажимах всей схемы равно сумме напряжений на отдельных проводниках. Тогда для каждого проводника с сопротивлением падение напряжения , а падение напряжения на всей цепи . Так как , то полное сопротивление цепи при последовательном сопротивлении проводников равно сумме сопротивлений всех проводников:

При параллельном соединении проводников (рис. 3.6) напряжения одинаковы на всех проводниках и равны приложенному напряжению .

Сила тока на входе и на выходе равна сумме сил токов, текущих через каждый из проводников, то есть

I= I_i,

где . Тогда . Отсюда

То есть при параллельном соединении проводников складываются величины, обратные их сопротивлениям. Сопротивление всей цепи при параллельном соединении проводников всегда меньше сопротивления каждого из них.

2.6 Последовательное и параллельное
соединение источников тока

Пусть батарею образуют n последовательно соединенных элементов. Батарея замкнута на внешнее сопротивление R (рис. 3.7). Сопротивлением соединительных проводов пренебрегаем.Запишем для всего замкнутого контура, образующего цепь, второе правило Кирхгофа. Оно имеет вид:

Отсюда

В общем случае при последовательном соединении нескольких источников с различными ЭДС сила тока определяется отношением суммы ЭДС всех источников тока к полному сопротивлению всей цепи:

где – внутреннее сопротивление i-го источника, R – сопротивление нагрузки.

Последовательное соединение источников эквивалентно источнику тока с большой ЭДС, однако при этом возрастает его внутреннее сопротивление. Чтобы такое соединение привело к увеличению тока в нагрузке по сравнению с током от одного источника, необходимо, чтобы . При этом .

Рассмотрим параллельное соединение в батарею n одинаковых элементов с ЭДС и внутренним сопротивлением r (рис. 3.8). Пусть батарея замкнута на внешнее сопротивление R.

Сопротивлением соединительных проводов пренебрегаем. Согласно первому правилу Кирхгофа сила тока в неразветвленной части цепи равна сумме сил токов во всех элементах батареи. Поэтому через каждый из элементов в отдельности протекает ток силой . Применим второе правило Кирхгофа к замкнутому участку цепи ABCDEF. Тогда получим . Отсюда . Таким образом, при параллельном соединении n одинаковых элементов в батарею ЭДС не меняется, а внутреннее сопротивление уменьшается в n раз.

Легко видеть, что параллельное соединение элементов выгодно при малом внешнем сопротивлении. Действительно, если , то им можно пренебречь, и формула приближенно принимает вид , то есть сила тока возрастает в n раз по сравнению с силой тока от одного элемента.

Закон Джоуля–Ленца

Исследуя тепловое действие электрического тока, Джоуль (1818–1889) провел эксперимент, который подвел прочную основу под закон сохранения энергии. Джоуль впервые показал, что химическая энергия, которая расходуется на поддержание в проводнике тока, приблизительно равна тому количеству тепла, которое выделяется в проводнике при прохождении тока. Он установил также, что выделяющееся в проводнике тепло пропорционально квадрату силы тока. Это наблюдение согласуется как с законом Ома ( ), так и с определением разности потенциалов ( ). В случае постоянного тока за время

t через проводник проходит заряд . Следовательно, электрическая энергия, превратившаяся в проводнике в тепло, равна:

Таким образом, если проводник, по которому течет ток, неподвижен, и в нем не совершается химических превращений, то при протекании тока в проводнике будет выделяться тепло, то есть будет увеличиваться его внутренняя энергия.

Джоулем и независимо от него Ленцем было установлено, что в этом случае количество тепла, выделившееся за время , будет равно:

Для того чтобы найти количество тепла, выделяющееся за время в каком-то конкретном месте проводника, окружим интересующую нас точку цилиндрической поверхностью с образующей, параллельной вектору . Согласно закону Джоуля–Ленца, за время в этом объеме выделится тепло:

где . Количество тепла, выделяющееся в единице объема за единицу времени, будет

Величину называют удельной тепловой мощностью.

Это интересно.

Тепловое действие электрического тока впервые наблюдалось в 1801 г., когда током удалось расплавить различные металлы. Первое промышленное применение этого явления относится к 1808 г., когда был предложен электрозапал для пороха. Первая угольная дуга, предназначенная для обогрева и освещения, была выставлена в Париже в 1802 г.

К полюсам вольтова столба, представлявшего собой гальваническую батарею из 120 последовательно соединенных электрохимических элементов, подсоединялись электроды из древесного угля, и, когда оба угольных электрода приводились в соприкосновение, а затем разводились, возникал «сверкающий разряд исключительной яркости».

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Магнитное поле

Французский физик А.М. Ампер экспериментально установил, что если в двух параллельных проводниках ток направлен в одну сторону, то они притягиваются друг к другу (рис. 4.1а). В случае же когда направление токов противоположное, проводники отталкиваются (рис. 4.1б). Согласно теории близкодействия силовое взаимодействие на расстоянии осуществляется посредством поля. Но взаимодействие проводников с током не может быть вызвано электрическим полем, так как токи в проводниках обусловлены движением электронов, а одноименные заряды всегда отталкиваются, тогда как из опыта Ампера следовало, что, когда токи текут в одном направлении, проводники притягиваются. Какое же поле существует вокруг движущихся электрических зарядов и обусловливает взаимодействие проводников с током?

В 1820 г. датский физик Х.К. Эрстед проделал такой опыт. Он поместил проводник с током над установившейся в магнитном поле Земли магнитной стрелкой, расположив проводник вдоль оси магнитной стрелки (рис. 4.2а). При пропускании по проводнику тока магнитная стрелка отклонялась (рис. 4.2б) и располагалась перпендикулярно проводнику, причем направление ее отклонения зависело от направления тока в проводнике. Известно, что магнитная стрелка отклоняется под действием магнитного поля. Таким образом, опыт Эрстеда указал на наличие связи между электрическими и магнитными явлениями, которые ранее считались несвязанными друг с другом. Стало очевидно, что электрические токи могут производить магнитные эффекты, и, в свою очередь, магниты могут вызывать силы, действующие на токи.

Можно предположить, что вокруг проводника с током существует магнитное поле, и взаимодействие проводников – результат действия магнитного поля. Пока цепь в опыте Эрстеда не замкнута, магнитного поля нет, хотя в проводнике находятся электрические заряды. При замыкании цепи заряды приходят в упорядоченное движение. Вблизи провода обнаруживается магнитное поле. Можно предположить, что магнитное поле создается движущимся электрическим зарядом. Вокруг неподвижных зарядов магнитного поля нет.

Тогда можно поставить вопрос: как действует магнитное поле на электрические заряды? Поместим проводник в магнитное поле. При отсутствии тока проводник остается неподвижным. Однако при замыкании цепи проводник втягивается в межполюсное пространство магнита. При смене направления тока проводник движется в обратном направлении. Следовательно, магнитное поле не действует на электрические заряды, если они неподвижны. Но на движущиеся заряды магнитное поле действует. Таким образом, магнитное поле связано с движущимися электрическими зарядами и действует только на движущиеся заряды.

Опыт свидетельствует, что магнитное поле имеет направленный характер и должно характеризоваться векторной величиной. Можно было бы по аналогии с напряженностью электрического поля назвать ее напряженностью магнитного поля. Однако по историческим причинам основную силовую характеристику магнитного поля назвали магнитной индукцией.

Силовая характеристика электрического поля – напряженность – была определена как отношение силы, с которой поле действует на положительный заряд, к величине этого заряда:

Силовую характеристику магнитного поля можно определить, рассматривая действие магнитного поля на проводник с током. Но следует учесть, что сила, с которой магнитное поле действует на пробный ток, зависит от силы тока, его направления и от длины проводника. Кроме того, как показывает опыт, если проводник с током поворачивать в постоянном магнитном поле, то величина силы будет меняться от максимального значения, когда проводники параллельны, до нуля, когда они расположены перпендикулярно друг к другу. Поэтому в качестве силовой характеристики магнитного поля можно взять отношение максимального значения силы, с которой магнитное поле действует на пробный ток, к силе тока I и длине проводника l. Эта величина и называется индукцией магнитного поля:

Магнитная индукция – величина векторная. Однако ее направление не совпадает с направлением силы, с которой магнитное поле действует на проводник с током. Вектор магнитной индукции направлен перпендикулярно направлению тока и направлению силы, с которой магнитное поле действует на ток. Эту связь удобно представить в виде:

где – угол между направлением тока и вектором магнитной индукции.

Для того чтобы направление вектора магнитной индукции было определено однозначно, используется правило левой руки. Нужно расположить прямолинейный проводник с током в магнитном поле таким образом, чтобы сила Ампера имела максимальное значение. Раскрытую ладонь левой руки следует поместить в плоскости, проходящей через проводник с током и вектор силы Ампера. Четыре пальца руки располагаются по направлению тока в проводнике, а большой палец, отогнутый в плоскости ладони, под прямым углом к остальным четырем пальцам, – по направлению силы Ампера. Тогда вектор индукции будет входить перпендикулярно в плоскость ладони (рис. 4.3).

Рис. 4.3

За единицу магнитной индукции принята индукция такого поля, в котором на проводник длиной 1 м при протекании в нем тока в 1 А действует максимальная сила в 1 Н. Такая единица называется тесла (Тл):

Тесла – очень крупная единица. Индукция магнитного поля Земли приблизительно равна 0.5·10^-4Тл. Большой лабораторный электромагнит может создать поле с индукцией не более 5 Тл.

Задать вектор в каждой точке магнитного поля сложно. Однако, как и в случае электростатического поля, магнитное поле можно описать с помощью магнитных силовых линий. Вектор магнитной индукции в каждой точке поля направлен по касательной к магнитной силовой линии. Силовые линии магнитного поля непрерывны. В отличие от потенциального электростатического поля, где силовые линии начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных, магнитное поле является соленоидальным, или вихревым: его силовые линии всегда замкнуты. Другими словами, магнитное поле не имеет источников – магнитных зарядов.

Картину магнитных силовых линий можно сделать «видимой». Для этого можно использовать мелкие железные опилки, которые намагничиваются в магнитном поле и устанавливаются вдоль силовых линий. Опыт показывает, что магнитные силовые линии прямого проводника с током представляют собой концентрические окружности, лежащие в плоскости, перпендикулярной проводнику; центры этих окружностей находятся на оси проводника.

Если вместо опилок взять стрелочку компаса, то можно видеть, что она устанавливается по касательной к линиям поля. При изменении направления тока в проводнике направление стрелки меняется на противоположное. Это позволяет предложить простое правило для нахождения направления вектора : если смотреть вдоль проводника по направлению тока, то есть по направлению движения положительных зарядов, то вектор магнитной индукции направлен по касательной к линии индукции в направлении хода часовой стрелки (рис. 4.4).

На рис. 4.5а приведена картина силовых линий кругового тока, полученная с помощью магнитных опилок, на рис. 4.5б – картина силовых линий магнитного поля длинной катушки-соленида, на рис. 4.5в – прямого постоянного магнита.

Рис. 4.5в

Рис. 4.5а

Рис. 4.5б

Закон Био–Савара

Магнитное поле удовлетворяет принципу суперпозиции: если магнитное поле создается несколькими проводниками с током, то индукция результирующего поля есть векторная сумма индукций полей, создаваемых каждым проводником. Точно так же для однородного проводника с током наблюдаемая на опыте индукция есть векторная сумма элементарных индукций D полей, создаваемых отдельными элементами проводника с током , где – вектор, совпадающий по направлению с направлением тока в проводнике, а по модулю равный длине проводника.

На опыте невозможно осуществить отдельный участок тока, поэтому измерить можно только индукцию магнитного поля, создаваемого всеми элементами тока. Существует закон, который позволяет определить индукцию магнитного поля, созданного отдельным элементом проводника с током. Это закон Био–Савара, согласно которому

(4.1)

где j – угол между направлением на точку наблюдения, определяемым радиус-вектором и направлением элемента тока , которое совпадает с направлением тока в проводнике, r – расстояние от элемента тока до точки наблюдения, причем , m₀ – магнитная постоянная (рис. 4.6). Магнитная постоянная вводится в системе единиц СИ при определении единицы измерения силы тока на основании закона взаимодействия токов. Вектор перпендикулярен плоскости, в которой лежат элемент тока и радиус-вектор . Направление вектора определяется направлением поступательного движения правого винта, если его головку поворачивать от вектора к вектору в направлении, соответствующем минимальному значению угла . Используя принцип суперпозиции, можно с помощью закона Био–Савара рассчитать значение результирующей индукции магнитного поля, создаваемого проводником с током любой формы. Например, для величины индукции магнитного поля бесконечного прямолинейного проводника с током получается выражение

где R – расстояние от проводника до точки, в которой рассчитывается индукция магнитного поля.

Магнитное поле движущегося заряда. Ток в проводнике представляет собой направленное движение заряженных частиц. Магнитное поле тока, согласно принципу суперпозиции, складывается из магнитных полей отдельных движущихся частиц. Магнитную индукцию поля, создаваемого движущимся зарядом q, можно определить, если воспользоваться законом Био–Савара. Силу тока можно представить как , где n – концентрация заряженных частиц, V – скорость их движения, S – площадь поперечного сечения проводника. Подставим выражение для силы тока в (4.1):

Произведение дает полное число носителей заряда N внутри элемента тока , тогда

(4.2)

Поделив полученное выражение на N, получим индукцию магнитного поля, созданного зарядом q, движущимся со скоростью V:

здесь r – расстояние от заряда до точки наблюдения, φ – наименьший угол между скоростью заряда и радиус-вектором, определяющим положение точки наблюдения относительно заряда, создающего поле (рис. 4.7).

Магнитное поле кругового проводника. Картина силовых линий кругового проводника с током представлена на рис. 4.4. Рассчитаем магнитную индукцию в центре кругового тока. Пусть ток идет по проводу в виде окружности радиуса R по часовой стрелке. Векторы от всех элементов тока будут направлены перпендикулярно плоскости чертежа за чертеж (рис. 4.8). Поэтому, чтобы найти значение индукции магнитного поля , созданного круговым витком с током, можно алгебраически сложить модули всех векторов , обусловленных отдельными элементами тока. Для каждого элемента тока угол , поэтому

Теорема о циркуляции

Существует еще одно общее соотношение, которое связывает магнитную индукцию с током. Это соотношение носит название теоремы о циркуляции вектора магнитной индукции. Пусть магнитное поле создается прямым проводником с током. Рассмотрим произвольный контур Г и зададим на нем направление обхода. Пусть представляет проекцию вектора на направлении элемента (рис. 4.9). Сумма произведений для замкнутого контура Г называется циркуляцией вектора по замкнутому контуру Г. Циркуляцию проще рассчитать, когда контур совпадает с одной из силовых линий магнитного поля проводника. В этом случае вектор в каждой точке параллелен , тогда

Из последнего соотношения видно, что циркуляция вектора магнитной индукции не зависит от радиуса контура.

В случае контура произвольной формы , но , где R – радиус окружности с центром на проводнике с током, совпадающей на малом участке с элементом контура . Так как вклад в циркуляцию от элемента окружности любого радиуса одинаков, то

Таким образом, циркуляция вектора по произвольному контуру равна произведению m₀ на силу тока I, пронизывающего контур, по которому берется циркуляция. Если контур не охватывает ток, то циркуляция вектора равна нулю.

Рис. 4.10

Магнитное поле соленоида. Соленоид представляет собой цилиндрическую катушку с плотно прилегающими витками. Опыт показывает, что внутри длинной катушки поле однородно и линии магнитной индукции идут параллельно ее оси (рис. 4.5б). Снаружи поле в случае бесконечно длинной катушки равно нулю. Найдем индукцию магнитного поля внутри соленоида. Для этого воспользуемся теоремой о циркуляции. На рис. 4.10. представлено сечение соленоида плоскостью, проходящей через его ось. Вычислим циркуляцию вектора индукции В по прямоугольному контуру abcd. Стороны bc и ad параллельны линиям индукции; стороны ab и cd перпендикулярны линиям магнитной индукции, и проекции вектора магнитной индукции на эти стороны равны нулю. Поэтому циркуляция вектора будет равна , где – длина стороны bc.

Пусть число витков соленоида на единицу его длины равно n. Тогда полный ток, который пронизывает контур, равен . Согласно теореме о циркуляции , отсюда для бесконечно длинного соленоида получим:

Заметим, что вблизи краев соленоида поле уже не будет однородным, и его нельзя определить по полученной формуле. Кроме того, если соленоид нельзя считать бесконечно длинным, то индукция магнитного поля вне соленоида не равна нулю.

Сила Ампера

Магнитное поле, независимо от того, создается оно проводником с током или постоянным магнитом, проявляет себя в том, что действует на проводник с током или движущиеся заряды с некоторой силой. Максимальное значение силы, действующей на элемент проводника длиной , равно . Оно достигается в том случае, когда угол a между вектором , направление которого совпадает с направлением тока, и вектором магнитной индукции равен . При других значениях этого угла сила

Эта сила называется силой Ампера. Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки: если магнитные силовые линии входят в ладонь, а четыре выпрямленных пальца совпадают с направлением тока, то отогнутый большой палец указывает направление силы.

В качестве примера рассмотрим силу взаимодействия двух бесконечно длинных параллельных проводников, по которым в противоположных направлениях текут токи и (рис. 4.11). Найдем силу, с которой проводник 2 действует на элемент тока проводника 1. Индукция магнитного поля, создаваемого проводником 2 в точках, где находится проводник 1, равна

где d – расстояние между проводниками. Линии этого магнитного поля представляют собой концентрические окружности, перпендикулярные проводнику 1, поэтому сила Ампера

Если рассмотреть силу, действующую на элемент тока проводника 2, то получим такое же выражение. Используя правило левой руки, легко показать, что если токи текут в одном направлении, то проводники притягиваются, если в противоположных направлениях – отталкиваются.

Закон взаимодействия токов используется для определения единицы силы тока в системе единиц СИ. По определению единица силы тока в системе единиц СИ – ампер – это сила постоянного тока, который, проходя по двум параллельным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, создал бы между ними силу взаимодействия, равную 2 ? 10^–7Н на каждый метр длины. Отсюда получается значение магнитной постоянной m₀:

Сила Лоренца

Рис.

4.12

Так как электрический ток представляет направленное движение заряженных частиц, то, зная силу, действующую на проводник с током, можно определить силу, действующую со стороны магнитного поля на движущийся заряд. Выделим элемент проводника длиной и поперечным сечением S (рис. 4.12). При силе тока I в единицу времени через сечение проводника пройдут все заряды, которые находятся на расстоянии, равном скорости движения зарядов, от данного сечения. Следовательно, по определению силы тока , где n – концентрация частиц.

Сила, действующая на элемент тока длиной , равна . Эта сила представляет собой сумму сил, действующих на все зарядов в выделенном элементе проводника. В рассматриваемом случае все эти силы параллельны друг другу, поэтому сила, действующая на один заряд, будет равна

где a – угол между направлением скорости заряда и вектором магнитной индукции . Эта сила называется магнитной составляющей силы Лоренца. Если вектор перпендикулярен , то магнитная составляющая силы Лоренца равна

Направление силы Лоренца определяется для положительных зарядов по правилу левой руки: если магнитные силовые линии входят в ладонь, а четыре выпрямленных пальца показывают направление скорости заряженной частицы, то отогнутый большой палец показывает направление силы Лоренца, действующей на заряд.

Сила Лоренца всегда перпендикулярна к скорости, поэтому работы не совершает, а это означает, что в постоянном магнитном поле энергия движущейся частицы остается неизменной.

Предыдущая123456789101112131415Следующая

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.

Презентация к уроку «Последовательное соединение проводников». Последовательное и параллельное соединение проводников Соединение проводников презентация

Цель урока: 1. Познакомить учащихся с последовательным и параллельным соединением проводников 2. Закономерностями существующими в цепи с последовательным и параллельным соединением проводников. Применение 3. Научить решать задачи по теме:Последовательное и параллельное соединение проводников 4. Закрепить знания учащихся о различных соединениях проводников и сформировать умения рассчитывать параметры комбинированных цепей

Достоинства и недостатки последовательного соединения Достоинства: Имея элементы, рассчитанные на малое напряжение(например, лампочки), можно соединить их последовательно в необходимом количестве и подключить источнику с большим напряжением (так устроены ёлочные гирлянды) Недостаток: Достаточно одному прибору (или элементу) выйти из строя, как цепь размыкается, и все остальные приборы не работают

Достоинства и недостатки параллельного соединения Достоинства: Если одна из ветвей выходит из строя остальные продолжают работать. При этом каждую ветвь можно подключать и отключать отдельно Недостаток: Можно включать приборы, рассчитанные только на данное напряжение

Применение последовательного соединения 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 ёлочной 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?(Как это сделать?(Например, использовать предохранители) Приведите примеры применения последовательного соединения проводников

Применение параллельного соединения В одну и ту же электрическую цепь параллельно могут быть включены самые различные потребители электрической энергии Такая схема соединения потребителей тока используется, например, в жилых помещениях Вопрос учащимся: Как соединены между собой электрические приборы в вашей квартире?

Можно ли использовать две одинаковые лампы, рассчитанные на 110 В, в сети с напряжением 220 В? Как? Сколько одинаковых резисторов было соединено последовательно, если каждый из них имеет сопротивление 50 Ом, а их общее сопротивление 600 Ом? Два резистора, сопротивления которых 5 Ом и 10 Ом, подключены параллельно к батарейке. Сила тока в каком из них больше? Как изменится сопротивление электрической цепи, если подключить к любому звену цепи ещё один резистор: а) последовательно б) параллельно? Как нужно соединить четыре резистора, сопротивления которых 0,5 Ом, 2Ом, 3,5 Ом и 4 Ом, чтобы их общее сопротивление было 1 Ом? Проверка знаний

Повторение

Чижова Вера Александровна

Учитель физики и информатики

МБОУ СОШ п. Красное,

Ненецкий автономный округ.

Скорость перемещения заряда по проводнику
Заряд, проходящий по проводнику за 1с
Обозначается ()
Единица измерения (А) ампер
Измеряется амперметром
Зависит от напряжения и сопротивления (Закон Ома)

Напряжение – это работа электрического поля по перемещению единичного заряда (1Кл) по проводнику
Обозначается буквой (U)
Измеряется вольтметром
Единица измерения (В) вольт

Свойство проводника оказывать препятствие движению заряженных частиц по проводнику под действием электрического поля
Обозначается R
Единица измерения (Ом)
Зависит от физических свойств проводника

Законы последовательного соединения проводников

Сила тока одинакова на всех участках цепи
Общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных участков цепи
Общее напряжение равно сумме напряжений на отдельных участках

1)Требуется изготовить елочную гирлянду из лампочек. рассчитанных на напряжение 6 В, чтобы ее можно было включить в сеть напряжением 120 В. Сколько для этого надо взять лампочек?

А)4. Б)8 В)16 Г)20 Д)30.

2)Определите общее сопротивление цепи, если сопротивление подводящих проводов 2 Ом, включенной части реостата
64 Ом и лампы 294 Ом (рис. 159).

1. 240 Ом; 2. 180 Ом; 3. 100 Ом; 4. 120 Ом; 5. 360 Ом.

3)При измерении напряжения на проводнике R 1 оно оказалось равным 12 В. Когда вольтметр подключили к проводнику R 2 , то он показал 45 В (рис. 160). Вычислите сопротивление R 2, если R 1 =40 Ом.

А)360 Ом; Б)135 Ом; В)150 Ом; Г)4 Ом; Д)40 Ом.

4)В каждом из двух нагревательных элементов кипятильника сила тока 5 А. Определите силу тока в подводящих проводах, если элементы соединены последовательно.

А)25 А; Б)5 А; В)10 А; Г)2,5 А.

5)Проводники сопротивлением 2. 4 и 6 Ом соединены последовательно и включены в сеть напряжением 36 В. Вычислите силу тока в проводниках.

А)3 А; Б)0.33 А; В)432 А; Г) 0,5 А; Д) 0,3 A .

1)Сила тока в проводнике R 1 равна 4 А. Какова сила тока в проводнике R 2 (рис. 161).

А)4 А; Б) 2 А; В) 8 А; Г)16 А.

2)Сопротивление лампы R 1=300 Ом, а напряжение на ней 90 В. Что покажет вольтметр, если его подключить к лампе сопротивлением R2=400 Ом (рис. 162)?

А)240 В; Б)180 В; В)100 В; Г)120 В; Д)360 В.

3)В сеть напряжением 120 В включены последовательно три одинаковые лампы (рис. 163). Какое напряжение на каждой из них?

А)360 В; Б)120 В; В)60 В; Г)4 В; Д)40 В.

4)На рисунке 164 изображен ступенчатый реостат, в котором сопротивления R 1= R 2= R 3=…= R 5=10 Ом. Вычислите сопротивление при данном положении подвижного контакта К.

А)20 Ом; Б)50 Ом; В)40 Ом; Г)30 Ом; Д)3,3 Ом.

5)Электрическую лампу сопротивлением R и амперметр включили в сеть напряжением 200 В так, как изображено на рисунке 165. Вычислите сопротивление R , если амперметр показывает силу тока 0,5 А. Сопротивление лампы 240 Ом.

А)120 Ом; Б)160 Ом; В)260 Ом; Г) 60 Ом.

В цепи с напряжением 12В подключен резистор сопротивлением 2(Ом). Какого сопротивления надо подключить еще один резистор, чтобы сила тока была 2А

Повторение: последовательное соединение проводников

В цепи с напряжением источника 12В подключены два резистора и лампочка. Напряжение на лампочке 5В, на первом резисторе 3В. Сопротивление второго резистора 6(Ом). Определить сопротивления первого резистора и лампочки

Сила тока в неразветвленной части цепи равно сумме токов в разветвлениях
Напряжение на всех параллельных участках одинаково
Обратная величина общего сопротивления равна сумме обратных величин сопротивлений всех параллельных участков

Задачи на параллельное соединение потребителей

Сопротивления резисторов соответственно равны 4,6,12(Ом). Определить силу тока в каждом резисторе, если напряжение между точками А и В равно 24В. Определить силу тока в неразветвленной части цепи

Силы тока в резисторах соответственно равны 2А, 1,5А, 3А. Определить сопротивление резисторов, если напряжение между точками А и В равно 16В.

Д/з § 48,49 упр.22(1,2), упр.23(3)

Слайд 2

Последовательное соединение проводников

При последовательном соединение проводников конец одного проводника соединяется с началом другого и т.д. На рисунках изображены цепь последовательного соединения двух лампочек и схема такого соединения. Если сгорит одна из лампочек, то цепь разомкнется и другая лампочка погаснет.

Слайд 3

Законы последовательного соединения

При последовательном соединении проводников сила тока на всех участках цепи одинакова: По закону Ома, напряжения U1 и U2 на проводниках равны: Общее напряжение U на обоих проводниках равно сумме напряжений U1 и U2: где R – электрическое сопротивление всей цепи. Отсюда следует: При последовательном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников.

Слайд 4

Параллельное соединение проводников

При параллельном соединении проводников их начала и концы имеют общие точки подключения к источнику тока.

Слайд 5

Законы параллельного соединения проводников

При параллельном соединении напряжения U1 и U2 на всех участках цепи одинаковы: Сумма токов I1 и I2, протекающих по обоим проводникам, равна току в неразветвленной цепи: 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.

Слайд 6

Задача1Два проводника соединены последовательно. Сопротивление одного проводника R = 2 Ом, другого R= 3 Ом. Показание амперметра, соединённого с первым проводником, I= 0,5 Ом. Определить силу тока, текущего через второй проводник, общую силу тока в цепи, общее напряжение цепи.

Слайд 7

Решение задачи

Дано: R1= 2 ОмR2= 3 ОмI1= 0,5 АРешение: I1= I2= Iu; I2= Iu= 0, 5 АU1= I1R1; U1= 0.5 x 2= 1 (В)U2= I2R2; U2= 0.5 x 3= 1, 5 (В)Uu= U1+U2; Uu= 1+1, 5 = 2, 5 (В) I2, Iu, Uu=? Ответ: I2= Iu= 0, 5 А, Uu= 2, 5 В.

Слайд 8

Задача 2.

Слайд 9

Слайд 10

Слайд 11

Слайд 12

Слайд 13

Слайд 14

Задача 3.

Доктора Ватсона и Шерлока Холмса в новогоднюю ночь пригласили в гости друзья. И, вдруг, как гласит один из законов Мерфи: «Все, что должно сломаться, обязательно сломается, причем в самый неподходящий момент». И, что же произошло? Когда хозяин дома стал включать елочную гирлянду для детей, одна из лампочек рассчитанных на напряжение в 3,5 В перегорела. Дети расстроились, хозяин в панике, ведь под рукой нет запасной лампочки. Надо спасать праздник, решил Холмс. И, попросив всех успокоиться, Холмс произнес магические слова и сделал одно действие. Ко всеобщей радости детей, гирлянда загорелась. Позже доктор Ватсон спросил у Холмса, что же он сделал? Что же ответил Холмс?

Слайд 15

Преимущества и недостатки соединений

Пример последовательного соединения: гирлянда. Пример параллельного соединения: лампы в кабинете. Преимущества и недостатки соединений: Параллельное – при перегорании одной лампы, остальные горят. Но при включении лампы с меньшим возможным напряжением она перегорит. Последовательное – лампы с меньшим возможным напряжением включают в цепь с большим напряжением, но при перегорании одной лампы все не будут гореть.

Слайд 16

Домашнее задание:

Приведите примеры последовательных и параллельных соединений проводников у вас дома. Повт. § 48, 49. Упр. 22 (2), упр.23(3,4).

Посмотреть все слайды

СОШ №20 Должность: учитель физики Последовательное соединение проводников соединение проводников без разветвлений, когда конец одного проводника соединен с началом другого проводника . При последовательном соединении проводников : — сила тока, протекающего через каждый…

Последовательное и параллельное соеди…

… «Курьинская средняя общеобразовательная школа» Последовательное и параллельное соединение проводников . Урок физики 8 класс Тип… Тема урока: «Последовательное и параллельное соединения проводников ». Цели урока: сформулировать законы последовательного и параллельного соединения проводников . Задание 1 …

Изучение последовательного и параллел…

Романовского района. ЦЕЛИ УРОКА: Проверить законы последовательного и параллельного соединения проводников . Оборудование: Источник тока Два проволочных… напряжение чем 220 В. Вывод При последовательном соединении проводников напряжение на концах рассматриваемого участка цепи…

Напряженность и потенциал электростатического поля в проводнике В проводниках имеются электрически заряженные частицы – носители заряда. .. – комбинации параллельных и последовательных соединений конденсаторов. 4.2. Соединение конденсаторов 1) Параллельное соединение : Общим является напряжение U …

8pow

Сопротивление. Единицы сопротивления. Закон Ома для участка цепи. 7. Последовательное соединение проводников . 8. Параллельное соединение проводников . 9. Работа электрического тока. 10. Мощность электрического тока. 11 …

Для участка цепи. Последовательное соединение проводников . Параллельное соединение проводников . Работа электрического тока. Мощность электрического тока. Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля-Ленца. 4. Последовательное соединение проводников . Принципиальная схема Монтажная…

2. Какие физические величины сохраняются при последовательном соединении проводников Чему равно общее сопротивление при последовательном соединении проводников ? Ответ При последовательном соединении сила тока во всех резисторах одинакова, а. ..

Паре зажимов (точек или узлов цепи) называется параллельным Свойства соединений проводников ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ Сила тока: Сила тока во всех участках цепи одинакова. Сила…

На опыте показана зависимость между силой тока, напряжением и соротивлением при последовательном соединении. Имеются электрические схемы последовательного соединения и решениезадач по данным схемам.

Просмотр содержимого документа

«Презентация к уроку «Последовательное соединение проводников».»

Условное обозначение

Название

Гальванический

Резистор

Амперметр

Вольтметр

Физические величины и их буквенные обозначения.

Сила тока

Напряжение

Сопротивление

Ампер

Вольт

Сила тока

Напряжение

Сопротивление

Физические величины и приборы для их измерения.

Амперметр

Вольтметр

Сила тока

Напряжение

Георг Симон Ом

Знаменитый немецкий физик

Сила тока (А)

I 1

I 2

Напряжение (В)

U 1

U 2

Сопротивление (Ом)

R 1

R 2

При последовательном соединении сила тока в любых частях цепи одна и та же, т.е.

I = I 1 = I 2 .

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

U = U 1 + U 2

Общее сопротивление цепи при последовательном соединении равно сумме сопротивлений отдельных проводников:

R = R 1 + R 2 .

15 Ом

20 Ом

1. По схеме, изображенной на рис. 17, определите

показания амперметра и общее сопротивление

в электрической цепи, если R 1 = 5 Ом, R 2 = 3 Ом.

2. Каковы показания амперметра и общее

сопротивление электрической цепи,

изображенной на рис. 18, если R 1 = 10 Ом, R 2 = 2 Ом?

3. По схеме, изображенной на рис. 21,

определите показания амперметра и

сопротивление R2, если R1 = 4 Ом.

Resistance (TV Mini Series 2019– )

Episode guide

Cast & crew
User reviews
Trivia

IMDbPro

TV Mini Series
2019– 2019–
1h

IMDb RATING

7. 4/10

611

ВАША ОЦЕНКА

Сопротивление, действие которого происходит в конце 1920 года, является продолжением мини-сериала 2016 года Восстание, действие которого происходит во время Пасхального восстания 1916 года. мини-сериал «Восстание», действие которого происходило в 1916 Пасхальное восстание. Действие «Сопротивления» происходит в конце 1920 года. Это продолжение мини-сериала «Восстание» 2016 года, действие которого происходило во время Пасхального восстания 1916 года.

IMDb RATING

7.4/10

611

YOUR RATING

Creator
- Colin Teevan
Stars
- Simone Kirby
- Catherine Walker
- Brian Gleeson

Creator
- Колин Тиван
Звезды
- Simone Kirby
- Кэтрин Уокер
- Брайан Глисон

См.

Производство, Касса и компания Информация

См. Больше на IMDBPRO

Episodes5

Browse Episodes

Toptop-rated

1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111ЕРС 2019

Фото18

Лучшие актеры

Симона Кирби

Урсула Суини

5 серий5 эп.0004 5 episodes5 eps • 2019

Brian Gleeson

Jimmy Mahon

5 episodes5 eps • 2019

Conall Keating

Joey Bradley

5 episodes5 eps • 2019

Tommy Harris

Seánie Duggan

5 episodes5 eps • 2019

Фергал МакЭлхеррон

Морис Джейкобс

5 серий5 эп.

0011

Frank Brogan

5 Episodes5 EPS • 2019

AOIFE DUFFIN

Eithne Drory

5 Episodes5 EPS • 2019

Enda Oates

Benjamin Barrett

9009 5 Episodes

Benjamin Barrett

97 5 Episodes

Benjamin Barrett 9000

5 Episodes

. 5 серий5 эп. • 2019

Пол Риттер

Генерал Ормонд Винтер

5 серий5 эп.

Natasha O’Keeffe

Agnes Moore

5 episodes5 eps • 2019

Hugh O’Conor

Dr. Lawrence Moore

5 episodes5 eps • 2019

Richard Doubleday

Major Mills

5 episodes5 eps • 2019

Imogen Doel

Lily Lawlor

5 эпизодов5 EPS • 2019

Dylan Lee Heath

Tomás Sweeney

5 Episodes5 EPS • 2019

Creator
- Colin Teevan
  - - Teevan
      - 0004
    - All Cast & Crew
    - Производство, касса и многое другое на IMDBPRO
    Подробнее это
    Восстание
    РЕЗИСТЕК
    Сопротивление
    Мы сами
    1916: Ирландское восстание
    Проклятие
    Местечко вдали от Эджвер-роуд
    Сюжетная линия
    Did you know
    - Connections
      Follows Rebellion (2016)
    User reviews2
    Review
    Featured review
    7/
    10
    Good start, weak ending
    The second season of Rebellion with many новые персонажи. Хотя он охватывает проблемы с точки зрения граждан, он не дает более широкого описания и понимания ирландского восстания против Англии. В его последнем эпизоде, посвященном резне в Кровавое воскресенье, события освещаются бегло и издалека, и мы получаем быстро разбавленную версию мира с Англией. Британцев, как обычно, изображают злыми оккупантами, но мы, по крайней мере, видим, что повстанцы были не намного гуманнее.
    полезно•7
    7
    - иканбой
    - 27 августа 2019 г.
    - Что такое «Каирская банда»?
    - Насколько эффективными были атаки Кровавого воскресенья?
    - Что случилось с различными реальными персонажами этой истории?
    Детали
    - Дата выпуска
      - 6 января 2019 г. (Ирландия)
    - Страна происхождения
      - Ирландия
    - Языки
      - Английский
      - Ирландский гэльский гэльский
    - также известен как
      - Постаивание
    - Производственная компания
    - . Цвет
    Связанные новости
    Внесите свой вклад в эту страницу
    Предложите отредактировать или добавить отсутствующий контент
    Top Gap
    Что такое план сюжета на испанском языке для Resistance (2019))?
    Ответить
    Еще для изучения
    Недавно просмотренные
    У вас нет недавно просмотренных страниц
    резисторов в серии | Формула эквивалентного сопротивления
    Схема
    Введение
    [adsense1]
    Резисторы являются основными компонентами любой электрической или электронной схемы. Часто резисторы встречаются в большом количестве независимо от размера схемы. Резисторы могут быть соединены последовательно, параллельно или в комбинации того и другого. Чтобы уменьшить сложность различных комбинаций резисторов, необходимо соблюдать некоторые правила.
    Два резистора называются последовательными, если через них протекает одинаковый ток. Резисторы, включенные последовательно, можно заменить одним резистором. Все резисторы подчиняются основным законам, таким как закон Ома и закон тока Кирхгофа, независимо от их комбинации и сложности.
    Резисторы, соединенные последовательно
    Набор резисторов называется последовательным, если они соединены встык в одну линию. Через все резисторы будет течь один и тот же ток. Говорят, что резисторы, соединенные последовательно, имеют общий ток.
    В сети с последовательным резистором величина протекающего тока будет одинаковой во всех точках.
    I _R1 = I _R2 = I _R3 = I _AB .
    Рассмотрим следующую последовательную резистивную цепь
    Здесь резисторы R1, R2 и R3 номиналом 1 Ом, 2 Ом и 3 Ом соединены последовательно. Через все резисторы будет течь одинаковый ток, так как они соединены последовательно. Общее сопротивление цепи равно сумме отдельных сопротивлений.
    [adsense2]
    Если R _T полное сопротивление, то
    R _T = R1 +R2 +R3
    +R3
    R _EQ = 1 Ом + 2 Ом + 3 Ом
    R _EQ = 6 Ом
    Теперь последовательно соединенные резисторы можно заменить одним резистором R _EQ номиналом 6 Ом. .
    Формула эквивалентного сопротивления
    В цепи последовательных резисторов общее сопротивление равно сумме отдельных сопротивлений, поскольку через каждый резистор проходит одинаковый ток.
    ∴ R _ВСЕГО = R ₁ + R ₂ + R ₃
    Например, рассмотрим два резистора, соединенных последовательно, как показано ниже. с одним резистором 6 Ом. Поэтому приведенная выше схема такая же, как следующая
    Аналогичным образом рассмотрим три резистора, соединенных последовательно, как показано ниже.
    Комбинация трех последовательно соединенных резисторов 3 Ом эквивалентна наличию одного резистора 9 Ом. Таким образом, приведенная выше схема аналогична следующей:
    . Это одиночное сопротивление называется эквивалентным сопротивлением цепи и используется для замены любого количества последовательно соединенных резисторов.
    Если в последовательной сети n резисторов, то
    R _EQ = R ₁ + R ₂ + R ₃ + ……..+ R _n
    Из приведенного выше уравнения можно сделать наблюдение. Эквивалентное сопротивление последовательно соединенных резисторов всегда больше сопротивления наибольшего резистора.
    Расчет напряжения
    Для последовательно соединенных резисторов напряжение на каждом резисторе не подчиняется тому же правилу, что и ток. В случае последовательных резисторов общее напряжение на резисторах равно сумме индивидуальных разностей потенциалов на каждом резисторе.
    В приведенной выше схеме разность потенциалов на каждом резисторе можно рассчитать с помощью закона Ома. По последовательной цепи протекает ток 1 А. Тогда по закону Ома
    Разность потенциалов на резисторе R1 равна I × R ₁ = 1 × 1 = 1 В.
    Разность потенциалов на резисторе R2 равна I × R ₂ = 1 × 2 = 2 В
    Разность потенциалов на резисторе R3 составляет I × R ₃ = 1 × 3 = 3 В
    Следовательно, общее напряжение V _AB = 1В + 2В+ 3В = 6 В.
    Рассмотрим последовательное соединение трех резисторов R ₁ , R ₂ и R ₃, через которые протекает ток I.
    Пусть падение потенциала от A до B равно V. Это падение потенциала является суммой отдельных падений потенциала на каждом отдельном резисторе. Тогда по закону Ома
    Падение потенциала на R ₁ равно V _R1 = I × R ₁
    Потенциальная падение на R ₂ IS v _R2 = I × R ₂
    Потенциальный падение на R ₃ IS V _R3 = I × R ₃ IS v _R3 = I × R _{37774 3} 3 3 IS V _R3. V = V _R1 + V _R2 + V _R3
    ∴V = I × R ₁ + I × R ₂ + I × R ₃
    соединенные последовательно в приведенной выше схеме это R _EQ , затем
    V = I × R _EQ
    В случае, если имеется n резисторов последовательно R1, R2….Rn, то общее напряжение на них является суммой индивидуальной разности потенциалов на каждом резисторе.
    V _T = V _R1 + V _R2 + ….. + V _Rn
    тогда потенциал на каждом резисторе разный.
    N последовательно соединенных резисторов с разным сопротивлением будут иметь N разных разностей потенциалов. Схема такого типа образует делитель напряжения. Схема делителя напряжения лежит в основе конструкции потенциометра.
    В последовательной цепи значения напряжения, тока или сопротивления можно рассчитать по закону Ома. Резисторы можно менять местами в последовательной цепи, не влияя на общую мощность каждого резистора, ток или общее сопротивление цепи.
    Примеры последовательного соединения резисторов
    1.Рассмотрите следующую схему для расчета общего напряжения между A и B.
    Два резистора R1 и R2 соединены последовательно.
    R ₁ = 2 Ом и R ₂ = 3 Ом
    Ток в цепи I = 5 А
    Индивидуальные падения напряжения можно рассчитать по закону Ома следующим образом
    Падение напряжения на резисторе R1 равно В = 5 × 2 = 10 В
    Падение напряжения на резисторе R2 составляет В _R2 = I × R ₂ = 5 × 3 = 15 В
    Общее падение напряжения представляет собой сумму отдельных падений напряжения.
    В = В _R1 + В _R2 = 10 + 15 = 25 В
    Другой подход заключается в расчете эквивалентного сопротивления последовательной комбинации. Отдельные резисторы в последовательной комбинации могут быть заменены одним резистором эквивалентного сопротивления. Эквивалентное сопротивление двух последовательно соединенных резисторов R1 и R2 равно
    R _EQ = R ₁ + R ₂ = 2 + 3 = 5 Ом
    Тогда по закону Ома
    Падение напряжения на A и B
    В = I × R _EQ = 5 × 5 = 25 В.
    1. Рассмотрим следующую схему, в которой значение индивидуального падения потенциала на каждом резисторе указано вместе с током в последовательной комбинации. Общее сопротивление последовательной комбинации равно R = 30 Ом. Ток в цепи 1 А.
    R = 30 Ом и I = 1 А
    Ток, протекающий через каждый резистор, одинаков.
    I = I1 = I2 = I3 = I4 = 1 А.
    По закону Ома значение сопротивления можно рассчитать как
    R ₁ = V ₁ / I ₁
    R ₁ = 5 / 1 = 5Ω
    Similarly R ₂ = V ₂ / I ₂
    R ₂ = 8 /1 = 8 Ом
    А R ₃ = V ₃ / I ₃
    R ₃ = 7 / 1 = 7 Ом
  1
- 3 через А вот значение R ₄ можно вычислить из значения полного сопротивления или эквивалентного сопротивления цепи.
  R _{Уравнение} = R ₁ + R ₂ + R ₃ + R ₄
  ∴ R ₄ = R _EQ — R ₄ = R _EQ — R ₄ = R _EQ — (R ₄ = R _{73. R ₃)}
  R ₄ = 30 — (5 + 8 + 7)
  R ₄ = 10 Ом
  Теперь потенциал по R ₄ можно рассчитать как
  V ₄ = = = =
  V ₄ = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = vame. I ₄ × R ₄
  ∴В ₄ = 1 × 10 = 10В
  Суммарное напряжение В _AB можно рассчитать двумя способами.
  Первый метод использует индивидуальные разности потенциалов.
  Общее напряжение равно сумме индивидуальных разностей потенциалов.
  V _AB = V ₁ + V ₂ + V ₃ + V ₄
  Где V1, V2, V3 и V4 — разности потенциалов на резисторах R3 и R2 соответственно .
  Следовательно, V _AB = 5 + 8 + 7 + 10
  V _AB = 30 В
  Второй метод расчета общего напряжения заключается в использовании значения эквивалентного сопротивления.
  Общее напряжение равно произведению силы тока и эквивалентного сопротивления. Значения полного тока и эквивалентного сопротивления даны как I = 1 А и R _EQ = 30 Ом.
  Следовательно, V _AB = I × R _{Уравнение}
  V _AB = 1 × 30
  V _AB = 30 V
  Применения
  , когда противостояние напряжение на них разное. Этот метод является основой для схем делителя напряжения.
  Если один резистор в цепи делителя напряжения заменить датчиком, то измеряемая величина преобразуется в электрический сигнал, который легко измерить. Часто используемые датчики представляют собой термисторы и светочувствительные резисторы. В термисторе сопротивление изменяется в зависимости от температуры. Например, предположим, что термистор имеет сопротивление 10 кОм при температуре 25 ⁰ С. Тот же термистор может иметь сопротивление 100 Ом при температуре 100 ⁰ C. Следовательно, падение потенциала на термисторе будет различным в зависимости от температуры. Это изменение сопротивления в зависимости от температуры можно откалибровать, чтобы найти значение температуры по падению потенциала на термисторе.
  Рис. Схема датчика освещенности
  Другой датчик, в котором последовательно используется резистор, — это фоторезистор или фоторезистор. В светозависимых резисторах сопротивление изменяется в зависимости от интенсивности падающего на них света. В отсутствие света сопротивление типичного светозависимого резистора достигает 1 МОм. При наличии света сопротивление светозависимого резистора падает до небольшого значения, обычно порядка нескольких Ом. Это изменение сопротивления в зависимости от интенсивности света приводит к разным падениям напряжения. Падение напряжения можно откалибровать, чтобы найти присутствие света определенной длины волны.
  Определение последовательного сопротивления для моделей эквивалентных схем фотоэлектрического модуля. (Конференция)
  Определение последовательного сопротивления для моделей эквивалентных схем фотоэлектрического модуля. (Конференция) | ОСТИ.GOV
  перейти к основному содержанию
  - Полная запись
  - Другие родственные исследования
  Аннотация не предоставлена.
  Авторов:
  Хансен, Клиффорд; Кинг, Брюс Хардисон
  Дата публикации:
  01.06.2018
  Исследовательская организация:
  Национальная лаборатория Сандия. (SNL-NM), Альбукерке, Нью-Мексико (США)
  Организация-спонсор:
  Управление по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии Министерства энергетики США (EERE), Управление по возобновляемым источникам энергии. Офис технологий солнечной энергетики
  Идентификатор ОСТИ:
  1526423
  Номер(а) отчета:
  SAND2018-6223C
  Идентификатор журнала: ISSN 2156—3381; 664232
  Номер контракта с Министерством энергетики:
  АК04-94АЛ85000
  Тип ресурса:
  Конференция
  Отношение ресурсов:
  Объем журнала: 9; Выпуск журнала: 2; Конференция: предложено для презентации на Всемирной конференции по преобразованию фотоэлектрической энергии (WCPEC-7), которая состоялась 10–15 июня 2018 г. в ВАЙКОЛОА, ГАВАЙИ.
  Страна публикации:
  США
  Язык:
  Английский
  Форматы цитирования
  - MLA
  - АПА
  - Чикаго
  - БибТекс
  Хансен, Клиффорд и Кинг, Брюс Хардисон. Определение последовательного сопротивления для моделей эквивалентных схем фотоэлектрического модуля. . США: Н. П., 2018. Веб. Дои: 10.1109/JФОТОВ.2018.2883703.
  Копировать в буфер обмена
  Хансен, Клиффорд и Кинг, Брюс Хардисон. Определение последовательного сопротивления для моделей эквивалентных схем фотоэлектрического модуля. . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.1109/JPHOTOV.2018.2883703
  Копировать в буфер обмена
  Хансен, Клиффорд и Кинг, Брюс Хардисон. 2018. «Определение последовательного сопротивления для моделей эквивалентных схем фотоэлектрического модуля». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.1109/JФОТОВ.2018.2883703. https://www.osti.gov/servlets/purl/1526423.
  Копировать в буфер обмена
  @статья{osti_1526423, title = {Определение последовательного сопротивления для моделей эквивалентных схем фотоэлектрического модуля.}, автор = {Хансен, Клиффорд и Кинг, Брюс Хардисон}, abstractNote = {Аннотация не предоставлена.}, doi = {10.1109/JPHOTOV.2018.2883703}, URL-адрес = {https://www.osti.gov/biblio/1526423}, журнал = {}, issn = {2156--3381}, число = 2, объем = 9, место = {США}, год = {2018}, месяц = {6} }
  Копировать в буфер обмена
  Просмотр конференции (3,41 МБ)
  https://doi.