Сопротивление проводника при параллельном соединении: 1.9. Последовательное и параллельное соединение проводников

alexxlabРазное

Сопротивление при параллельном соединении: формула расчета

На практике нередко встречается задача нахождения сопротивления проводников и резисторов при различных способах соединения. В статье рассмотрено, как рассчитывается сопротивление при параллельном соединении проводников и некоторые другие технические вопросы.

Сопротивление проводника

Все проводники имеют свойство препятствовать течению электрического тока, его принято называть электрическим сопротивлением R, оно измеряется в омах. Это основное свойство проводниковых материалов.

Для ведения электротехнических расчётов применяется удельное сопротивление – ρ Ом·м/мм2. Все металлы – хорошие проводники, наибольшее применение получили медь и алюминий, гораздо реже применяется железо. Лучший проводник – серебро, оно применяется в электротехнической и электронной промышленности. Широко распространены сплавы с высоким значением сопротивления.

При расчёте сопротивления используется известная из школьного курса физики формула:

R = ρ · l/S, S – площадь сечения; l – длина.

Если взять два проводника, то их сопротивление при параллельном соединении станет меньше из-за увеличения общего сечения.

Для практических расчётов режимов работы проводников применяется понятие плотности тока – δ А/мм2, она вычисляется по формуле:

δ = I/S, I – ток, S – сечение.

Ток, проходя по проводнику, нагревает его. Чем больше δ, тем сильнее нагревается проводник. Для проводов и кабелей разработаны нормы допустимой плотности, которые приводятся в ПУЭ (Правилах Устройства Электроустановок). Для проводников нагревательных устройств существуют свои нормы плотности тока.

Если плотность δ выше допустимой, может произойти разрушение проводника, например, при перегреве кабеля у него разрушается изоляция.

Правилами регламентируется производить расчёт проводников на нагрев.

Способы соединения проводников

Любой проводник гораздо удобнее изображать на схемах как электрическое сопротивление R, тогда их легко читать и анализировать. Существует всего три способа соединения сопротивлений. Первый способ самый простой – последовательное соединение.

На фото видно, что полное сопротивление равно: R = R1 + R2 + R3.

Второй способ более сложный – параллельное соединение. Расчёт сопротивления при параллельном соединении выполняется поэтапно. Рассчитывается полная проводимость G = 1/R, а затем полное сопротивление R = 1/G.

Можно поступить и по-другому, прежде рассчитать общее сопротивление при параллельном соединении резисторов R1 и R2, после этого повторить операцию и найти R.

Третий способ соединения наиболее сложный – смешанное соединение, то есть присутствуют все рассмотренные варианты. Схема приведена на фото.

Для расчёта этой схемы её следует упростить, для этого заменяют резисторы R2 и R3 одним R2,3. Получается несложная схема.

Теперь можно рассчитать сопротивление при параллельном соединении, формула которого имеет вид:

R2,3,4 = R2,3 · R4/(R2,3 + R4).

Схема становится ещё проще, в ней остаются резисторы, имеющие последовательное соединение. В более сложных ситуациях используется этот же метод преобразования.

Виды проводников

В электронной технике, при производстве печатных плат, проводники представляют собою тонкие полоски медной фольги. Ввиду малой длины сопротивление у них незначительно, им во многих случаях можно пренебречь. Для этих проводников сопротивление при параллельном соединении уменьшается вследствие увеличения сечения.

Большой раздел проводников представляют обмоточные провода. Они выпускаются разных диаметров — от 0,02 до 5,6 миллиметра. Для мощных трансформаторов и электродвигателей выпускаются медные шинки прямоугольного сечения. Иногда при ремонте заменяют провод большого диаметра на несколько параллельно соединённых меньшего размера.

Особый раздел проводников представляют провода и кабели, промышленность предоставляет широчайший выбор марок для самых различных нужд. Нередко приходится заменять один кабель на несколько, меньшего сечения. Причины этого бывают самые различные, например, кабель сечением 240 мм2 очень трудно прокладывать по трассе с крутыми изгибами. Его заменяют на 2×120 мм2,и проблема решена.

Расчёт проводов на нагрев

Проводник нагревается протекающим током, если его температура превысит допустимую, наступает разрушение изоляции. ПУЭ предусматривает расчёт проводников на нагрев, исходными данными для него являются сила тока и условия внешней среды, в которой проложен проводник. По этим данным из таблиц в ПУЭ выбирается рекомендуемое проводника сечение (провода или кабеля).

На практике встречаются ситуации, когда нагрузка на действующий кабель сильно возросла. Существует два выхода ‒ заменить кабель на другой, это бывает дорого, или параллельно ему проложить ещё один, чтобы разгрузить основной кабель. В этом случае сопротивление проводника при параллельном соединении уменьшается, следовательно падает выделение тепла.

Чтобы правильно выбрать сечение второго кабеля, пользуются таблицами ПУЭ, важно при этом не ошибиться с определением его рабочего тока. В этой ситуации охлаждение кабелей будет даже лучше, чем у одного. Рекомендуется рассчитать сопротивление при параллельном соединении двух кабелей, чтобы точнее определить их тепловыделение.

Расчёт проводников на потерю напряжения

При расположении потребителя Rн на большом расстоянии L от источника энергии U1 возникает довольно большое падение напряжения на проводах линии. К потребителю Rн поступает напряжение U2 значительно ниже начального U1. Практически в качестве нагрузки выступает различное электрооборудование, подключаемое к линии параллельно.

Для решения проблемы производят расчет сопротивления при параллельном соединении всего оборудования, так находится сопротивление нагрузки Rн. Далее следует определить сопротивление проводов линии.

Rл = ρ · 2L/S,

Здесь S – сечение провода линии, мм2.

Далее определяется ток в линии: I = U1/(Rл + Rн). Теперь, зная ток, определяют падение напряжения на проводах линии: U = I · Rл. Удобнее находить его в процентном отношении к U1.

U% = (I · Rл/U1) · 100%

Рекомендуемое значение U% — не более 15%. Приведённые расчёты применимы для любого рода тока.

Последовательное, параллельное соединения проводников и их признаки

©engime.org 2022
әкімшілігінің қараңыз


Школа: Макинская СШ

Дата:

ФИО учителя: Езова Д.Э.

Класс: 10 «Б»

Количество присутствующих:

отсутствующих:

Тема урока

Последовательное, параллельное соединения проводников и их признаки.

Цели обучения, которые достигаются на данном уроке (ссылка на учебную программу)

Рассчитывать электрические цепи, используя закон Ома для участка цепи в последовательном и параллельном соединении проводников

Цели урока

— установление закономерностей, существующих в цепи с последовательным и параллельным соединениями проводников;

— формирование навыков решения задач на расчет параметров участка цепи с последовательным и параллельным соединением проводников.



Критерии оценивания

Учащийся достиг цели обучения, если:

— указывает закономерности, существующие в цепи с последовательным и параллельным соединениями проводников;

— применяет формулы последовательного и параллельного соединения проводников при решении задач.


Языковые цели

Предметная лексика и терминология:

Сила тока, напряжение, сопротивление, параллельное, последовательное, смешанное соединение проводников.

Учащиеся могут:

— объяснять закономерности, существующие в цепи с последовательным и параллельным соединениями проводников.


Привитие ценностей

Сотрудничество

— взаимодействие учащихся друг с другом и с учителем осуществляется на протяжении всех этапов урока;

— учитель и ученики совместно достигают цели урока и обсуждают результаты взаимодействия.

Академическая честность и прозрачность

— учитель и учащиеся открыто оценивают друг друга, себя, группу, обосновывают оценку, предоставляют обратную связь.

— учащиеся самостоятельно выполняют индивидуальные задания.


Межпредметные связи

Математика — простые расчеты, нахождение неизвестной величины, преобразование формул при выводе неизвестной величины.

Предварительные знания

Формулы закона Ома для участка цепи, единиц измерения физических величин, характеризующих постоянный ток

Ход урока

Запланированные этапы урока

Запланированная деятельность на уроке
Ресурсы

Начало урока
Повторение ранее изученной темы, согласно целям обучения:

— объяснять физический смысл сопротивления, его единицы измерения;

— применять формулу удельного сопротивления проводника при решении задач.
1. Если увеличить длину проводника при постоянном сечении и неизменной температуре, то его электрическое сопротивление…

2. На рисунке приведен график зависимости силы тока от напряжения (вольт-амперная характеристика) для проводника. Чему равно сопротивление проводника?

Середина урока
Работа в парах.

— Посмотрите на картинки и сравните две электрические цепи. Опишите сходства и различия.


Обсуждение с классом. Один ученик перечисляет сходства, другой — различия, остальные дополняют ответ.
Объявление темы, целей обучения, обсуждение целей урока.

Ученики в тетради чертят таблицу и заполняют ее в процессе изучения новой темы:


Последовательное соединение

Параллельное соединение

Схема

Сила тока

Напряжение

Сопротивление

Решение задач


Конец урока

1. Какое соединение проводников называется последовательным?

2.Назовите признаки последовательного соединения проводников.

3.Какое соединение проводников называется параллельным?

4.Каковы признаки параллельного соединения проводников?

Домашнее задание: повторите §
Этап рефлексии:

— О чем говорили на уроке?

— Что удалось без особых усилий?

— Что было трудно?

Дифференциация — как Вы планируете оказать дополнительную поддержку? Какие задания Вы планируете дать более способным учащимся?

Оценка — как Вы планируете проверить знания учащихся?

Междисциплинарные связи

Проверка соблюдения правил охраны здоровья и безопасности

ИКТ связи

Связи значений


Все учащиеся будут работать в группе, решать задачи с использованием изученных формул.

Большинство учащихся смогут самостоятельно сделать вывод по итогам измерений при демонстрациях.

Некоторые учащиеся смогут оказать поддержку другим при решении задач.

Поддержка учителя будет осуществляться в течение всего урока.
— При проверке домашнего задания;

— При решении задач;

— Рефлексия


Соблюдение техники безопасности при проведении демонстрации

Рефлексия по уроку

Были ли цели урока/цели обучения реалистичными?

Все ли учащиеся достигли ЦО?

Если нет, то почему?

Правильно ли проведена дифференциация на уроке?

Выдержаны ли были временные этапы урока?

Какие отступления были от плана урока и почему?


Общая оценка

Какие два аспекта урока прошли хорошо (подумайте как о преподавании, так и об обучении)?

1:

2:

Что могло бы способствовать улучшению урока (подумайте как о преподавании, так и об обучении)?

1:
2:
Что я выявил(а) за время урока о классе или достижениях/трудностях отдельных учеников, на что необходимо обратить внимание на последующих уроках?


жүктеу/скачать 94,08 Kb.


Достарыңызбен бөлісу:

Почему моя параллельная цепь отключается, когда я подключаю ее к проводнику?

спросил

Изменено 1 год, 8 месяцев назад

Просмотрено 96 раз

\$\начало группы\$

С проводником:

Без проводника:

  • анализ цепей

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Вы закорачиваете свои батареи, поэтому выходное напряжение будет равно 0 В, когда проводник подключен и, следовательно, не работает и разряжает ваши батареи \$\конечная группа\$

6

\$\начало группы\$

Давайте посмотрим на вашу схему в виде принципиальной схемы:

смоделируйте эту схему — Схема, созданная с помощью CircuitLab

«Схема лампы» — это ваша схема без параллельного соединения.

Весь ток идет на лампочку, и она загорается.

«Контур лампы 2» — это ваша схема с вашим параллельным подключением. Весь ток идет по проводу, не оставляя тока для лампочки. Лампочка не горит, потому что в ней нет тока.

Ваша схема не «выключается». Ток все еще течет, даже когда темно. На самом деле, когда лампочка темная, течет на больше тока, чем когда она горит. Через второй проводник протекает больший ток, чем через лампу, когда она горит.

Электричество «ленивое». Он течет больше всего там, где есть наименьшее сопротивление. В вашей параллельной цепи наименьшее сопротивление имеет провод, поэтому почти весь ток протекает по проводу.

Нехорошо так поступать с аккумулятором. Сопротивление провода очень низкое, поэтому по нему будет течь очень большой ток. Аккумуляторы для этого не предназначены. Батарея нагревается и очень быстро разряжается (разряжается).

«Короткое замыкание» — это когда электричество «обходит» часть цепи, а не проходит через нее.

Это не означает буквально, что путь короче. Это просто означает, что больший ток протекает по нежелательному пути.

Оба эти замыкания являются короткими замыканиями, хотя путь в одном из них длиннее, чем в другом:

имитация этой цепи

\$\конечная группа\$

2

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

открытых учебников | Siyavula

Загрузите наши открытые учебники в различных форматах, чтобы использовать их так, как вам удобно. Нажмите на обложку каждой книги, чтобы увидеть доступные для загрузки файлы на английском и африкаанс. Лучше, чем просто бесплатные, эти книги также имеют открытую лицензию! См. различные открытые лицензии для каждой загрузки и пояснения к лицензиям в нижней части страницы.

Математика

    • Читать онлайн

    • Учебники

      • Английский

          • 7A PDF (CC-BY-ND)
          • 7B PDF (CC-BY-ND)

      • Африкаанс

          • 7A PDF (CC-BY-ND)
          • 7B PDF (CC-BY-ND)
    • Читать онлайн

    • Учебники

      • Английский

          • 8A PDF (CC-BY-ND)
          • 8B PDF (CC-BY-ND)

      • Африкаанс

          • 8A PDF (CC-BY-ND)
          • 8B PDF (CC-BY-ND)
    • Читать онлайн

    • Учебники

      • Английский

          • 9A PDF (CC-BY-ND)
          • 9B PDF (CC-BY-ND)

      • Африкаанс

          • 9A PDF (CC-BY-ND)
          • 9B PDF (CC-BY-ND)
    • Читать онлайн

    • Учебники

      • Английский

          • PDF (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY)

      • Африкаанс

          • PDF (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY)

    • Пособия для учителей

      • Английский

          • PDF (CC-BY-ND)

      • Африкаанс

          • PDF (CC-BY-ND)
    • Читать онлайн

    • Учебники

      • Английский

          • PDF (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY)

      • Африкаанс

          • PDF (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY)

    • Пособия для учителей

      • Английский

          • PDF (CC-BY-ND)

      • Африкаанс

          • PDF (CC-BY-ND)
    • Читать онлайн

    • Учебники

      • Английский

          • PDF (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY)

      • Африкаанс

          • PDF (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY)

    • Пособия для учителей

      • Английский

          • PDF (CC-BY-ND)

      • Африкаанс

          • PDF (CC-BY-ND)
    • Читать онлайн

    • Учебники

      • Английский

          • PDF (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY)

      • Африкаанс

          • PDF (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY)

    • Пособия для учителей

      • Английский

          • PDF (CC-BY-ND)

      • Африкаанс

          • PDF (CC-BY-ND)

Наука

    • Читать онлайн

    • Учебники

      • Английский

          • PDF (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY)

      • Африкаанс

          • PDF (CC-BY-ND)

    • Пособия для учителей

      • Английский

          • PDF (CC-BY-ND)

      • Африкаанс

          • PDF (CC-BY-ND)
    • Читать онлайн

    • Учебники

      • Английский

          • PDF (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY)

      • Африкаанс

          • PDF (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY)

    • Пособия для учителей

      • Английский

          • PDF (CC-BY-ND)

      • Африкаанс

          • PDF (CC-BY-ND)
    • Читать онлайн

    • Учебники

      • Английский

          • PDF (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY)

      • Африкаанс

          • PDF (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY)

    • Пособия для учителей

      • Английский

          • PDF (CC-BY-ND)

      • Африкаанс

          • PDF (CC-BY-ND)
    • Читать онлайн

    • Учебники

      • Английский

          • PDF (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY)

      • Африкаанс

          • PDF (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY-ND)
          • ePUB (CC-BY)

    • Пособия для учителей

      • Английский

          • PDF (CC-BY-ND)

      • Африкаанс

          • PDF (CC-BY-ND)
    • Читать онлайн

    • Учебники

    • Пособия для учителей

      • Английский

        • Класс 7А

          • PDF (CC-BY-ND)

        • Класс 7Б

          • PDF (CC-BY-ND)

      • Африкаанс

        • Граад 7А

          • PDF (CC-BY-ND)

        • Граад 7Б

          • PDF (CC-BY-ND)
    • Читать онлайн

    • Учебники

    • Пособия для учителей

      • Английский

        • Класс 8А

          • PDF (CC-BY-ND)

        • Класс 8Б

          • PDF (CC-BY-ND)

      • Африкаанс

        • Граад 8А

          • PDF (CC-BY-ND)

        • Граад 8Б

          • PDF (CC-BY-ND)
    • Читать онлайн

    • Учебники

    • Пособия для учителей

      • Английский

        • Класс 9А

          • PDF (CC-BY-ND)

        • Класс 9Б

          • PDF (CC-BY-ND)

      • Африкаанс

        • Граад 9А

          • PDF (CC-BY-ND)

        • Граад 9Б

          • PDF (CC-BY-ND)
    • Читать онлайн

    • Учебники

    • Пособия для учителей

      • Английский

        • Класс 4А

          • PDF (CC-BY-ND)

        • Класс 4Б

          • PDF (CC-BY-ND)

      • Африкаанс

        • Граад 4А

          • PDF (CC-BY-ND)

        • Граад 4Б

          • PDF (CC-BY-ND)
    • Читать онлайн

    • Учебники

    • Пособия для учителей

      • Английский

        • Класс 5А

          • PDF (CC-BY-ND)

        • Класс 5Б

          • PDF (CC-BY-ND)

      • Африкаанс

        • Граад 5А

          • PDF (CC-BY-ND)

        • Граад 5Б

          • PDF (CC-BY-ND)
    • Читать онлайн

    • Учебники

    • Пособия для учителей

      • Английский

        • Класс 6А

          • PDF (CC-BY-ND)

        • Класс 6Б

          • PDF (CC-BY-ND)

      • Африкаанс

        • Граад 6А

          • PDF (CC-BY-ND)

        • Граад 6Б

          • PDF (CC-BY-ND)

Лицензирование наших книг

Эти книги не только бесплатны, но и имеют открытую лицензию! Один и тот же контент, но разные версии (фирменные или нет) имеют разные лицензии, как объяснено:

CC-BY-ND (фирменные версии)

Вам разрешается и поощряется свободное копирование этих версий.

Похожие записи

05.09.2023 0

Coocox: CooCox. Текущее состояние дел. / CoIDE / Pluslab

05.09.2023 0

Приборы для измерения давления жидкости: Манометр — из чего состоит? Виды и типы

05.09.2023 0

Регулируемая индуктивность: Регулируемая катушка индуктивности на кольцевом сердечнике

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *