Последовательное и параллельное соединения проводников
От источника тока энергия может быть передана по проводам к устройствам, потребляющим энергию: электрической лампе, радиоприёмнику и так далее.
Совокупность устройств и элементов, предназначенных для протекания электрического тока, называют электрической цепью.
Любая электрическая цепь содержит, во-первых, источник тока, создающий необходимое напряжение, а во-вторых, нагрузку, то есть то устройство, в котором нужно создать ток и использовать одно из его действий. Нагрузкой может быть нагреватель или лампа накаливания (здесь используют тепловое действие тока), электродвигатель или звонок (используется магнитное действие тока), аккумулятор (это проявление химического действия тока). Звеньями же цепи являются соединительные провода и ключ, служащий для удобства и безопасности работы.
Рисунки, на которых изображены способы соединения электрических приборов в цепь, называются электрическими схемами.
Приборы на схемах принято обозначать условными знаками, часть из которых представлена на экране в виде таблицы.
Электрические цепи, с которыми приходится иметь дело на практике, обычно состоят не из одного проводника, а из системы различных проводников, которые могут быть соединены между собой по-разному.
Рассмотрим простую цепь, составленную из источника ток, ключа и двух проводников. Обратите внимание на то, что в представленной цепи конец одного проводника соединяется с началом другого, его конец — с началом третьего и так далее. Проще говоря, проводники имеют по одной общей точке. Такое соединение проводников принято называть последовательным соединением.
Как вы уже знаете, в проводниках, по которым течёт постоянный ток, электрический заряд не накапливается, и через любое поперечное сечение проводника за определённое время протекает один и тот же заряд. Следовательно, ток во всех частях последовательно соединённой цепи в каждый данный момент времени одинаков:
Напряжение же на концах каждого из проводников будет различно. Покажем это. Пусть I — это сила тока в цепи, R1 и R2 — сопротивления проводников, a U1 и U2 — напряжения на концах этих проводников.
На основании закона Ома мы с вами можем записать, что напряжения на концах проводников пропорциональны силе тока в цепи и их сопротивлениям:
Разделив первое равенство на второе, получим, что при последовательном соединении напряжения на проводниках пропорциональны их сопротивлениям:
Только при таком распределении напряжений и становится возможным один и тот же ток во всех участках цепи.
А полное напряжение на обоих проводниках (или напряжение на полюсах источника тока) равно сумме напряжений на отдельных проводниках:
Это легко проверить, если измерить напряжение на концах обоих проводников и на двух проводниках одновременно.
Также записанное нами равенство вытекает из того, что напряжение есть величина, измеряемая работой, совершаемой при перемещении единицы заряда на данном участке цепи:
Работа же по перемещению заряда во всех последовательно соединённых проводниках равна сумме работ на отдельных проводниках.
Применяя закон Ома для всего участка цепи с последовательным соединением и для каждого проводника в отдельности, нетрудно показать, что полное сопротивление участка цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников:
Совершенно аналогично можно показать, что в случае п последовательно соединённых проводников общее сопротивление участка цепи, состоящей из нескольких последовательно соединённых проводников, равно сумме сопротивлений отдельных проводников:
Рост сопротивления цепи при добавлении в неё новых проводников объясняется увеличением длины проводящей части. Поэтому сопротивление цепи становится больше сопротивления одного проводника.
На практике последовательное соединение нескольких проводников используется очень редко, например, в ёлочной гирлянде. Дело в том, что недостатком такого соединения является то, что в такую цепь можно подключать только тех потребителей, которые рассчитаны на одинаковую силу тока. Кроме того, если в такой цепи выключить ток в одном звене (например, перегорит одна из лампочек в гирлянде), то разрывается вся цепь.
Этих недостатков лишена цепь, в которой потребители соединены параллельно.
Параллельное соединение — это такое соединение проводников, при котором одни их концы соединены в один узел, другие концы — в другой узел.
Узлом принято называть точку разветвлённой цепи, в которой сходятся более двух проводников.
Следствием этого является то, что напряжение на каждом параллельно соединённом проводнике одинаково и равно напряжению на всём участке параллельно соединённых проводников:
При параллельном соединении ток распределяется по проводникам так же, как поток воды, разветвляющийся на два параллельных канала. Количество воды, протекающее ежесекундно через неразвтвлённую часть потока воды, равно сумме количеств воды, протекающих ежесекундно через каждый из каналов.
Аналогично обстоит дело и с прохождением электрических зарядов через параллельно соединённые проводники. Включив амперметры в цепь до разветвления и в каждую ветвь разветвления, можно убедиться, что ток в неразветвлённой части цепи равен сумме токов, текущих в отдельных параллельно соединённых проводниках:
Этот опыт служит лишь подтверждением того, что в случае установившегося тока электрические заряды не скопляются в точках разветвления, а сколько их подходит к точкам разветвления, столько же и уходит.
Обозначим сопротивление каждого из разветвлённых участков цепи через R1 и R2, a напряжение во всей цепи через U. Теперь применим к каждой ветви закона Ома для участка цепи:
И выразим из этих формул напряжение.
Так как напряжение на каждом параллельно соединённом проводнике одинаково, то давайте приравняем правые части последних двух равенств:
Отсюда находим, что токи в отдельных ветвях разветвлённой части цепи обратно пропорциональны их сопротивлениям:
Третья закономерность параллельного соединения определяет общее сопротивление разветвлённого участка. Учтём, что сила тока в цепи равна сумме сил токов в ветвях, а напряжение везде одинаково. Тогда, на основании закона Ома, получим, что величина, обратная сопротивлению участка параллельно соединённых проводников, равна сумме величин, обратных сопротивлению отдельных проводников:
При этом общее сопротивление разветвлённой части цепи меньше наименьшего из сопротивлений её ветвей.
Нетрудно показать, что если в разветвление будет включено не два, а несколько проводников, то данная закономерность также будет выполняться:
Из этого равенства следует, что общее сопротивление участка цепи, состоящего из п параллельно соединённых проводников с одинаковым сопротивлением, в п раз меньше сопротивления одного из них:
Параллельное соединение — это основной способ включения в электрическую цепь различных потребителей, так как в одну и ту же электрическую цепь могут быть включены самые различные потребители. Однако следует иметь в виду, что параллельно включаемые в данную цепь потребители должны быть рассчитаны на одно и то же напряжение, соответствующее напряжению в цепи.
Большинство задач на расчёт цепи сводится к определению токов, текущих в отдельных её участках, по заданному напряжению и по сопротивлениям отдельных проводников.
Для примера рассмотрим цепь, представленную на рисунке.
Пусть нам известно общее напряжение, питающее цепь, и сопротивления включённых в цепь резисторов (сопротивлением амперметра мы пренебрегаем, так как оно очень мало). Пусть нам надо найти силу тока, протекающего по каждому из резисторов.
Прежде всего мы должны установить, из скольких последовательных участков состоит наша цепь. Легко видеть, что таких участков три, причём второй и третий участки представляют собой разветвления. Обозначим сопротивления трёх последовательных участков нашей цепи через RI, RII, RIII.
Тогда всё сопротивление цепи выразится как сумма сопротивлений этих участков:
Общее сопротивление цепи необходимо знать, так как заданное общее напряжение можно отнести только к полному общему сопротивлению цепи. Применяя закон Ома, мы найдём полный ток, текущий в нашей цепи:
Нетрудно увидеть, что сила тока на первом резисторе равна силе тока во всей цепи:
Для того чтобы найти токи в отдельных ветвях, надо предварительно найти напряжение на отдельных участках последовательных цепей. А поможет нам это сделать закон Ома:
Незабываем о том, что RII и RIII — это эквивалентные сопротивления разветвлённых участков. Эти сопротивления мы с вами можем легко найти по закону параллельного соединения
Ну а дальше, зная напряжения на отдельных разветвлениях, найдём и токи в отдельных ветвях используя всё тот же закон Ома (при этом не забываем, что напряжение на концах всех параллельно соединённых проводников одно и то же):
Таким образом, задача, поставленная перед нами, полностью решена.
Электрические цепи. Последовательное и параллельное соединения проводников
Электрические цепи. Последовательное и параллельное соединения проводников
«Физика — 10 класс»
Как выглядит зависимость силы тока в проводнике от напряжения на нём?
Как выглядит зависимость силы тока в проводнике от его сопротивления?
От источника тока энергия может быть передана по проводам к устройствам, потребляющим энергию: электрической лампе, радиоприёмнику и др. Для этого составляют электрические цепи различной сложности.
К наиболее простым и часто встречающимся соединениям проводников относятся последовательное и параллельное соединения.
Последовательное соединение проводников.
При последовательном соединении электрическая цепь не имеет разветвлений. Все проводники включают в цепь поочерёдно друг за другом. На рисунке (15.5, а) показано последовательное соединение двух проводников 1 и 2, имеющих сопротивления R1 и R2. Это могут быть две лампы, две обмотки электродвигателя и др.
Сила тока в обоих проводниках одинакова, т. е.
I1 = I2 = I. (15.5)
В проводниках электрический заряд в случае постоянного тока не накапливается, и через любое поперечное сечение проводника за определённое время проходит один и тот же заряд.
Напряжение на концах рассматриваемого участка цепи складывается из напряжений на первом и втором проводниках:
U = U1 + U2.
Применяя закон Ома для всего участка в целом и для участков с сопротивлениями проводников R1 и R2, можно доказать, что полное сопротивление всего участка цепи при последовательном соединении равно:
R = R1 + R2. (15.6)
Это правило можно применить для любого числа последовательно соединённых проводников.
Напряжения на проводниках и их сопротивления при последовательном соединении связаны соотношением
Параллельное соединение проводников.
На рисунке (15.5, б) показано параллельное соединение двух проводников 1 и 2 сопротивлениями R1 и R2. В этом случае электрический ток I разветвляется на две части. Силу тока в первом и втором проводниках обозначим через I1 и I2.
Так как в точке а — разветвлении проводников (такую точку называют узлом) — электрический заряд не накапливается, то заряд, поступающий в единицу времени в узел, равен заряду, уходящему из узла за это же время. Следовательно,
I = I1 + I2. (15.8)
Напряжение U на концах проводников, соединённых параллельно, одинаково, так как они присоединены к одним и тем же точкам цепи.
В осветительной сети обычно поддерживается напряжение 220 В. На это напряжение рассчитаны приборы, потребляющие электрическую энергию. Поэтому параллельное соединение — самый распространённый способ соединения различных потребителей. В этом случае выход из строя одного прибора не отражается на работе остальных, тогда как при последовательном соединении выход из строя одного прибора размыкает цепь. Применяя закон Ома для всего участка в целом и для участков проводников сопротивлениями R1 и R2, можно доказать, что величина, обратная полному сопротивлению участка ab, равна сумме величин, обратных сопротивлениям отдельных проводников:
Отсюда следует, что для двух проводников
Напряжения на параллельно соединённых проводниках равны: I1R1 = I2R2. Следовательно,
Обратим внимание на то, что если в какой-то из участков цепи, по которой идёт постоянный ток, параллельно к одному из резисторов подключить конденсатор, то ток через конденсатор не будет идти, цепь на участке с конденсатором будет разомкнута. Однако между обкладками конденсатора будет напряжение, равное напряжению на резисторе, и на обкладках накопится заряд q = CU.
Рассмотрим цепочку сопротивлений R — 2R, называемую матрицей (рис. 15.6).
На последнем (правом) звене матрицы напряжение делится пополам из-за равенства сопротивлений, на предыдущем звене напряжение тоже делится пополам, поскольку оно распределяется между резистором сопротивлением R и двумя параллельными резисторами сопротивлениями 2R и т. д. Эта идея — деления напряжения — лежит в основе преобразования двоичного кода в постоянное напряжение, что необходимо для работы компьютеров.
Источник: «Физика — 10 класс», 2014, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский
Законы постоянного тока — Физика, учебник для 10 класса — Класс!ная физика
Электрический ток. Сила тока — Закон Ома для участка цепи. Сопротивление — Электрические цепи. Последовательное и параллельное соединения проводников — Примеры решения задач по теме «Закон Ома. Последовательное и параллельное соединения проводников» — Работа и мощность постоянного тока — Электродвижущая сила — Закон Ома для полной цепи — Примеры решения задач по теме «Работа и мощность постоянного тока. Закон Ома для полной цепи»
Последовательное и параллельное соединение проводников
Внимание покупателей подшипников Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас: +7(499)403 39 91
Доставка подшипников по РФ и зарубежью. Каталог подшипников на сайте themechanic.ru
|
Внимание покупателей подшипников
Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:
tel:+7 (495) 646 00 12
[email protected]
Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
Каталог подшипников на сайте
Внимание покупателей подшипников
Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:
tel:+7 (495) 646 00 12
[email protected]
Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
Каталог подшипников на сайте
Последовательное и параллельное соединение проводников
Теория последовательного соединения
Если подсоединить электрическим проводом полюса источника тока, в проводнике начнется движение электронов по электрической цепи: плюс-минус источника по электрическому проводнику. Если разорвать провод в нескольких местах и подсоединить в разрыв нагрузку, например, две или три электрические лампочки, то подобное соединение будет называться последовательным. Последовательное соединение — это когда нагрузка включена в один провод, без ответвлений, выход от одной нагрузки является началом для другой. При такой комбинации напряжение источника будет равняться его сумме на нагрузке. Сила тока распределиться по источникам нагрузки одинаково.
Это отличительная черта данной комбинации.
Практическое использование
Последовательно проводники соединяются если есть необходимость подключить несколько потребителей одним устройством включения. Классический пример включения гирлянды лампочек выключателем или кнопкой звонка и световой сигнализации. При замыкании контактов включением клавиши выключателя ток одновременно появляется на всех подключенных на этом проводе токоприемников.
Последовательное соединение является слишком прямолинейным и не может соответствовать всем необходимым потребностям. Включение освещения в жилых помещениях может иметь несколько ступеней, от подсветки до яркого верхнего света, раздельное включение в комнатах.
Включение различных нагрузок в производственных помещениях требует смешанного либо параллельной схемы соединения. Схема последовательного соединения на Рис. 1
Параллельное подключение
Этот вид соединения характерен тем, что вся нагрузка соединяется параллельно друг другу, т.е. начало и окончания проводников всех нагрузок соединены в одну точку. Электроны, двигающиеся по проводнику, доходя до общего соединение разделяются по количеству ветвей. Проводя параллель с водопроводными трубами, то можно сказать, что от одной общей трубы отходят несколько ответвлений. Количество воды, попадающие в них зависит от силы потока в основной трубе и диаметра отводов, в нашем случае, количество электронов в проводники от мощности, подключенной к ним нагрузки. Схема подключения на Рис. 2
Практическое применение параллельного соединения
В параллель нагрузка соединяется при необходимости раздельного подключения нескольких потребителей в одном помещении. При бытовой сети 220 В — это могут быть: люстра, телевизор, холодильник, электроплита и многие другие бытовые приборы.
При таком подключение напряжение 220В не делится на количество потребителей , а подключается к источнику напряжения каждый отдельно со своим выключателем.
Для понимания проходящих действий с током и напряжением в проводниках при подсоединении нагрузки все процессы обобщены в единые правила, которые получили статус закона и называются Законом последовательного и параллельного соединения проводников.
Одним из основных законов участка цепи является закон Ома. Закон ома для параллельного и последовательного соединения проводников выражает зависимость тока от сопротивления на участке и его напряжения: I=U/R — чем больше сопротивление, тем меньше ток. закон ома параллельное и последовательное подключения проводников.
При последовательном подключении общее значение тока распределяется по каждому участку: I = I1 = I2;
напряжение распределяться по количеству элементов нагрузки: U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR;
Сопротивление элементов нагрузки в цепи будет просто складываться в общую сумму: R = R1 + R2.
Параллельное подключение проводников характеризует цепь, в которой напряжение равно на всех нагрузках: U = U1 = U2.
Количество тока равно сумме потребляемого тока в каждой нагрузки цепи с параллельного расположения I = I1 + I2.
Изучение последовательного и параллельного соединения проводников и понимание законов распределения токов дает необходимую основу для дальнейшего изучения электротехники и применения этих знаний на практике.
Для закрепления материала и лучшего понимания последующего рекомендуется посмотреть видеоурок последовательное и параллельное соединение проводников
Применение изученного материла на практике
Рис. 3 схемы последовательного и параллельного соединения проводниковПервое знакомство с практическим применением этих правил может состояться уже на лабораторной работе по изучению последовательного и параллельного соединения проводников.
Сбор схема состоит из нескольких этапов:
Первый этап — подготовка элементов к сборке схемы, (источник питания, соединительные провода, резьбовые зажимы клемм, источник нагрузки — лампочки).
Второй этап — изучения схемы. На этом этапе нужно чётко представить схему коммутации проводов.
Третий этап: сбор схемы, последовательность подключения для этого — сначала подсоединяются провода к клемме рубильника, затем от клеммы рубильника провод соединяется с минусом 1 нагрузки, затем подсоединяется клеммы плюс 2 нагрузки.
После окончания сборки нагрузки производится подключение источника питания: провод от рубильника подсоединяется к клемме + батареи и — к свободной клемме 2 нагрузки.
Правильность сборки проверяется преподавателем, после чего производится включение рубильника, при этом должны обе лампочки загореться равномерным свечением. Это говорит о том, что напряжение и ток на лампочках одинаковый, схема последовательного подключения собрана правильно.
Подключение источников нагрузки при параллельном подключении: для этого нагрузка соединяется двумя проводами плюс с плюсом минус с минусом, получается своеобразный квадрат. Далее все как в первом варианте. При этом если электрические параметры лампочек разные, то светиться они должны и разной яркостью.
Формулы последовательного и параллельного соединения в проводниках
При последовательном подключении:
1. Сила тока в них одинакова.
I = I1 = I2
2. Разность потенциалов каждого участка складывается в общую сумму
U = Uab + Ubc.
3. Сопротивление участка равно сумме сопротивлений каждого проводника.
R = R1 + R2.
4. Напряжение на участке пропорционально его сопротивлению.
U1/U2=R1/R2.
При параллельном подключении:
1. Напряжение на каждой ветви одинаково и равно напряжению на неразветвленной части цепи.
U = U1 = U2;
2. Сила тока каждого участка цепи равна суммарного значения тока каждой ветке участка
I = I1 + I2;
3. Общее сопротивление участка равно сумме величин, обратных сопротивлениям ветвей
1/R = 1/R1 + /1R2 + . . . + 1/Rn.
Из этого вытекает другая формула: R = (R1 х R2) / (R1 + R2).
4. Сила тока на участке пропорциональна его сопротивлению
I1/I2=R2/R1.
Как это будет выглядеть в лабораторной работе?
Лабораторная работа :
Практическое подтверждение законов последовательного и параллельного подключения проводников.
Последовательная комбинация сопротивлений
Цель: экспериментально подтвердить теоретические выводы, закрепленные в законах.
Оборудование: батарея источника тока, переменный реостат, два резистора, рубильник включения, кабеля коммутации, которые подключены по схеме на рисунке.
Результаты измерений и вычислений сводятся таблицы последовательного и параллельной комбинации подключения сопротивлений
Таблица вычислений для последовательной комбинации резисторов
| Измерено | Вычислено | ||||||||
| U1, В | U2, В | U, В | I1, A | I2, A | R1, Ом | R2, Ом | R, Ом | U1/U2, В | R1/R2, Ом |
| 2 | 2,5 | 4,5 | 1 | 1 | 1 | 2 | 4,5 | 4,5/2,5 =1,8 | 4,5/2,5 =1,8 |
Параллельное включение
Рис. 5Таблица вычислений для параллельного включения резисторов
| Измерено | Вычислено | |||||||||
| U1, В | U2, В | U, В | I1, A | I2, A | I, A | R1, Ом | R2, Ом | R, Ом | I1/I2, В | R1/R2, Ом |
| 2 | 2 | 2 | 1 | 0,8 | 1,8 | 2 | 2,5 | 1,11 | 1,25 | 1,25 |
Смешанное включение резисторов
Рис.6. Смешанное комбинации проводников.Кроме параллельного и последовательного существует смешанное соединение проводников.
Такое сочетание, понятно из названия — является совокупностью любых комбинаций в состав которой могут входить единичные резисторы, а также их отдельные составные части составляя сложную схему, чем больше деталей, тем сложнее схема.
Чтобы рассчитать смешанное сочетание необходимо хорошо знать и применять формулы расчета сопротивления при последовательном и параллельном соединении проводников научастке цепи, ничего особенного в расчетах нет, нужно только правильно увидеть и расчленить существующие схемы на элементарные участки.
Рассмотрим пример расчета смешанной комбинации проводников (рис. 6)
Пусть U = 14 В, R1 = 2 Ом, R2 = 3 Ом, R3 = 3 Ом, R4 = 5 Ом, R5 = 2 Ом.
Необходимо найти величину тока цепи и каждого резистора.
Показанная на рисунке цепь состоит из двух последовательно соединённых участков ab и bc. Сопротивление участка ab: Rab = (R1 х R2) / (R1 + R2) = (2 · 3) / (2 + 3) = 1,2 Ом.
На участке b.c. четко видно параллельное сочетание: два последовательно включённых резистора R3 и R4 подключены параллельно к резистору R5.
Тогда: Rbc = (R3 + R4) х R5 / (R3 + R4) + R5 = (3 + 5) х 2 / (3 + 5) + 2 = 1,6 Ом.
Сопротивление цепи: R = Rab + Rbc = 1,2 + 1,6 = 2,8 Ом.
Теперь находим силу тока в цепи: I = U R = 14 х 2,8 = 5 A.
Для нахождения тока в каждом резисторе вычислим напряжения на обоих участках:
Uab = I х Rab = 5 · 1,2 = 6 B; Ubc = I х Rbc = 5 · 1,6 = 8 B.
Теперь сложив полученное данные получим напряжение цепи 14 В, именно столько должно быть на последовательном участке.
Оба резистора R1 и R2 находятся под напряжением Uab, поэтому:
I1 = Uab / R1 = 6/ 2 = 3 A;
I2 = Uab R2 = 6 / 3 = 2 A.
(В сумме имеем 5 А, как и должно быть при параллельном сочетании.)
Сила тока в резисторах R3 и R4 одинакова, так как они расположены последовательно:
I3 = I4 = Ubc / (R3 + R4) = 8/ (3 + 5) = 1 A. Стало быть, через резистор R5 течёт ток
I5 = I − I3 = 5 − 1 = 4 A
В таком ключе на последовательное и параллельное соединение проводников происходит решение большинства задач.
Более четкое понимание материала и представление о физических процессах, происходящих в цепях постоянного тока при последовательном и параллельном соединении проводников дает презентация, выполненная в программе Power Point.
Выполнение слайдов в программе рекомендуется выполнять, разделив лист на 2 части. В левой части половины листа схемы электрических цепей, во второй — пояснительная часть с примерами расчёта.
Основным материалом для подготовки презентации должны стать учебники физики, в которых есть разделы для изучения последовательного и параллельного соединения проводников — это учебные пособия за 8 и 10 классы, в которых подробно расписана теория и примеры решения задач.
ФИЗИКА: ЗАДАЧИ на Последовательное соединение
Задачи на Последовательное соединение
проводников с решениями
Формулы, используемые на уроках «Задачи на Последовательное соединение проводников»
Название величины | Обозначение | Единица измерения | Формула |
Сила тока | I | А | I = U / R |
Напряжение | U | В | U = IR |
Сопротивление | R | Ом | R = U/I |
Сила тока на участке цепи | I | A | I = I1 = I2 |
Напряжение на концах участка | U | B | U = U1 + U2 |
Сопротивление участка цепи | R | Ом | R = R1 + R2 |
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Задача № 1. Два проводника сопротивлением 2 Ом и 3 Ом соединены последовательно. Сила тока в цепи 1 А. Определить сопротивление цепи, напряжение на каждом проводнике и полное напряжение.
Задача № 2. Два проводника сопротивлением 20 Ом и 30 Ом соединены последовательно. Напряжение на концах первого проводника 12 В. Определить сопротивление цепи, силу тока в цепи, напряжение на втором проводнике и полное напряжение.
Задача № 3. Два резистора соединены последовательно. Сопротивление первого 12 Ом, полное сопротивление 30 Ом. Сила тока в цепи 2 А. Определить сопротивление первого резистора, напряжение на каждом проводнике и полное напряжение.
Задача № 4. В каких пределах можно менять сопротивление в цепи, если сопротивление реостата R имеет пределы 0…10 Ом? Сопротивление резистора R1 равно 20 Ом.
Ответ: Сопротивления R и R1 соединены параллельны. Сопротивление цепи будет изменяться в пределах от 20 до 30 Ом.
Задача № 5. Последовательно с нитью накала радиолампы сопротивлением 3,9 Ом включен резистор, сопротивление которого 2,41 Ом. Определите их общее сопротивление.
Задача № 6. Общее сопротивление последовательно включенных двух ламп сопротивлением 15 Ом каждая и реостата равно 54 Ом. Определите сопротивление реостата.
Задача № 7. Два резистора сопротивлением 8 и 1 кОм соединены последовательно. Определите показание вольтметра, подключенного между точками А и С, если сила тока в цепи равна 3 мА. Что будет показывать вольтметр, подключенный между точками А и В, В и С?
Задача № 8. В цепь включены последовательно три проводника сопротивлениями: R1=5 Ом, R2=6 Ом, R3= 12 Ом. Какую силу тока показывает амперметр и каково напряжение между точками А и В, если показание вольтметра 1,2 В?
Задача № 9. Последовательно с электрической лампой включен реостат. Начертите схему цепи и определите сопротивление реостата и лампы, если напряжение на зажимах цепи 12 В. Вольтметр, подключенный к реостату, показывает 8 В. Сила тока в цепи 80 мА.
Краткая теория для решения Задачи на Последовательное соединение проводников.
Это конспект по теме «ЗАДАЧИ на Последовательное соединение проводников». Выберите дальнейшие действия:
Последовательное соединение проводников » ГДЗ (решебник) по физике 7-11 классов
1078. Нарисуйте схему последовательного соединения проводников.
1079. Можно ли включить в сеть напряжением 220 В две лампы, рассчитанные на напряжение 127 В? Если да, то каким способом это можно сделать?
Да, можно, если включить их последовательно
1080. Мотор и освещение в трамвае питаются от одной трамвайной сети напряжением 500 В. При этом лампочки в трамвае рассчитаны на напряжение 36 В. Каким способом включают лампочки в трамвайную сеть?
Последовательно
1081. Два вольтметра, рассчитанные на измерение напряжения до 150 В каждый, соединили последовательно, чтобы измерять напряжения до 220 В. Правилен ли такой способ измерения?
Правилен. Напряжение будет равно сумме показаний первого и второго вольтметра.
1082. Подключенный параллельно сопротивлению 20 Ом вольтметр показывает напряжение 30 В. Какое он покажет напряжение, если в той же цепи заменить сопротивление 20 Ом на сопротивление 6 Ом?
(Указание: если сила тока в обоих случаях одинакова, то напряжение на концах сопротивлений прямо пропорционально величине сопротивлений.)
1083. В цепь последовательно включены три сопротивления: 2 Ом, 4 Ом и б Ом. Каково эквивалентное сопротивление цепи?
1084. На рисунке 102 изображена цепь с сопротивлениями R1 = 1 Ом, R2 = 5 Ом, R3 = 4 м, R4 = 3 Ом. Каково общее сопротивление цепи?
1085. Одинаковые сопротивления, каждое из которых равно 4 Ом, соединяют последовательно (рис. 103). Определите общее сопротивление и силу тока, если напряжение на клеммах 12 В.
1086. Как с помощью магазина сопротивлений, изображенного на рисунке 104, получить сопротивления:
а) 1 Ом;
б) 5 Ом;
в) 6 Ом;
г) 7 Ом;
д) 10 Ом?
1087. Цепь образована двумя последовательно соединенными сопротивлениями R1 = 2 Ом и R2 = 4 Ом. Сила тока в цепи 0,3 А. Найдите напряжение на каждом из сопротивлений и общее напряжение.
1088. К сети напряжением 220 В последовательно подсоединены две лампы сопротивлением 220 Ом каждая. Найти силу тока в каждой лампе.
1089. На рисунке 105 изображена схема с двумя последовательно соединенными резисторами R1 = 8 кОм и R2 = 2 кОм. Сила тока в цепи равна 2 мА.
Определите показания вольтметра, подключенного к точкам:
а) А и С,
б) А и В,
в) В и С?
1090. На рисунке 106 вольтметр V1 показывает напряжение 120 В. Определите показания вольтметров V2 и V3.
1091. Вольтметр V1 показывает напряжение 16 В (рис. 107). Каковы показания амперметра и вольтметра V2?
1092. На рисунке 108 изображен участок цепи АВ с последовательно соединенными сопротивлениями В1 = 2 Ом и В2 = 23 Ом. Сопротивление вольтметра 125 Ом. Каково показание вольтметра, если напряжение между точками А и В равно 12 В?
1093. В сеть с напряжением 220 В включается елочная гирлянда с последовательно соединенными одинаковыми лампочками, каждая из которых рассчитана на напряжение 10 В. Сколько лампочек в гирлянде?
1094. Вольтметр, подключенный к источнику тока (рис. 109), показывает напряжение 5 В. Какова сила тока в цепи?
1095. Вольтметр, подключенный к батарее (см. рис. 109), показывает напряжение 40 В. Определите напряжение на всех сопротивлениях в цепи.
1096. Маленькая электрическая лампочка для елочной гирлянды рассчитана на ток в 0,3 А и имеет сопротивление 20 Ом. Сколько таких лампочек надо соединить последовательно, чтобы гирлянду можно было включить в сеть с напряжением 220 В?
1097. Вольтова дуга, требующая для горения напряжение 45 В при силе тока 20 А, включается в цепь с напряжением 110 В. Чему должно равняться сопротивление реостата, включенного последовательно в данную цепь для поглощения излишнего напряжения?
1098. Проводник АВ (рис. 110) имеет длину 1 м. На его концах напряжение 20 В. Определите напряжение между точками С и D и точками А и Е.
1099. На рисунке 111 изображена цепь с никелиновым проводом АВ длиной 10 м и сечением 1 мм2. Через провод пропущен электрический ток силой 2 А. Рассчитайте напряжение на участках AA1, АА2, АА3, АВ и постройте график зависимости напряжения от длины проводника АВ, откладывая по горизонтальной оси длину проводника, а по вертикальной — напряжение на этой длине.
1100. Магазин сопротивлений, сделанный из никелиновых проволок сечением 2 мм2 (рис. 112), рассчитан на общее сопротивление 20 Ом. Какой длины должны быть проволоки, чтобы при переводе переключателя с одного контакта на следующий сопротивление магазина увеличивалось на 2 Ом?
1101. В цепь последовательно включены два проводника из одного и того же материала сечениями S1 = 1 мм и S2 = 2 мм², длины их равны. Определите напряжение на концах каждого проводника, если на концах цепи напряжение равно 120 В.
1102. Проводник состоит из трех последовательно соединенных проволок одинаковой длины. На рисунке 113 приведен график зависимости напряжения от длины проводника. Найдите отношение сопротивлений этих проволок.
«Последовательное и параллельное соединение проводников.»
последовательное параллельное последовательное параллельное последовательное параллельное последовательное параллельное последовательное параллельное последовательное параллельное последовательное параллельное
Схема | |
Сила тока | |
Напряжение | |
сопротивление |
Схема | |
Сила тока | |
Напряжение | |
сопротивление |
Вопросы:
1· Что такое электрический ток?
2· Назовите характеристики электрического тока.
3· От чего они зависят?
Вопросы:
1· Что такое электрический ток?
2· Назовите характеристики электрического тока.
3· От чего они зависят?
1- группа задача
Два проводника соединены параллельно, сопротивление второго — 9 Ом, сила тока в подводящей цепи 0,6А. Сила тока, проходящего через первый проводник 0,2 А. Чему равно сопротивление этого участка и напряжение на его концах?
2- группа задача
Две электрические лампы включены параллельно под напряжение 127 В. Определите силу тока в каждой лампе и в подводящей цепи, если сопротивление одной лампы 600 Ом, а другой 360 Ом.
1 группа
Соберите электрическую цепь, состоящую из источника тока, ключа, двух параллельно соединенных проводников. Вспомнив, как включается в цепь амперметр, измерьте силу тока в каждом из проводников, и силу тока до разветвления. Сравните полученные значения. Сделайте вывод.
2 группа
Соберите электрическую цепь, состоящую из источника тока, ключа, двух параллельно соединенных проводников. Вспомнив, как включается в цепь вольтметр, измерьте напряжение на каждом из проводников, и напряжение на всем участке. Сравните полученные значения. Сделайте вывод
Для групп задача
Две электрические лампы включены параллельно под напряжение 220 В. Определите силу тока в каждой лампе и в подводящей цепи, если сопротивление одной лампы 1000 Ом, а другой 488 Ом.
Для групп задача
Две электрические лампы включены параллельно под напряжение 220 В. Определите силу тока в каждой лампе и в подводящей цепи, если сопротивление одной лампы 1000 Ом, а другой 488 Ом.
Тест по теме: «Последовательное и параллельное соединение проводников»
Ответы
В-1 1 в 2б 3в 4б 5б
В-2 1а 2б 3в 4б 5б
Тест по теме: «Последовательное и параллельное соединение проводников» Вариант 1
1. По какому признаку можно сразу определить, последовательно или нет, соединены потребители электрического тока?
а) По одинаковости силы тока во всех проводниках.
б) По тому, как соединены между собой все проводники.
в) По прекращению работы всей цепи при выключении какого-либо одного потребителя тока.
г) По зависимости напряжений на проводниках от их сопротивлений.
2. Чему равно общее напряжение на последовательно соединенных участках цепи?
а) U= Ul = U2 б) U= Ul + U2 в) U= Ul — U2 г) U= Ul ∙U2
3. Напряжение на полюсах источника тока 12 В. Определите сопротивление резистора, соединенного последовательно с лампой, если сила тока в цепи 0,8 А, а напряжение на лампе 4 В.
а) 15 Ом. б) 5 Ом. в) 10 Ом. г) 20 Ом.
4. Какая схема из представленных на рисунке показывает параллельное соединение электроламп?
а) №1
б) №2
в) №3
5. Каково соотношение напряжений на концах проводников, соединенных параллельно?
а) Напряжение на проводнике тем больше, чем больше его сопротивление
б) Напряжения на всех проводниках одинаковы
в) Напряжения на проводниках тем меньше, чем больше сопротивления
Тест по теме: «Последовательное и параллельное соединение проводников» Вариант 2
1. Чему равно общее сопротивление R цепи с последовательно включенными электроприборами?
а) R = R1 + R2. б) R = R1 — R2. в) R = R2 — R1. г) R = R1∙R2.
2. В электрическую цепь последовательно включены 4 электроприбора, имеющие равные сопротивления (по 10 Ом). Сила тока в одном из них 1,5 А. Каково общее напряжение в этой цепи?
а) 15 В. б) 60 В. в) 30 В. г) Решить нельзя, нет значений силы тока в других приборах.
3. Сила тока в цепи с последовательным соединением участков 0,2 А.
Напряжения на участках таковы: U1 = 14 В, U2= 16 B, U3 = 20 В. Определите общее сопротивление цепи.
а) 10 Ом. б) 100 Ом. в) 250 Ом. г) 300 Ом.
4. Какая схема из представленных на рисунке показывает параллельное соединение электроламп?
а) №1
б) №2
в) №3
5. Каково соотношение напряжений на концах проводников, соединенных параллельно?
а) Напряжение на проводнике тем больше, чем больше его сопротивление
б) Напряжения на всех проводниках одинаковы
в) Напряжения на проводниках тем меньше, чем больше сопротивления
Оценочный лист
Оценочный лист
«Изучение последовательного и параллельного соединения проводов»
Цель работы: проверить следующие законы: 1) для последовательного соединения проводников:
2) для параллельного соединения проводников:
Соберем цепь для изучения последовательного соединения резисторов. Измерим напряжение на концах рассматриваемого участка и на каждом из проводников, тогда общее напряжение будет равно сумме напряжений на каждом проводнике: U = U1 + U2, а значение резистора будет равно сумме значения каждого резистора: R = R1 + R2 и отношение будет равно
отношению
Соберем цепь для изучения параллельного соединения резисторов. Измерим силу тока в цепи. Общее значение силы тока равно сумме значения силы тока на разветвленных проводах. Величина, обратная резистору всего участка цепи, равна сумме величин, обратных резисторов проводников: . И значение отношенияравно обратному отношению резисторов
Пример вычисления:
Для заполнения таблицы используем следующие формулы: расчет погрешностей можно не производить.
3) R = R1 + R2 = 0,1 + 0,2 = 0,3 для последовательного соединения проводников.
для параллельного соединения проводников
Вывод: законы верны и доказаны в ходе эксперимента опытным путем для последовательного и параллельного соединения проводников.