Последовательное соединение проводников

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Последовательное соединение проводников»

На прошлых уроках мы с вами познакомились с электрическими цепями. Вспомним, что электрическая цепь — это совокупность устройств и элементов, предназначенных для протекания электрического тока.

Электрические цепи, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни, чаще всего состоят не из одного потребителя электрического тока, а из нескольких, которые могут соединяться между собой различными способами. Поэтому возникают следующие вопросы: каким закономерностям подчиняются цепи, содержащие несколько потребителей? И как выгодно их соединять?

Одним из видов соединения является последовательное. Мы уже знакомились с ним, когда изучали электрические цепи. Так, в простейшей из них, последовательно соединены источник тока, лампочка, ключ и амперметр.

Если внимательно посмотреть на такую цепь, то не трудно заметить, что при таком соединении конец одного проводника соединяется с началом другого, его конец — с началом третьего и так далее.

Таким образом, последовательное соединение — это такое соединение, при котором проводники (то есть потребители) имеют по одной общей точке. Так, в схеме, представленной на рисунке, для проводников R₁ и R₂, таковой является точка B, а для R₂ и R₃ — точка C.

Сравним токи в различных точках цепи. Для чего соберём цепь, состоящую из источника тока, ключа и двух лампочек. С помощью амперметра будем измерять силу тока в различных её участках: например, в точках А, В и С.

Опыт показывает, что при последовательном соединении сила тока во всех проводниках одинакова.

Действительно, при таком подключении один проводник следует за другим и, следовательно, все заряды, проходящие через первый из них, непременно проходят и через второй. Таким образом, в силу закона сохранения заряда, сила тока в каждом проводнике одинакова и равна полному току на рассматриваемом участке цепи: I₁ = I₂ = … = I.

Теперь сравним напряжение на каждом из проводников и общее напряжение цепи.

Опыт показывает, что при последовательном соединении полное напряжение в цепи, или напряжение на полюсах источника тока, равно сумме напряжений на отдельных участках цепи: U = U₁ + U₂ + ….

Эта закономерность вытекает из физического смысла напряжения. Вспомните, что оно показывает, какую работу совершает электрическое поле при перемещении в нём электрического заряда. Как известно, эта работа совершается за счёт энергии электрического поля. А энергия, которая была израсходована на всём участке цепи, равна сумме энергий, расходуемых на отдельных проводниках, которые составляют этот участок.

Теперь, пользуясь результатами наших опытов, сравним сопротивления проводников с общим сопротивлением цепи.

Таким образом, полное сопротивление группы последовательно соединённых проводников равно сумме сопротивлений отдельных проводников: R = R₁ + R₂ + ….

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, например, в ёлочной гирлянде. Вы наверняка хорошо знаете, что если гирлянда вдруг гаснет, то это значит, что одна из лампочек либо перегорела, либо у неё отошёл контакт. Это ещё раз подтверждает уже известное вам утверждение, что ток при последовательном соединении проходит через все проводники и сила тока во всех частях одна и та же. Стоит нарушить где-то контакт — и ток прекращается во всей цепи.

Однако последовательное соединение электроприборов в быту не применяется. Предлагаем вам самостоятельно подумать почему.

Пример решения задачи.

Задача. Определите показания приборов в цепи, схема которой представлена на рисунке. Сопротивления резисторов R₁ = 40 Ом, R₂ = 60 Ом.

Параллельное соединение

Число нагревателей при этом типе соединения может равняться от 2 и более единиц греющих элементов. Показатель общего сопротивления в таком случае будет равен:

R = r / 2 либо R = r / 3 либо R = r / x, где r — сопротивление одного ТЭНа.

Общая мощность будет определяться по следующей формуле:

P = 2*p либо P = 3*.p либо P = x*p, где р – мощность одного элемента нагрева

Два нагревательных элемента с параллельным подключением рассчитанных на 1000 Вт 230 В и работающих от 230В, способны генерировать 2000 Вт при 230 В с R = 26,45 Ом

Три нагревателя с параллельным соединением с показателями на 1000 Вт 230 В, работающие от 230 В, генерируют 3000 Вт при 230 В с R = 17,63 Ом и

Объяснение закона Ома в классической теории

Формула закона, известная всем со школьных лет, выглядит так:

Из нее легко выводятся формулы для определения UU:

и для определения RR:

Единицами измерения силы тока являются амперы, напряжения — вольты, сопротивление измеряется в омах.

Данный закон верен для линейного участка цепи, на котором зафиксировано стабильное сопротивление.

Параллельное подключение – параллельная цепь

При параллельном подключении, к каждому потребителю прикладывается одинаковое напряжение, а вот ток через каждый из потребителей, в случае, если их сопротивление отличается – будет отличаться.

Закон Ома для параллельной цепи, состоящей из трех потребителей, будет иметь вид:

При параллельном соединении общее сопротивление цепи всегда будет меньше значения самого маленького отдельного сопротивления. Или еще говорят, что «сопротивление будет меньше наименьшего».

Общее сопротивление цепи, состоящей из двух потребителей, при параллельном соединении:

Общее сопротивление цепи, состоящей из трех потребителей, при параллельном соединении:

Для большего числа потребителей расчет производится исходя из того, что при параллельном соединении проводимость (величина обратная сопротивлению) рассчитывается как сумма проводимостей каждого потребителя.

Закон Ома для переменного и постоянного тока

Для цепи постоянного тока правильными будут уже озвученные нами взаимосвязи основных параметров электроцепи:

При подключении к электроцепи источника переменного тока, сила электротока в цепи будет определяться по формуле:

где (Z) — полное сопротивление или импеданс, который состоит из активной ((R)) и реактивных составляющих ( (X_C) — сопротивление емкости и (X_L) — сопротивление индуктивности).

Реактивное сопротивление цепи зависит:

• от значений реактивных элементов,
• от частоты электротока;
• от формы тока в цепи.

Через каждый резистор течет ток, сила которого обратно пропорциональна сопротивлению резистора. Для того чтобы узнать какой ток течет через определенный резистор, можно воспользоваться законом Ома:

Смешанным соединением называют участок цепи, где часть резисторов соединяются между собой последовательно, а часть параллельно. В свою очередь, смешанное соединение бывает последовательного и параллельного типов.

Параллельное и последовательное подключения в сравнении

Для последовательного включения потребителей характерны такие признаки:

• при смене величины сопротивления одного из потребителей, напряжение на остальных меняется;
• при поломке одного из потребителей, все остальные остаются обесточены.

Из-за вышеперечисленных признаков последовательное соединение практически применяется крайне редко, и обычно его используют, когда напряжение сети выше номинального напряжения потребителей.

Не нашли нужную информацию?

Закажите подходящий материал на нашем сервисе. Разместите задание – система его автоматически разошлет в течение 59 секунд. Выберите подходящего эксперта, и он избавит вас от хлопот с учёбой.

Гарантия низких цен

Все работы выполняются без посредников, поэтому цены вас приятно удивят.

Доработки и консультации включены в стоимость

В рамках задания они бесплатны и выполняются в оговоренные сроки.

Вернем деньги за невыполненное задание

Если эксперт не справился – гарантируем 100% возврат средств.

Тех.поддержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры работают в выходные и праздники, чтобы оперативно отвечать на ваши вопросы.

Тысячи проверенных экспертов

Мы отбираем только надёжных исполнителей – профессионалов в своей области. Все они имеют высшее образование с оценками в дипломе «хорошо» и «отлично».

Гарантия возврата денег

Эксперт получил деньги, а работу не выполнил?
Только не у нас!

Деньги хранятся на вашем балансе во время работы над заданием и гарантийного срока

Гарантия возврата денег

В случае, если что-то пойдет не так, мы гарантируем возврат полной уплаченой суммы