Параллельное соединение проводников это

Проводники в электрических цепях могут соединяться как последовательным, так и параллельным способами.

Данный результат применим для любого количества последовательно соединенных проводников.

Параллельное соединение проводников

Полученный вывод может быть применим для любого количества включенных параллельно проводников.

Формулы для последовательного и параллельного соединений проводников дают возможность во многих случаях рассчитывать сопротивление сложной цепи, которая состоит из многих резисторов. На рис. 1 . 9 . 3 проиллюстрирована подобная сложная цепь и указана последовательность необходимых для расчета вычислений.

Рисунок 1 . 9 . 3 . Расчет сопротивления сложной цепи. Сопротивления всех проводников указаны в омах ( О м ).

Стоит акцентировать внимание на том факте, что далеко не каждая сложная цепь, состоящая из проводников с разными сопротивлениями, может быть рассчитана с использованием формул для последовательного и параллельного соединений. На рис. 1 . 9 . 4 изображена электрическая цепь, которую рассчитать данным методом не получится.

Рисунок 1 . 9 . 4 . Пример электрической цепи, не сводящейся к комбинации последовательно и параллельно соединенных проводников.

Аналогичные иллюстрированной на рисунке 1 . 9 . 4 цепи, так же, как и цепи с разветвлениями, содержащие более одного источника, можно рассчитать, используя правила Кирхгофа.

Последовательное и параллельное соединение проводников

Проводники в электрических цепях могут соединяться как последовательным, так и параллельным способами.

Данный результат применим для любого количества последовательно соединенных проводников.

Параллельное соединение проводников

Полученный вывод может быть применим для любого количества включенных параллельно проводников.

Формулы для последовательного и параллельного соединений проводников дают возможность во многих случаях рассчитывать сопротивление сложной цепи, которая состоит из многих резисторов. На рис. 1 . 9 . 3 проиллюстрирована подобная сложная цепь и указана последовательность необходимых для расчета вычислений.

Рисунок 1 . 9 . 3 . Расчет сопротивления сложной цепи. Сопротивления всех проводников указаны в омах ( О м ).

Стоит акцентировать внимание на том факте, что далеко не каждая сложная цепь, состоящая из проводников с разными сопротивлениями, может быть рассчитана с использованием формул для последовательного и параллельного соединений. На рис. 1 . 9 . 4 изображена электрическая цепь, которую рассчитать данным методом не получится.

Рисунок 1 . 9 . 4 . Пример электрической цепи, не сводящейся к комбинации последовательно и параллельно соединенных проводников.

Аналогичные иллюстрированной на рисунке 1 . 9 . 4 цепи, так же, как и цепи с разветвлениями, содержащие более одного источника, можно рассчитать, используя правила Кирхгофа.

Физика 8 класс (Урок№20 — Последовательное и параллельное соединение проводников.)

Параллельное соединение

Если взять два резистора R1 и R2 и соединить их так, что начала (левые концы) соединятся в одной точке, а правые концы соединятся в другой точке, то это и будет параллельное соединение.

Элементы цепи (резисторы) соединяются между собой проводниками, сопротивление которых обычно мало, и им можно пренебречь. Когда требуются более точные расчеты для больших и сложных схем, то учет этих сопротивлений необходим.

После подключения к левому и правому концу источника напряжения U, в цепи потечет ток. Поскольку R1 и R2 могут отличаться друг от друга, то и значения токов I1 и I2 через них тоже будут разные. Зная напряжение U, которое подано на оба резистора, и используя формулу закона Ома, можно рассчитать токи I1 и I2 :

Общий ток I в цепи является суммой токов I1 и I2:

Тогда, используя выражения для токов I1 и I2, получим следующую формулу:

Сокращая обе части последнего уравнения на U, получим следующее выражение для обратной величины общего сопротивления R:

Используя последнюю формулу и правило сложения дробей, получим выражение для расчета сопротивления цепи, состоящей из двух резисторов:

Если параллельно соединить два одинаковых резистора (R1=R2) то пользуясь последней формулой получим, что общее сопротивление цепи будет вдвое меньше величины отдельного сопротивления.

Параллельное соединение большого числа резисторов

Если параллельно соединить N резисторов — R1,R2… RN, то, пользуясь вышеприведенными формулами и соображениями, можно получить выражение для обратной величины общего сопротивления такой цепи:

Рассмотрим частный случай, когда все N резисторов одинаковы и равны R0. Тогда общее сопротивление цепи равно:

Таким образом, можно сформулировать общее правило: при параллельном соединении проводников величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлений параллельно включенных проводников.

Смешанное соединение проводников

Зачастую реальные электрические схемы оказываются сложнее, поэтому используют различные комбинации последовательного и параллельного способов соединения. Такой способ соединения называется смешанным. Смешанное соединение проводников предполагает использование последовательного и параллельного способов соединения в одной цепи.

Алгоритм решения задач со смешанным соединением проводников:

  1. Прочитать условие задачи, начертить схему электрической цепи, при необходимости пронумеровать проводники.
  2. Проанализировать схему, т. е. найти участки, где используется только последовательное или только параллельное соединение проводников. Определить сопротивление на этих участках.
  3. Выяснить вид соединения участков между собой. Найти общее сопротивление всей цепи.
  4. С помощью закона Ома и законов последовательного и параллельного соединения проводников найти распределения токов и напряжений в цепи.

Пример решения задачи

Решение задачи на смешанное соединение проводников

На рисунке показана схема электрической цепи. Сопротивления резисторов одинаковы и равны 12 Ом. Напряжение источника — 100 В. Какова сила тока, протекающего через резистор R4?

Решение.

  1. Проанализируем данную схему. Резисторы R2 и R3 соединены между собой последовательно, а с резистором R4 — параллельно. Весь этот участок соединен последовательно с источником тока и резистором R1.
  2. Определим сопротивление последовательно соединенных резисторов R2 и R3: R23 = R2 + R3 = 12 + 12 = 24 Ом.
  3. Найдем общее сопротивление резистора R4 и участка 2–3, соединенных параллельно: R234 = (R23 · R4) / (R23 + R4) = (24 · 12) / (24 + 12) = 8 Ом.
  4. Определим общее сопротивление всей цепи как сумму включенных последовательно резистора R1 и участка 2–3–4: Rэкв = R1 + R234 = 12 + 8 = 20 Ом.
  5. По закону Ома найдем силу тока в неразветвленной части цепи: I = U / Rэкв = 200 / 20 = 5 А.
  6. По закону Ома определим напряжение на участке, состоящем из резисторов R2, R3, R4: Uэкв1 = I · R234 = 5 · 8 = 40 В.
  7. Поскольку при параллельном соединении напряжение одинаково, то напряжение на резисторе R4 также равно 40 В. По закону Ома найдем силу тока, протекающего через резистор R4: I4 = Uэкв1 / R4 = 40 / 12 ≈ 3,3 А.

Ответ: через резистор R4 протекает ток силой приблизительно 3,3 А.

Мы разобрали довольно много формул последовательного и параллельного подключения проводников. А запомнить их можно с помощью вот таких схем:

Последовательное соединение проводников: шпаргалка

Параллельное соединение проводников: шпаргалка

Онлайн-курсы физики в Skysmart не менее увлекательны, чем наши статьи. На уроках вы научитесь составлять самые разнообразные электрические цепи и решать задачи с ними, а также узнаете об их применении в жизни. Ждем вас!

Параллельное соединение

Соединение проводников параллельно - схема

При данном типе соединения проводников они подключены параллельно друг к другу, то есть одни концы объединены в одну точку, другие концы – в другую точку. В этом случае каждый резистор цепи будет иметь одинаковое напряжение, но через них будет протекать свой ток.

Особенности параллельного соединения:

  1. Включение и/или отключение одного элемента электрической цепи не влияет на работу остальных.
  2. Все компоненты работают при одном напряжении.

Его используют во всех случаях и подключениях, когда необходимо организовать независимую работу устройств.

Например, так устанавливаются розетки в домах и квартирах. То есть можно включать и выключать приборы независимо от работы других, при поломке или выходе из строя одного элемента параллельной цепи это не скажется на функционировании прочих.

Комбинированное соединение

Соединение проводников смешанное - схема

Часто реальные электрические схемы получаются сложнее, поэтому можно встретить ситуации, когда используют разные комбинации. Такие цепи состоят не только из отдельных резисторов, но и имеют сложную конструкцию.

Смешанное или комбинированное соединение предполагает использование двух указанных выше способов: параллельное и последовательное соединение разных проводников в рамках одной электрической цепи.

В таком случае осуществляется расчет показателей сопротивления на отдельных участках с разным типом соединения. Одним из методов вычисления считается шаговый.

Он удобен, если схема состоит из повторяющихся резисторов. Шаговый метод исчисления основан на том, что результат первого шага будет использован во втором, результат второго – в третьем и т.д. Количество шагов зависит от числа одинаковых структурных компонентов цепи.

Данный тип присоединения резисторов обладает как положительными, так и отрицательными качествами последовательного и параллельного соединения.

Параллельное соединение проводников

Параллельное соединение проводников выглядит вот так.

параллельное соединение проводников

Ну что, думаю, начнем с сопротивления.

Сопротивление при параллельном соединении проводников

Давайте пометим клеммы как А и В

В этом случае общее сопротивление RAB будет находиться по формуле

Если же мы имеем только два параллельно соединенных проводника

параллельное соединение двух резисторов

То в этом случае можно упростить длинную неудобную формулу и она примет вид такой вид.

сопротивление двух резисторов, включенных параллельно формула

Напряжение при параллельном соединении проводников

Здесь, думаю ничего гадать не надо. Так как все проводники соединяются параллельно, то и напряжение у всех будет одинаково.

резисторы в параллель

Получается, что напряжение на R1 будет такое же как и на R2, как и на R3, так и на Rn

напряжение при параллельном соединении проводников

Сила тока при параллельном соединении проводников

Если с напряжением все понятно, то с силой тока могут быть небольшие затруднения. Как вы помните, при последовательном соединении сила тока через каждый проводник была одинакова. Здесь же совсем наоборот. Через каждый проводник будет течь своя сила тока. Как же ее вычислить? Придется опять прибегать к Закону Ома.

Чтобы опять же было нам проще, давайте рассмотрим все это дело на реальном примере. На рисунке ниже видим параллельное соединение трех резисторов, подключенных к источнику питания U.

делитель тока

Как мы уже знаем, на каждом резисторе одно и то же напряжение U. Но будет ли сила тока такая же, как и во всей цепи? Нет. Поэтому для каждого резистора мы должны вычислить свою силу тока по закону Ома I=U/R. В результате получаем, что

Если бы у нас еще были резисторы, соединенные параллельно, то для них

В этом случае, сила тока в цепи будет равна:

формула делителя тока

Задача

Вычислить силу тока через каждый резистор и силу тока в цепи, если известно напряжение источника питания и номиналы резисторов.

задача на делитель тока

Решение

Воспользуемся формулами, которые приводили выше.

Если бы у нас еще были резисторы, соединенные параллельно, то для них

Далее, воспользуемся формулой

формула делителя тока

чтобы найти силу тока, которая течет в цепи

2-ой способ найти I

Чтобы найти Rобщее мы должны воспользоваться формулой

Последовательное и параллельное соединение

Чтобы не париться с вычислениями, есть онлайн калькуляторы. Вот один из них — «калькулятор резисторов«. Я за вас уже все вычислил. Параллельное соединение 3-ех резисторов номиналом в 2, 5, и 10 Ом равняется 1,25 Ом, то есть Rобщее = 1,25 Ом.

I=U/Rобщее = 10/1,25=8 Ампер.

Параллельное соединение резисторов в электронике также называется делителем тока, так как резисторы делят ток между собой.

Ну а вот вам бонусом объяснение, что такое последовательное и параллельное соединение проводников от лучшего преподавателя России.

Подробное объяснение на видео:

Прикольный набор радиолюбителя по ссылке

Похожие статьи по теме «последовательное и параллельное соединение»

Напряжение при параллельном и последовательном соединении проводников

Когда речь идёт о соединении проводников, существует два основных способа их соединения: параллельное и последовательное. Эти соединения обладают различными свойствами и влияют на напряжение и сопротивление в электрической цепи разными способами.

Параллельное соединение проводников

Параллельное соединение проводников подразумевает, что они соединены так, что электрический ток имеет возможность течь по нескольким путям одновременно. В таком случае, напряжение во всех параллельно соединенных ветвях одинаково и равно источнику напряжения.

Особенности параллельного соединения:

  • Напряжение в каждой ветви равно напряжению источника.
  • Суммарное сопротивление уменьшается с добавлением ветвей.
  • Потеря напряжения в одной ветви не влияет на другие ветви.

Последовательное соединение проводников

Последовательное соединение означает, что проводники соединены друг за другом так, что ток имеет только один путь, по которому он может течь. В этом случае, напряжение разделяется между соединенными последовательно элементами в соответствии с их сопротивлениями.

Особенности последовательного соединения:

  • Напряжение разделяется между элементами в зависимости от их сопротивления.
  • Суммарное сопротивление увеличивается с добавлением элементов.
  • Потеря напряжения в одном элементе влияет на всю цепь.

Примеры решения задач по физике

Давайте рассмотрим пример задачи по параллельному и последовательному соединению проводников в физике.

Пример 1: Последовательное соединение

Задача: В цепи последовательно соединены резисторы R1 = 4 Ом, R2 = 6 Ом и R3 = 8 Ом. Напряжение на источнике U = 24 В. Найдите силу тока в цепи и напряжение на каждом резисторе.

Решение: Общее сопротивление в цепи: Rобщ​=R1​+R2​+R3​=4Ом+6Ом+8Ом=18Ом.

Сила тока в цепи по закону Ома: I=U/Rобщ​​=24В/18Ом​=1.33А.

Напряжение на каждом резисторе:

Последовательное и параллельное соединение проводников являются фундаментальными концепциями в электротехнике, каждое со своими особенностями и применениями. Последовательное соединение характеризуется одинаковым током через все элементы, в то время как параллельное соединение обеспечивает одинаковое напряжение. Выбор между этими двумя типами соединений зависит от конкретных требований к системе и может значительно влиять на эффективность и надежность всей схемы. Овладение пониманием этих основных принципов является ключом к разработке и анализу сложных электрических систем и схем.

Оцените статью
TutShema
Добавить комментарий