Параллельное соединение проводников

Соединение проводников
Если нам надо, чтобы электроприбор работал, мы должны подключить его к источнику тока.
При этом ток должен проходить через прибор и возвращаться вновь к источнику, то есть
цепь должна быть замкнутой.
Но подключение каждого прибора к отдельному источнику осуществимо, в основном, в
лабораторных условиях. В жизни же приходится иметь дело с ограниченным количеством
источников и довольно большим количеством потребителей тока. Поэтому создают системы
соединений, позволяющие нагрузить один источник большим количеством
потребителей. Системы при этом могут быть сколь угодно сложными и разветвленными, но
в их основе лежит всего два вида соединения: последовательное и параллельное соединение
проводников. Каждый вид имеет свои особенности, плюсы и минусы. Рассмотрим их оба.
Последовательное соединение проводников
Последовательное соединение проводников – это включение в электрическую
цепь нескольких приборов последовательно, друг за другом. Электроприборы в данном
случае можно сравнить с людьми в хороводе, а их руки, держащие друг друга – это провода,
соединяющие приборы. Источник тока в данном случае будет одним из участников
хоровода.
Напряжение всей цепи при последовательном соединении будет равно сумме напряжений на
каждом включенном в цепь элементе. Сила тока в цепи будет одинакова в любой точке. А
сумма сопротивлений всех элементов составит общее сопротивление всей цепи. Поэтому
последовательное сопротивление можно выразить на бумаге следующим образом:
I=I_1=I_2=⋯=I_n ;
U=U_1+U_2+⋯+U_n ;
R=R_1+R_2+⋯+R_n ,
где I - сила тока, U- напряжение, R – сопротивление, 1,2,…,n – номера элементов,
включенных в цепь.
Плюсом последовательного соединения является простота сборки, а минусом – то, что если
один элемент выйдет из строя, то ток пропадет во всей цепи. В такой ситуации
неработающий элемент будет подобен ключу в выключенном положении. Пример из жизни
неудобства такого соединения наверняка припомнят все люди постарше, которые украшали
елки гирляндами из лампочек.
Если в такой гирлянде выходила из строя хотя бы одна лампочка, приходилось перебирать
их все, пока не найдешь ту самую, перегоревшую. В современных гирляндах эта проблема
решена. В них используют специальные диодные лампочки, в которых при перегорании
сплавляются вместе контакты, и ток продолжает беспрепятственно проходить дальше.
Параллельное соединение проводников
При параллельном соединении проводников все элементы цепи подключаются к одной и той
же паре точек, можно назвать их А и В. К этой же паре точек подключают источник тока. То
есть получается, что все элементы подключены к одинаковому напряжению между А и В. В
то же время ток как бы разделяется на все нагрузки в зависимости от сопротивления каждой
из них.
Параллельное соединение можно сравнить с течением реки, на пути которой возникла
небольшая возвышенность. Вода в таком случае огибает возвышенность с двух сторон, а
потом вновь сливается в один поток. Получается островок посреди реки. Так вот
параллельное соединение – это два отдельных русла вокруг острова. А точки А и В – это
места, где разъединяется и вновь соединяется общее русло реки.
Напряжение тока в каждой отдельной ветви будет равно общему напряжению в цепи. Общий
ток цепи будет складываться из токов всех отдельных ветвей. А вот общее сопротивление
цепи при параллельном соединении будет меньше сопротивления тока на каждой из ветвей.
Это происходит потому, что общее сечение проводника между точками А и В как бы
увеличивается за счет увеличения числа параллельно подключенных нагрузок. Поэтому
общее сопротивление уменьшается. Параллельное соединение описывается следующими
соотношениями:
U=U_1=U_2=⋯=U_n ;
I=I_1+I_2+⋯+I_n ;
1/R=1/R_1 +1/R_2 +⋯+1/R_n ,
где I - сила тока, U- напряжение, R – сопротивление, 1,2,…,n – номера элементов,
включенных в цепь.
Огромным плюсом параллельного соединения является то, что при выключении одного из
элементов, цепь продолжает функционировать дальше. Все остальные элементы продолжают
работать. Минусом является то, что все приборы должны быть рассчитаны на одно и то же
напряжение. Именно параллельным образом устанавливают розетки сети 220 Вв квартирах.
Такое подключение позволяет включать различные приборы в сеть совершенно независимо
друг от друга, и при выходе их строя одного из них, это не влияет на работу остальных.
Контрольная работа
Часть А
А1. На рисунке изображены три пары легких шариков,
подвешенных на шелковых нитях. Разноименные заряды имеет
пара
1) 1
2) 2
3) 3
4) все три пары
А2. В ядре атома углерода 12 частиц. Вокруг ядра движется 6 электронов. Число
нейтронов в ядре равно
1) 6
2) 12
3) 18
4) 24
A3. В твердых, жидких и газообразных проводниках всегда наблюдается
1) магнитное действие тока
2) тепловое действие тока
3) химическое действие тока
4) 1, 2 и 3
А4. Амперметр наиболее точно измеряет силу тока на проводнике R в цепи
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
А5. На рисунке приведены графики зависимости силы тока I в
металлическом проводнике от напряжения U Электрическое сопротивление
наибольшее у проводника
1) 1
2) 2
3)3
4) у всех трех проводников сопротивления одинаковы
А6. Когда к проводнику приложили напряжение
3 А. Если приложить напряжение 120 В, он покажет
1) 1 А
2) 3 А
3) 6 А
40
В,
амперметр
показал
4) 9 А
А7. По результатам исследования зависимости силы тока I в
электрической лампе от напряжения U построен график. Закон Ома
выполняется до значения силы тока
1) 0,5 А
2) 1 А 3) 1,5 А
4) 2 А
A8. На рисунке приведены схемы электрических
Параллельное соединение изображено на рисунке
1) 1
2) 2
3) 3
цепей.
4) 4
А9. Сопротивление каждого резистора равно 4 Ом. Сопротивлением 6 Ом обладает цепь
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
А10. Если уменьшить число лампочек, то мощность, потребляемая елочной гирляндой …
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
4) может увеличиться, может уменьшиться в зависимости от внешних условий
А11. Из 4 одинаковых ламп ярче других горит лампа …
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
А12. Два резистора с сопротивлениями 3 Ом и 6 Ом включены последовательно. Работа
электрического тока за одинаковое время
1) на первом резисторе больше в 4 раза
2) на первом резисторе больше в 2 раза
3) на втором резисторе больше в 4 раза
4) на втором резисторе больше в 2 раза
А13. Если длину спирали электроплиты уменьшить в 2 раза, то количество теплоты,
выделяемое спиралью за то же время …
1) увеличится в 2 раза
2) увеличится в 4 раза
3) уменьшится в 2 раза
4) уменьшится в 4 раза