👀 26 |

Последовательное и параллельное соединение

теория по физике 🧲 постоянный ток

Определение

Проводники и другие элементы цепи могут соединяться как параллельно, так и последовательно.

Последовательное соединение — соединение, при котором конец первого проводника соединяется с началом второго. Параллельное соединение — соединение, при котором начало первого проводника соединяется с началом другого, а конец первого — с концом второго.

От способа соединения элементов зависит сила тока, напряжение и сопротивление отдельных участков цепи и всей цепи в целом. Эту зависимость отобразим в таблице на примере двух резисторов сопротивлениями R1 и R2.

Зависимость силы тока, напряжения и сопротивления от способа соединения

Способ соединения резисторовПоследовательноеПараллельное
Схема
Полная сила тока

I=I1=I2

I=I1+I2

Полное напряжение

U=U1+U2

U=U1=U2

Полное сопротивление

R=R1+R2

1R..=1R1..+1R2..

Полное сопротивление с n одинаковыми резисторами

R=nR0

R=R0n..

Пример №1. Чему равно сопротивление участка цепи, изображенного на рисунке?

Участок цепи представляет собой последовательно соединенный резистор R1 = 2 Ом с параллельным участком, состоящим из двух резисторов R2 = 6 Ом и R3 = 3 Ом.

Сначала найдем сопротивление параллельно соединенных резисторов:

1R23..=1R2..+1R3..

R23=R2R3R2+R3..=6·36+3..=2 (Ом)

Теперь нужно сложить это сопротивление с сопротивлением последовательно соединенного с ним первого резистора:

R=R1+R23=2+2=4 (Ом)

Алгоритм решения задач на расчет силы тока

Приведем алгоритм решения задач на расчет силы тока на примере конкретной задачи:

Через участок цепи (см. рисунок) течет постоянный ток I. Какую силу тока показывает амперметр? Сопротивлением амперметра пренебречь.

ШагиДействия
1. Определите полное сопротивление параллельного участка цепи.

1Rпар..=1r..+1nr..=n+1nr..

2. Найдите напряжение на параллельном участке цепи.

Uпар=Uверх+Uниж

3. Вычислите силу тока на верхнем участке параллельного соединения.

Iверх=Uпарr..

4. Определите силу тока на нижнем участке параллельного соединения.

Iниж=Uпарnr..

5. Определите общую силу тока для параллельного участка цепи

Iпар=Iверх+Iниж

6. Определите общую силу тока для полного участка цепи.

I=Iпар

Пример №2. Через участок цепи (см. рисунок) течет постоянный ток I = 4 А. Какую силу тока показывает амперметр? Сопротивлением амперметра пренебречь.

Так как первый резистор соединен с параллельным участком цепи последовательно, то сила тока параллельного участка тоже равна 4 А.

Iпар=I

Сила тока параллельного участка цепи равна сумме верхней и нижней силы тока:

Iпар=Iверх+Iниж

Так как это параллельный участок, верхнее и нижнее напряжения равны:

Uпар=Uверх+Uниж

Амперметр расположен в верхнем участке параллельного соединения. Следовательно, сила тока этого участка равна отношению напряжения параллельного участка цепи к суммарному сопротивлению верхней части параллельного участка:

Iверх=UпарR+R..=Uпар2R..

Если бы амперметр находился внизу, то он показал бы:

Iниж=UпарR+R+R..=Uпар3R..

Отсюда:

Uпар2R..+Uпар3R..=4

5Uпар6R..=4

Uпар=24R5..

Iверх=Uпар2R..=24R5.. 12R..=125..=2,4 (А)


Алиса Никитина | 📄 Скачать PDF |

Добавить комментарий



Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *