Din sursa curentului, energia poate fi transmisă prin cabluri către dispozitivele care consumă energie: o lampă electrică, un receptor radio etc. Pentru a face acest lucru, sunt realizate circuite electrice de complexitate variată.
Circuitul electric constă, de obicei, dintr-o sursă de energie, dispozitive care consumă energie electrică, conectă cabluri și comutatoare pentru închiderea circuitului. Adesea, în circuitul electric includeți dispozitive care monitorizează rezistența curentului și a tensiunii în diferite părți ale circuitului, - ampermetre și voltmetre.
Cele mai simple și mai frecvente conexiuni ale conductorilor sunt conexiunile în serie și paralele.
Conectarea secvențială a conductorilor. Cu o conexiune de serie, circuitul electric nu are ramuri. Toate conductorii sunt conectați într-un lanț alternativ unul după altul. Figura 15.4 prezintă conexiunea serială a două conductori 1 și 2, având rezistențe R1 și R2. Pot fi două lămpi, două înfășurări ale motorului electric etc.
Puterea curentului în ambele conductori este aceeași, adică,
deoarece în conductori încărcarea electrică în cazul curentului direct nu se acumulează și prin aceeași secțiune transversală a conductorului trece aceeași sarcină într-un anumit timp.
Tensiunea la capetele segmentului de circuit considerat constă în tensiunile de pe primul și al doilea conductor:
Trebuie să sperăm că, odată cu dovada acestei relații simple, vă veți descurca.
Aplicând legea lui Ohm pentru întreg intregul complot și pentru secțiunile cu rezistențe ale conductorilor R1 și R2. se poate demonstra că impedanța întregii secțiuni a circuitului cu o conexiune serială este:
Această regulă poate fi aplicată oricărui număr de conductori conectați în serie.
Tensiunile pe conductori și rezistența acestora într-o conexiune de serie sunt legate de relația
Dovediți această egalitate.
Conectarea paralelă a conductorilor. Figura 15.5 prezintă conexiunea paralelă a doi conductori 1 și 2 prin rezistențele R1 și R2.
În acest caz, curentul electric I este ramificat în două părți. Curentul din primul și al doilea conductor va fi notat cu I1 și I2. Deoarece în punctul a - branșarea conductorilor (un astfel de punct se numește un nod) - sarcina electrică nu se acumulează, atunci sarcina care ajunge pe unitatea de timp în nod este egală cu sarcina care părăsește nodul în același timp. Prin urmare,
Tensiunea U la capetele conductorilor conectați în paralel este aceeași, deoarece acestea sunt conectate la aceleași puncte ale circuitului.
În rețeaua de iluminat, tensiunea este de obicei menținută la 220 V. Această tensiune este utilizată pentru a calcula dispozitivele care consumă energie electrică. Prin urmare, conexiunea paralelă este cea mai obișnuită metodă de a conecta diverși consumatori. În acest caz, defectarea unui dispozitiv nu afectează funcționarea celorlalte, în timp ce o conexiune serială, defectarea unui dispozitiv deschide circuitul.
Aplicând legea lui Ohm pentru întregul intreg complot și pentru secțiunile prin rezistențele conductorilor R1 și R2. se poate demonstra că reciprocitatea impedanței secțiunii ab. este egală cu suma rezistențelor reciproce ale conductorilor individuali:
Rezultă că
Tensiunile la conductorii conectați paralel sunt:
Prin urmare,
Luați în considerare lantul de rezistențe R-2R. numită matricea (figura 15.6).
Pe ultima legătură (dreapta) a matricei, tensiunea este împărțită în jumătate din cauza rezistenței egale, pe legătura precedentă tensiunea este împărțită și în jumătate, deoarece este distribuită între rezistor R și două rezistoare rezistente paralele 2R. etc. Această idee - diviziunea de tensiune - subliniază transformarea unui cod binar într-o tensiune constantă. care este necesar pentru funcționarea calculatoarelor.
Conductorii diferiți din circuit sunt conectați între ei în serie sau în paralel. În primul caz, curentul este același în toate conductorii, iar în al doilea caz, tensiunea pe conductori este aceeași. Cel mai adesea, diferiți consumatori de curent sunt conectați în paralel la rețeaua de iluminat.
.
1. De ce sunt conectate lămpile din apartament în paralel, iar becurile din ghirlandele de pom de Crăciun sunt coerente?
2. Rezistența fiecărui conductor este de 1 ohm. Care este rezistența a doi astfel de conductori conectați: 1) în serie; 2) în paralel?
G.Ya.Myakishev, B.Buhovtsev, N.N.Sotsky, Fizica clasei a 10-a
Dacă aveți corecții sau sugestii pentru această lecție, scrieți-ne.
Dacă doriți să vedeți alte ajustări și dorințe pentru lecții, consultați aici - Forumul educațional.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: