Електричні ланцюги

Від джерела струму енергія може бути передана по проводах до пристроїв, що споживають енергію: електричній лампі, радіоприймача та ін. Для цього складають електричні ланцюги різної складності.

До найбільш простим і часто зустрічається з’єднанням провідників відносяться послідовне і паралельне з’єднання.

Послідовне з’єднання провідників. При послідовному з’єднанні електричний ланцюг не має розгалужень. Усі провідники включають в ланцюг по черзі один за одним. На малюнку (15.5, а) показано послідовне з’єднання двох провідників 1 і 2, що мають опору R1 і R2. Це можуть бути дві лампи, дві обмотки електродвигуна і ін.

Важливо
Сила струму в обох провідниках однакова, т. Е.

I1 = I2 = I. (15.5)

У провідниках електричний заряд у разі постійного струму не накопичується, і через будь-який поперечний переріз провідника за певний час проходить один і той же заряд.

Визначте відношення напруги на всьому провіднику довжиною l до напруги на ділянці цього провідника довжиною l / 4.

Напруга на кінцях розглянутого ділянки ланцюга складається з напруг на першому і другому провідниках:

U = U1 + U2.

Послідовне з’єднання провідників
Застосовуючи закон Ома для всієї ділянки в цілому і для ділянок з опорами провідників R1 і R2, можна довести, що повний опір всієї ділянки ланцюга при послідовному з’єднанні одно:

R = R1 + R2. (15.6)

Це правило можна застосувати для будь-якого числа послідовно з’єднаних провідників.

У освітлювальної мережі зазвичай підтримується напругу 220 В. На цю напругу розраховані прилади, що споживають електричну енергію. Тому паралельне з’єднання – найпоширеніший спосіб з’єднання різних споживачів. У цьому випадку вихід з ладу одного приладу не відображається на роботі інших, тоді як при послідовному з’єднанні вихід з ладу одного приладу розмикає ланцюг. Застосовуючи закон Ома для всієї ділянки в цілому і для ділянок провідників опорами R1 і R2, можна довести, що величина, зворотна повного опору ділянки ab, дорівнює сумі величин, зворотних опорам окремих провідників.

Важливо
Звернемо увагу на те, що якщо в якійсь із ділянок ланцюга, по якій йде постійний струм, паралельно до одного з резисторів підключити конденсатор, то струм через конденсатор не йтиме, ланцюг на ділянці з конденсатором буде розімкнути. Однак між обкладинками конденсатора буде напруга, рівна напрузі на резисторі, і на обкладках накопичиться заряд q = CU.

Питання до параграфу

1. Чому лампи в квартирі з’єднують паралельно, а лампочки в ялинкових гірляндах – послідовно?

2. Опір кожного провідника дорівнює 1 Ом. Чому дорівнює опір двох таких провідників, з’єднаних: 1) послідовно; 2) паралельно?

Посилання на основну публікацію