1. Послідовне з'єднання провідників
2. Для послідовного з'єднання провідників справедливі закони:
3. Паралельне з'єднання провідників
4. Для паралельного з'єднання провідників справедливі закони:
5. Змішане з'єднання провідників

У попередньому конспекті «Електричний опір» був встановлено, що сила струму в провіднику залежить від напруги на його кінцях. Якщо в досвіді міняти провідники, залишаючи напруга на них незмінним, то можна показати, що при постійній напрузі на кінцях провідника сила струму обернено пропорційна його опору. Об'єднавши залежність сили струму від напруги і його залежність від опору провідника, можна записати: I = U / R. Цей закон, встановлений експериментально, називається закон Ома (для ділянки кола).

Закон Ома для ділянки кола: сила струму в провіднику прямо пропорційна додається до його кінців напрузі і обернено пропорційна опору провідника. Перш за все закон завжди вірний для твердих і рідких металевих провідників. А також для деяких інших речовин (як правило, твердих або рідких).

Споживачі електричної енергії (лампочки, резистори та ін.) Можуть по-різному з'єднуватися один з одним в електричному ланцюзі. Д ва основних типи з'єднання провідників: послідовне і паралельне. А також є ще два з'єднання, які є рідкісними: змішане й мостове.

Послідовне з'єднання провідників

При послідовному з'єднанні провідників кінець одного провідника з'єднається з початком іншого провідника, а його кінець - з початком третього і т.д. Наприклад, з'єднання електричних лампочок в ялинкової гірлянді. При послідовному з'єднанні провідників струм проходить через все лампочки. При цьому через поперечний переріз кожного провідника в одиницю часу проходить однаковий заряд. Тобто заряд не накопичується ні в якій частині провідника.

Тому при послідовному з'єднанні провідників сила струму в будь-якій ділянці ланцюга однакова: I1 = I2 = I.

Загальний опір послідовно з'єднаних провідників дорівнює сумі їх опорів: R1 + R2 = R. Тому що при послідовному з'єднанні провідників їх загальна довжина збільшується. Вона більше, ніж довжина кожного окремого провідника, відповідно збільшується і опір провідників.

Згідно із законом Ома напруга на кожному провіднику одно: U1 = I * R1, U2 = I * R2. У такому випадку загальна напруга дорівнює U = I (R1 + R2). Оскільки сила струму в усіх провідниках однакова, а загальний опір дорівнює сумі опорів провідників, то повне напруга на послідовно з'єднаних провідниках дорівнює сумі напруг на кожному провіднику: U = U1 + U2.

З наведених рівностей випливає, що послідовне з'єднання провідників використовується в тому випадку, якщо напруга, на яку розраховані споживачі електричної енергії, менше загальної напруги в ланцюзі.

Для послідовного з'єднання провідників справедливі закони:

1) сила струму в усіх провідниках однакова; 2) напруга на всьому з'єднанні дорівнює сумі напруг на окремих провідниках; 3) опір всього з'єднання дорівнює сумі опорів окремих провідників.

Паралельне з'єднання провідників

Прикладом паралельного з'єднання провідників служить з'єднання споживачів електричної енергії в квартирі. Так, електричні лампочки, чайник, праска і ін. Включаються паралельно.

При паралельному з'єднанні провідників все провідники одним своїм кінцем приєднуються до однієї точки ланцюга. А другим кінцем до іншої точки ланцюга. Вольтметр, підключений до цих крапок, покаже напругу і на провіднику 1, і на провіднику 2. У такому випадку напруга на кінцях всіх паралельно з'єднаних провідників один і той же: U1 = U2 = U.

При паралельному з'єднанні провідників електричний ланцюг розгалужується. Тому частина загального заряду проходить через один провідник, а частина - через інший. Отже при паралельному з'єднанні провідників сила струму в нерозгалужене частини ланцюга дорівнює сумі сили струму в окремих провідниках: I = I1 + I2.

Відповідно до закону Ома I = U / R, I1 = U1 / R1, I2 = U2 / R2. Звідси випливає: U / R = U1 / R1 + U2 / R2, U = U1 = U2, 1 / R = 1 / R1 + 1 / R 2 Величина, зворотна загальному опору паралельно з'єднаних провідників, дорівнює сумі величин, зворотних опору кожного провідника .

При паралельному з'єднанні провідників їх загальний опір менше, ніж опір кожного провідника. Дійсно, якщо паралельно з'єднані два провідника, що мають однаковий опір г, то їх загальний опір одно: R = г / 2. Це пояснюється тим, що при паралельному з'єднанні провідників як би збільшується площа їх поперечного перерізу. В результаті зменшується опір.

З наведених формул зрозуміло, чому споживачі електричної енергії включаються паралельно. Вони все розраховані на певний однакову напругу, яке в квартирах дорівнює 220 В. Знаючи опір кожного споживача, можна розрахувати силу струму в кожному з них. А також відповідність сумарної сили струму гранично допустимої силі струму.

Для паралельного з'єднання провідників справедливі закони:

1) напруга на всіх провідниках однаково; 2) сила струму в місці з'єднання провідників дорівнює сумі струмів в окремих провідниках; 3) величина, зворотна опору всього з'єднання, дорівнює сумі величин, зворотних опорів окремих провідників.

Змішане з'єднання провідників

Змішане з'єднання - з'єднання, яке є сукупністю послідовних і паралельних з'єднань. Для знаходження еквівалентного опору потрібно, "згорнути" схему почерговим перетворенням паралельних і послідовних ділянок ланцюга.

Існує і 4-й вид з'єднання провідників - мостове, яке є найскладнішим.

Конспект уроку з фізики у 8 класі «Закон Ома. З'єднання провідників ».

Наступна тема: «Робота і потужність електричного струму» .

Закон Ома. з'єднання провідників

4.8 (96%) 5 vote [s]