З'єднання провідників

Послідовне з’єднання провідників

Електричне коло зазвичай складається з декількох провідників які можуть бути з’єднані між собою по різному.

На Рис. 1 показане послідовне з’єднання двох електричних ламп. Якщо вимкнути одну лампу то, коло розімкнеться і друга лампа теж погасне.

Рис. 1

з’єднання провідників

При послідовному з’єднанні провідників сила струму в будь-якій ділянці кола однакова.

Вияснимо як розподіляється  напруга між окремими ділянками кола. Використаємо закон Ома. Розглянемо коло, що складається з джерела струму, двох провідників АВ і СD, з’єднаних послідовно, реостата і амперметра (Рис. 2).

Рис. 2

з’єднання провідників

І  – сила струму ділянки кола, R1 та R2 – опір провідників АВ та CD, U1 та U2 – напруга на кінцях цих провідників, U – повна напруга в колі.

По закону Ома для ділянки кола можна записати:

U1= IR1

U2= IR2

Напруга між точками A та D рівна сумі напруг на окремих провідниках AB і CD.

U = U1 = U2

Робота, що здійснюється в колі, згідно закону збереженні енергії, дорівнює сумі робіт що здійснюється на окремих ділянках при проходженні по ньому одного кулона електрики. Підставивши значення U1 та U2 отримаємо:

U = IR1 + IR2 = I(R1 + R2)

Позначимо через R опір всього кола AD. По закону Ома можна написати:

U = IR

Прирівняємо праві частини рівності і отримаємо:

IR = I(R1 + R2)

Скоротивши дві частини рівності на I, отримаємо:

R = R1 + R2

При послідовному з’єднанні провідників опір кола дорівнює сумі опорів всіх включених в коло провідників.

Паралельне з’єднання

Також на практиці використовують і паралельне з’єднання провідників.

На Рис. 3 а. показано паралельне з’єднання двох електричних ламп, а на Рис. 3 б. зображена схема паралельного з’єднання двох провідників.

Рис. 3

з’єднання провідників

В точці В електричний струм розгалужується на два провідники, а в точці А з’єднується, подібно тому як зображено на Рис. 4 потік води в річці розподіляється по двом каналам, що потім сходяться знову.

Рис. 4

з’єднання провідників

При встановленій течії кількість води що протікає кожну секунду через нерозгалуджене русло, дорівнює сумі кількості води, яка протікає за тойже час через кожен з каналів.

Це можна перевірити на досліді. Для цього потрібно амперметром виміряти силу струму в нерозгалуженій частині кола сума сил струмів (I1 + I2) в окремих паралельно з’єднаних провідниках:

I = I1 + I2

Позначимо опір окремих провідників через R1 та R2 а  загальний опір всього кола R.

Напруга між точками А і В розгалуження позначимо буквою U. Також напруга і на кожному з провідників розгалуження:

U = U1 = U2

По закону Ома можна написати:

для окремих провідників:

для всієї ділянки кола:

Сила струму в загальному колі рівна сумі сил струмів в вітках розгалуження I = I1 + I2

Підставимо в рівняння I = I1 + I2 значення сил струмів і рівнянь  

Це зображення має порожній атрибут alt; ім'я файлу unnamed-копия.jpg
Це зображення має порожній атрибут alt; ім'я файлу unnamed-копия-1.jpg

 то отримаємо:

Після скорочення на U отримаємо:

З цієї формули видно що при паралельному з’єднанні провідників додаються не опори провідників, а величини зворотні опору. По ним можна розрахувати і опір такого кола, наприклад при двох провідниках воно дорівнює:

При паралельному з’єднанні загальний опір ділянки кола менше опору любого  з включених провідників.

Паралельне підключення – це основний спосіб підключення в електричну мережу різних споживачів електричного струму.

Споживачі що паралельно підключаються повинні бути розраховані на одну й ту ж напругу, яка дорівнює напрузі мережі.

Змішане з’єднання

Для розрахунку таких з’єднань, все коло розбивають на прості ділянки, з паралельно або послідовно з’єднаних провідників.

з’єднання провідників

Залишити відповідь