3 последовательное соединение резисторов параллельное соединение резисторов лабораторная работа

Содержание

1. 3 последовательное соединение резисторов параллельное соединение резисторов лабораторная работа
2. Лабы по ЭлТех / Лабораторная работа 2
3. Последовательное и параллельное соединение в схемах из резисторов
4. Перечень приборов
5. Краткие теоретические сведения
6. План работы
7. Опыт № 1 Последовательное соединение
8. Лабораторная работа № 1 Последовательное, параллельное и смешанное соединение резисторов
9. Краткие теоретические сведения

3 последовательное соединение резисторов параллельное соединение резисторов лабораторная работа

Лабораторная работа № 2

Исследование сопротивлений проводников при параллельном и последовательном соединении.

Цель: изучить законы протекания тока через последовательно и параллельно соединенные проводники и определить формулы расчета сопротивлений таких участков.

1. Краткое теоретическое описание.

Проводники в схемах могут соединяться последовательно (Рис 1.) и параллельно (Рис.2.).

Рассмотрим схему последовательного соединения проводников, изображенную на Рис. 1.

Напряжение на концах всей цепи складывается из напряжений на каждом проводнике:

По закону Ома для участка цепи:

где R — полное сопротивление цепи,

I — общий ток, текущий в цепи.

Из выражений (1) и (2), получаем:

откуда полное сопротивление цепи последовательно соединенных проводников:

При последовательном соединении проводников их общее сопротивление равно сумме электрических сопротивлений каждого проводника.

Рассмотрим теперь схему параллельного соединения проводников, изображенную на Рис. 2.

Через цепь течет полный ток I :

По закону Ома для участков цепи:

Из выражений (4) и (5), получаем:

(6)

При параллельном соединении проводников величина, обратная сопротивлению цепи, равна сумме обратных величин сопротивлений всех параллельно соединенных проводников.

2. Порядок выполнения работы.

2.1. Соберите на монтажном столе электрическую схему, показанную на рисунке:

Выберите номиналы сопротивлений следующими:

2.2. Определите экспериментально с помощью мультиметра (в режиме измерения сопротивлений) сопротивление между точками:

А и С; С и D; B и D; A и D.

Запишите эти показания.

2.3. Рассчитайте теоретические значения сопротивлений между указанными точками схемы и сравните их с измеренными.

Какие выводы можно сделать из этого опыта?

2.4. Измерьте с помощью мультиметра (в режиме измерения тока) токи, текущие через каждое сопротивление. Запишите показания прибора.

2.4. Проверьте экспериментально, что в последовательной цепи ток одинаков через все сопротивления, а в параллельной цепи разделяется так, что сумма всех токов через параллельно соединенные элементы, равна полному току через весь участок.

2.5. Измерьте с помощью мультиметра (в режиме измерения постоянного напряжения) напряжения на каждом сопротивлении. Запишите показания прибора.

2.6. Проверьте экспериментально, что в последовательной цепи напряжение на всем участке

равно сумме напряжений на каждом элементе, а в параллельной цепи, напряжение одно и

то же на каждом элементе.

Вывод: Изучил законы протекания тока через последовательно и параллельно соединенные проводники и определил формулы расчета сопротивлений таких участков.

3. Контрольные вопросы.

3.1. Может ли сопротивление участка двух параллельно соединенных проводников быть больше (меньше) любого из них? Объясните ответ.

3.2. Какие законы сохранения используются для вывода формул сопротивления параллельного и последовательного соединения проводников?

3.3. Проанализируйте аналогию между приводимыми здесь формулами и формулой для расчета сопротивления одного проводника через его геометрические параметры: . В чем заключается эта аналогия?

Ответы:

3.2 Первый и второй законы Кирхгофа

3.3 Аналогичная пропорция R=U/I можно привести к U=p*L и I=S

Источник

Лабы по ЭлТех / Лабораторная работа 2

Последовательное и параллельное соединение в схемах из резисторов

Ответить на вопросы

Какое соединение резисторов называют последовательным и какое параллельным?

Как определить общее сопротивление резисторов при последовательном и при параллельном соединении?

Что называется проводимостью и в каких единицах она измеряется?

Чему равен общий ток цепи и напряжение на участках при последовательном и параллельном соединении?

Как определить мощность на участках цепи и всей цепи при последовательном и параллельном соединении?

Перечень приборов

Источник электрической энергии постоянного тока – 30 В

Магазины сопротивлений – 3 шт.

Мультиметр – 3 шт.

Краткие теоретические сведения

Проводники в схемах могут соединяться последовательно и параллельно.

При последовательном соединении проводников (рис. 1) общее напряжение равно сумме падения напряжения на каждом проводнике.

(1)

По закону Ома для участка цепи

где R – полное сопротивление цепи;

I – общий ток в цепи.

Рис.1 Последовательное соединение проводников

Из выражения (1) и (2) получаем

откуда полное сопротивление цепи последовательно соединенных проводников

(3)

При последовательном соединении проводников их общее сопротивление равно алгебраической сумме сопротивлений каждого проводника.

При параллельном соединении проводников (рис.2) через цепь течет полный ток

(4)

По закону Ома для участков цепи

Из выражений (4) и (5) получаем

(6)

Рис.2 Параллельное соединение проводников

При параллельном соединений проводников величина, обратная сопротивлению цепи, равна сумме обратных величин всех параллельно соединенных проводников.

План работы

Определить размещение приборов на столе.

Опыт № 1

Последовательное соединение

Собрать электрическую схему (рис. 3).

Установить заданные преподавателем параметры сопротивлений на магазинах.

Предъявить собранную схему для проверки преподавателю.

Включить автомат (постоянного тока), установить при помощи реостата заданное напряжение по вольтметру. Результаты записать в таблицу № 2

Переносным вольтметром измерить напряжение на клеммах резисторов R1, R2, R3, а также ток цепи. Результат записать в таб. 2.

Рис.3 Последовательное соединение проводников

Источник

Лабораторная работа № 1 Последовательное, параллельное и смешанное соединение резисторов

Цель лабораторной работы: Экспериментальным путем проверить основные соотношения электрических величин для цепей постоянного тока с последовательным, параллельным и смешанным соединением резисторов.

Приборы и материалы: Блок генераторов напряжений ГН2, блок амперметра-вольтметра АВ1-07, стенд с объектами исследования СЗ-ЭМ01, соединительные провода.

Краткие теоретические сведения

При расчете электрических цепей часто возникает целесообразность преобразования схем этих цепей в более простые и удобные для расчета. Различают следующие способы соединения элементов: последовательное, параллельное и смешанное.

Последовательным соединениемэлементов электрической цепи называется такое, при котором начало последующего элемента соединяется с концом предыдущего (на рис.1.1.а показано последовательное соединение резисторов). Часто такая цепь (или участок цепи) называетсянеразветвленной. Отличительной особенностью такого соединения элементов является то, что в них протекает один и тот же ток. Общее (эквивалентное) сопротивление последовательно включенных сопротивлений (приемников электрической энергии) равно сумме этих сопротивленийи напряжение, приложенное к цепи, равно сумме падений напряжений на отдельных элементах:

(1. 1)

Мощность, потребляемая последовательной цепью:

(1.2)

При изменении величины сопротивления одного из приемников в последовательной электрической цепи происходит изменение тока и перераспределение падений напряжений на элементах, т. е. изменяется режим работы всех приемников. Это является существенным недостатком последовательного соединения элементов.

Рис. 1.1. Соединения сопротивлений:

а последовательное, бпараллельное, всмешанное

Параллельным соединением элементов электрической цепи называется такое, при котором начала всех элементов соединены в один узел, а концы в другой (на рис. 1.1.б показано последовательное соединение резисторов). При таком соединении цепь получается разветвленной. Отличительной особенностью параллельного соединения элементов является то, что все они находятся под одним и тем же напряжением. Общая (эквивалентная) проводимость параллельно включенных сопротивлений равна сумме этих проводимостейгде проводимости отдельных приемников. Ток в неразветвленной части такой цепи равен:

(1.3)

Мощность, потребляемая параллельной электрической цепью:

(1.4)

При параллельном включении приемников режим работы каждого из них не влияет на режим работы остальных.

Смешанное соединениеприемников представляет собой цепь, которая состоит из последовательно и параллельно соединенных элементов. Для расчета таких цепей выделяют отдельные участки с последовательным и параллельным соединением и к ним применяют выше указанные соотношения.

Для смешанного соединения резисторов приведенного на рис. 1.1.в эквивалентное сопротивление находится следующим образом. Сначала определяется эквивалентное сопротивление параллельной цепи. ПосколькутоСопротивлениесоединено последовательно с сопротивлениемпоэтому эквивалентное сопротивление всей цепи равно

Ток в неразветвленной части цепи равенНапряжение на сопротивленииравноНапряжение на зажимах параллельных ветвей равноТоки в параллельных ветвях равныи

Мощность, потребляемая изображенной на рис. 1.1.в смешанной электрической цепью:

(1.5)

Источник

Электрические схемы. Соединение проводников — Умскул Учебник

На этой странице вы узнаете

• Нужен ли блендер, чтобы попить чай?
• Куда идет ток?
• Когда “сопротивление бесполезно”?

Всем приготовиться к погружению в мир электрических соединений и схем. Сопротивление бесполезно! 

Условное обозначение элементов электрической цепи

Есть история о том, как одного физика-теоретика током ударило. Конечно, в теории он был силен, но знать — одно, а применять знания в жизни — совсем другое дело. Вот и получилось у него всякое, странное. Не советуем повторять: опасно для жизни!

А с чего вся история началась?

Когда мы говорим об электрических приборах, мы понимаем, что сам по себе прибор работать не будет. Его нужно подключить, к источнику тока. А если схема сложная, в которой несколько приборов? И как изобразить цепь на рисунке? Всеми этими вопросами задался наш герой.

Для решения умные люди придумали условные обозначения, которые уже много лет используются в электромире:

Итак, наш физик-теоретик решил по схеме собрать гирлянду. Всё как положено. Лампочки подобрал все одинаковые. И даже соединения между ними учел.

Соединения проводников

Проводники в электрических цепях могут соединяться последовательно и параллельно. Давайте разберем, чем отличаются эти два вида соединений и чем они полезны.

Последовательное соединение	Параллельное соединение
Соединение проводников без разветвлений, когда конец одного проводника соединен с началом другого.	Соединение, в котором начала и концы проводников соединены вместе.
R1 и R2 — сопротивления проводников, R— общее сопротивление,  I1 и I2— сила тока на каждом проводнике, I — общая сила тока,  U1 и U2 — напряжение на каждом проводнике,  U — общее напряжение цепи.	R1 и R2 — сопротивления проводников, R— общее сопротивление,  I1 и  I2— сила тока на каждом проводнике,  I — общая сила тока,  U1 и  U2 — напряжение на каждом проводнике,  U — общее напряжение цепи.
Схема последовательного соединения проводников.	Схема параллельного соединения проводников.
I1 = I2 = I Сила тока, протекающего через каждый проводник, одна и та же (I = const).	I = I1 + I2 Сила тока, протекающего в  неразветвлённой части цепи, равна сумме сил токов, протекающих по каждому из проводников.
U1 = IR1, U2 = IR2; U = U1 + U2 Общее напряжение равно сумме напряжений на отдельных участках цепи.	U1 = I1R1, U2 = I2R2; U = U1 = U2 Напряжение на каждом из проводников одинаково (U = const).
R = R1 + R2 Общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных участков.	\(\frac{1}{R} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}\) Проводимость равна сумме проводимостей каждого из проводников.
\(\frac{U_1}{U_2} = \frac{R_1}{R_2}\)	\(\frac{I_1}{I_2} = \frac{R_2}{R_1}\)
Если все сопротивления одинаковы, то: R = nr и U = nu, где r и u — соответственно сопротивление одного элемента и  напряжение на нём, n — количество одинаковых проводников в соединении.	Если все сопротивления одинаковы, то: \(R = \frac{r}{n}\) и U = u, где r и u — соответственно сопротивление одного элемента и  напряжение на нём, n — количество одинаковых проводников в соединении.
Общее сопротивление цепи больше наибольшего сопротивления, входящего в  эту цепь.	Общее сопротивление цепи меньше наименьшего сопротивления, входящего в  эту цепь.
Количество теплоты, выделяемое на каждом проводнике, пропорционально их сопротивлениям \(\frac{Q_1}{Q_2} = \frac{R_1}{R_2}\)	Количество теплоты, выделяемое на каждом проводнике, обратно пропорционально их сопротивлениям \(\frac{Q_1}{Q_2} = \frac{R_2}{R_1}\)
Мощность, выделяемая в проводниках, пропорциональна их сопротивлению \(\frac{P_1}{P_2} = \frac{R_1}{R_2}\)	Мощность, выделяемая в проводниках, обратно пропорциональна их сопротивлению \(\frac{P_1}{P_2} = \frac{R_2}{R_1}\)

При последовательном соединении проводников общее сопротивление участка цепи увеличивается, при параллельном соединении — уменьшается.

Важно учитывать, какие приборы, как подключать. Например, елочная гирлянда является примером последовательного соединения. Если одна лампочка перегорит, то вся гирлянда работать перестанет. Это, кстати, относится к недостаткам такого вида соединения. Наш физик-теоритк был в курсе этой особенности.

Тогда зачем такое соединение нужно?

Когда необходимо целенаправленно подключить какой-то один прибор. Например, карманный фонарик. Он будет работать только тогда, когда включена кнопка.

А вот в люстре лучше использовать параллельное соединение. И когда одна лампочка перегорит, все остальные по-прежнему будут светить.

Нужен ли блендер, чтобы попить чай? Бытовые приборы на кухне соединены параллельно. Это значит, что чайник может спокойно работать без микроволновки. И чтобы поджарить тосты, блендер включать необязательно. Но если все эти приборы соединить последовательно, защитный выключатель может не выдержать, и произойдет перегрузка. Что может привести к возгоранию. И не будет нам ни чая, ни взбитого теста для блинчиков, ни тостов.

Задачи на комбинированное соединение проводников удобно решать, используя эквивалентные схемы.

Смешанное (комбинированное) соединение проводников

Комбинированным называется соединение, при котором некоторые проводники соединены последовательно, а некоторые — параллельно.

Куда идет ток? Ток не любит напрягаться. Поэтому ток течёт по пути наименьшего сопротивления.

Рассмотрим пример задачи.

Вопрос: Каким будет сопротивление участка цепи (см. рисунок), если ключ К замкнуть? Каждый из резисторов имеет сопротивление 2R.

Ответ: если ключ К замкнуть, то сопротивление станет равным нулю.

Когда “Сопротивление бесполезно”? После замыкания ключа участок схемы окажется закороченным; ток пойдёт через ключ, минуя резисторы. Сопротивление участка станет равным нулю, как показано на рисунке:

Виды соединения источников тока

Что же произошло к нашим физиком-теоретиком? Он даже соединения источников учел. Только забыл он самое главное правило: сначала собери схему, а только потом подключи ее к источнику. 

Вот он подключил один конец провода с лампочками к источнику, другой конец взял в руку… И навсегда запомнил технику безопасности при работе c электричеством: не стоит человеку становиться звеном цепи, подключенной к источнику.

Источники тока соединяют между собой для совместного питания всей цепи. 

	Последовательное соединение	Параллельное соединение
Схема
Эквивалентное внутреннее сопротивление	rэ = r1 + r2	\(\frac{1}{r_э} = \frac{1}{r_1} + \frac{1}{r_2}\)
Эквивалентное ЭДС	\(\varepsilon_э = \pm \varepsilon_1 \pm \varepsilon_2\) знаки зависят от направления подключения источников	\(\frac{\varepsilon_э}{r_э} = \pm \frac{\varepsilon_1}{r_1} \pm \frac{\varepsilon_2}{r_2}\) знаки зависят от направления подключения источников
Закон Ома для полной цепи	\(I = \frac{\varepsilon_э}{r_э + R}\)	\(I = \frac{\varepsilon_э}{r_э + R}\)
Закон Ома для n одинаковых источников	\(I = \frac{n \varepsilon}{R + nr}\)	\(I = \frac{\varepsilon}{R + rn}\)

Чем отличаются понятия “соединения резисторов” и “соединения источников тока”? Пример резистора — чайник, простой проводник электрического тока. Если чайник подключить параллельно, это никак не повлияет на работу всей цепи. А источник тока — это розетка. Она дает “питание” всей цепи. Без источника тока не будет работать ни один прибор.

Правила подключения амперметра и вольтметра

Важно запомнить правила подключения амперметра и вольтметра. Это необходимо для того, что приборы не перегорели и показывали корректные значения при измерении.

Амперметр	Вольтметр
Амперметр подключается последовательно участку цепи. Соблюдаем полярность: “+” амперметра подключают к “+” источника тока, а “−” подключают к “−” источника тока.	Вольтметр подключается параллельно участку цепи. Соблюдаем полярность: “+” вольтметра подключают к “+” источника тока, а “−” подключают к “−” источника тока.
Шунт  — проводник, присоединяемый параллельно амперметру для увеличения предела его измерений. \(R_ш = \frac{R_A}{n — 1}\), где Rш  — сопротивление шунта, RA  — сопротивление амперметра,  n  — число, показывающее, во сколько раз увеличивается предел измерений прибора.	Добавочное сопротивление  — проводник, присоединяемый последовательно с  вольтметром для увеличения предела его измерений. Rд = RV(n-1), где Rд  — добавочное сопротивление, RV  — сопротивление вольтметра,  n  — число, показывающее, во сколько раз увеличивается предел измерений прибора.

Научиться читать электрические схемы важно для любителей электроники. Ведь если правильно ее прочитать, можно спаять что-то интересное, например, карманный фонарик.

Фактчек

• Проводники в электрических цепях могут соединяться последовательно и параллельно.
• При последовательном соединении проводников общее сопротивление участка цепи увеличивается, при параллельном соединении — уменьшается.
• Комбинированным называется соединение, при котором некоторые проводники соединены последовательно, а некоторые — параллельно.
• При подключении приборов обязательно нужно учитывать их полярность.

Проверь себя

Задание 1.
Какие существуют соединения проводников?

1. Последовательное
2. Параллельное
3. Смешанное
4. Все варианты верны

Задание 2.
При последовательном соединении проводников общее сопротивление участка цепи:

1. Увеличивается
2. Уменьшается
3. Не изменяется

Задание 3.
При параллельном соединении проводников общее сопротивление участка цепи:

1. Увеличивается
2. Уменьшается
3. Не изменяется

Задание 4.
Как подключается амперметр в цепи?

1. Последовательно
2. Параллельно
3. Не имеет значения

Задание 5.
Как подключается вольтметр в цепи?

1. Последовательно
2. Параллельно
3. Не имеет значения

Ответы: 1. — 4; 2. — 1; 3. — 2; 4. — 1; 5. — 2

Учебное пособие по комбинированным последовательно-параллельным схемам

Инструменты Creator скоро будут вдохновлять!

Присоединяйтесь к списку рассылки, чтобы узнать, когда мы запустимся.

Physics

Общая физика

Электрические цепи

Объединенные серии-параллельные схемы. последовательно-параллельная схема работы

Комбинированные расчеты последовательно-параллельных цепей

Комбинированные примеры последовательных и параллельных цепей показывают нам сложность этих схем и то, как в них проявляются свойства последовательного и параллельного.

Содержание

Комбинированная последовательно-параллельная цепь представляет собой тип цепи, соединенной как последовательно, так и параллельно. Трассы выполнены в виде сложнейших электрических последовательных и параллельных комбинированных цепей. Все компоненты этой цепи соединены встык, образуя параллельный поток цепи.

ПРИНЦИП СОЕДИНЕНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО-ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ

• Ток остается одинаковым во всей цепи.
• Сумма напряжений на всех трех резисторах равна напряжению в других точках.
• Это следует эмпирическому правилу.

 

РАБОТА КОМБИНИРОВАННЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО-ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ

Мы знаем, что эта схема не является ни последовательной, ни параллельной, но она имеет элементы обеих. В этой цепи много путей для тока, как и в параллельной цепи, но в цепи существует два набора общих точек. При решении уравнения последовательно-параллельной комбинированной цепи необходимо рассчитать общее сопротивление в обеих частях.

Чтобы получить четкое представление о том, как работают эти схемы, обратитесь к приведенному ниже примеру с последовательной и параллельной схемой.

Источник 

ФОРМУЛА КОМБИНИРОВАННЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО-ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ

• Определенной формулы для комбинации последовательно-параллельных цепей не существует.
• Таким образом, для расчета среднего сопротивления последовательно-параллельной цепи мы должны найти сопротивление, решив отдельно сопротивления параллельных и последовательных участков и объединив их, чтобы найти правильное значение сопротивления.
• Далее, для расчета резонансной частоты комбинированного последовательно-параллельного контура, нам нужно совместить формулы обоих.

 

• Комбинированные схемы — это тип смешанной схемы, которая следует уникальному пути. Некоторые из них проходят через один резисторный тракт, а некоторые проходят параллельно через две или более точек.
• Комбинация последовательно-параллельной цепи имеет одинаковое напряжение по всей цепи.
• Токи остаются одинаковыми по всей цепи.

                                                                                                       

Часто задаваемые вопросы

1. Как решить комбинированные параллельные и последовательные схемы?

Чтобы решить эти схемы, следуйте этим инструкциям: 

• Посмотрите, какие резисторы используются в цепи
• Перерисовывайте схему, пока она не завершится и не уменьшится до одного эквивалентного резистора.
• Расчет силы тока по закону Ома.
• Рассчитайте рассеиваемую мощность.

 

2. Что такое последовательно-параллельное сочетание?

Это уникальный тип цепи, которая подключается как последовательно, так и параллельно. Ток остается одинаковым по всей цепи, а сумма напряжений на всех трех резисторах равна напряжению в других точках.

3. Каковы примеры последовательно-параллельных комбинаций?

Некоторые примеры:

• Мощные рождественские огни
• Лампочки
• Мультиплексор
• Электропроводка фар автомобиля
• Компаратор

4. Какая формула для последовательно-параллельных комбинаций?   

Параллельная цепь: 

1/Rt = 1/R1 1/R2 1/R3 … Rt = R (t)общ. 5. Каковы правила для последовательных и параллельных цепей?

• Комбинированная схема следует эмпирическому правилу.
• Внешний ток одинаков во всей цепи.
• Внутренний ток всегда меньше внешнего тока.

 

Мы надеемся, что вам понравился этот урок, и вы узнали что-то интересное о комбинированных последовательно-параллельных схемах ! Присоединяйтесь к нашему сообществу Discord, чтобы получить ответы на любые вопросы и пообщаться с другими учениками, такими же, как и вы! Обещаем, это делает учебу намного веселее!04.04.2022.

Последовательно-параллельные схемы: https://www.oakton.edu/user/1/agero/elt101/presentations/Chapter06.pdf. Доступ 19 апреля 2022 г.

.

Постоянный ток: https://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-7/analysis-technique/ По состоянию на 19 апреля 2022 г.

Что такое последовательно-параллельная цепь? https://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-7/what-is-a-series-parallel-circuit/ По состоянию на 19 апреля 2022 г.

В чем разница между последовательными и параллельными цепями?

Топология цепей — увлекательное и удивительно доступное семейство понятий. Сегодня мы собираемся изучить разницу между последовательными и параллельными схемами.

Что такое последовательная цепь? Кроме того, что такое параллельная схема? Даже если вы понятия не имеете, мы уже можем сказать вам, что вы, вероятно, используете оба типа схем каждый день своей жизни.

Понимание разницы между последовательной и параллельной схемой: определение и основные понятия

Проще говоря: последовательная цепь предлагает ток электричества один идеальный путь через лабиринт. Параллельные цепи , с другой стороны, сконфигурированы так, что имеется два или более путей через цепь для прохождения тока. Эти типы цепей считаются «параллельными», потому что путь разветвления тока проходит рядом с самим собой, поскольку он проходит через обе петли одновременно.

Поведение тока в параллельной цепи, когда он проходит через цепь, во многом определяется тем фактом, что электрический ток будет искать области с самым низким напряжением в данной системе, занимая эти области любым возможным способом.

Это не совсем так просто, но вы будете рады узнать, что здесь задействовано всего несколько других правил. Что именно определяет путь наименьшего сопротивления тока?

Связанный: Как проверить напряжение с помощью мультиметра

Серия

по сравнению с параллельными цепями: что здесь происходит в Толедо?

Чтобы визуализировать это явление, мы собираемся назвать несколько ключевых словарных слов, которые следует запомнить:

• Ток : Электрическая энергия, получаемая из источника и связанная трубопроводом.
• Источник : Откуда поступает электричество? Аккумулятор? Вспышка молнии?
• Трубопровод : Все, что обладает достаточной проводимостью для подачи электричества вперед от его источника. Медный провод внутри зарядного кабеля вашего смартфона является одним из примеров электрического канала, который ведет ток от вашего компьютера или зарядного устройства к аккумулятору, нуждающемуся в зарядке.
• Замкнутая цепь : Замкнутая электрическая сеть, в которой ток имеет прямой путь обратно к источнику, образуя полный, непрерывный и неразрывный контур.
• Напряжение : Мера потенциальной энергии на единицу, когда любые две точки в цепи сравниваются друг с другом. Это механизм, с помощью которого ток проходит через цепь; избыточное напряжение в одной части системы перетекает в точки с более низким напряжением, постоянно стремясь к равновесию.
• Сопротивление : Любой фактор, препятствующий компенсации напряжения и потоку. Силикон является одним из примеров высокопрочного изоляционного материала, который обычно используется в электронике. Стойкий материал используется для направления потока электричества по всей цепи и предотвращения его выхода из канала.

При визуализации электрического тока мы имеем дело с переносом электронов от атома к атому по проводнику. Объект становится положительно или отрицательно заряженным, когда вокруг него висит больше электронов, чем протонов, которые не покидают атом по своей воле.

Электроны — валюта электричества. Этот перенос электронов является неотъемлемой частью того, как ток передается каждым атомом канала.

Как электроны проходят через последовательные и параллельные цепи?

Думайте обо всех этих электронах, едущих по рельсам трубопровода, как будто они крошечные автомобили, едущие по миниатюрной супермагистрали.

В замкнутой замкнутой цепи электричество следует по своему каналу туда, где оно в конце концов «утонет» — то есть в точке наименьшего напряжения, доступного для тока, месте, куда оно физически чувствует себя наиболее вынужденным идти. Электричество проходит через замкнутую систему аккуратно и непрерывно, его общее сохраняющееся напряжение естественным образом распределяется по системе, принимая определенное квантовое состояние.

В параллельном контуре, вместо того, чтобы снова и снова путешествовать по этому единственному, петлевому пути, существуют «въезды» и «выезды», узлы доступа, предлагающие текущему альтернативный живописный маршрут через два или несколько параллельных ветвей. Простое закольцованное состояние теперь по-разному распределяется по цепи.

Связанный: Идеи проекта «Сделай сам» для студентов инженерных специальностей

Параллельное напряжение: законы Кирхгофа о цепях

Мы уже видели параллельные цепи, которые до некоторой степени напоминают разветвляющиеся кровеносные сосуды. Вся сеть поддерживает кровоток через каждую вену и капилляр, достигая каждого уголка тела, к которому подключена система.

Немецкий физик Густав Кирхгоф был одним из первых, кто математически формализовал анализ цепей. Он смог упростить поведение электричества в цепи, используя два физических закона, которые идут рука об руку.

Ток, протекающий по любой цепи, физически подчиняется этим законам, несмотря ни на что:

1. Энергия, втекающая в узел или пересечение разветвленной цепи, во многом равна энергии, вытекающей из нее, сохраняя общую чистую систему заряжать.
2. Общая сумма разностей электрических потенциалов по всей системе должна равняться нулю. Компоненты питания, такие как аккумуляторные батареи, вносят свой вклад в эту сумму, питая компоненты, потребляющие энергию, такие как резисторы или приборы, такие как лампочки.

Оба они проясняют, что именно управляет поведением тока в той или иной цепи. Однако этот второй пункт особенно интересен.

По сути, этот второй закон утверждает, что каждый электрон, проходящий через цепь, должен получить ровно столько энергии, сколько он теряет по пути. Если какое-либо требование не выполняется, рассматриваемый путь не является жизнеспособным путем для естественного протекания тока.

Связанный: Малобюджетные проекты электроники своими руками для начинающих

Примеры последовательного и параллельного подключения

Наиболее распространенный пример параллельного и последовательного напряжения: рождественские гирлянды. В частности, современные струны против винтажных ламп.

Первоначально рождественские гирлянды были соединены последовательно, односторонней гирляндой из лампочек; при выходе из строя одной лампочки гаснет все, и до перегоревшей лампочки, и после. Цепь теперь разомкнута и фактически разорвана.

Это прискорбное положение дел, но не позволяйте этому первому примеру испортить вам последовательные цепи. По-прежнему существует множество обстоятельств, при которых последовательные цепи действительно являются подходящим типом цепей:

• Простые приспособления, управляющие только одним устройством — например, маленькие светодиоды в некоторых игрушках
• Фонарик или любой другой простое устройство, приводимое в действие нажатием выключателя
• Предохранитель, защищающий большой электроприбор, такой как стиральная машина, от перегрузки по току; они соединены в последовательную цепь, так что цепь разрывается следствием срабатывания предохранителя

Параллельные цепи, напротив, предназначены для работы в любых условиях. Современные рождественские огни используют параллельную цепь, чтобы предотвратить, например, вышеупомянутую досадную праздничную катастрофу. Даже если останется только одна лампочка, она все равно сможет светить.

Другие распространенные примеры параллельных цепей включают следующее:

• Автомобильные фары соединены параллельно, так что одна сторона остается работоспособной, даже если другая сторона выходит из строя
• Коммерческие акустические системы используют параллельные цепи по той же причине
• Уличные фонари используют параллельное напряжение, чтобы обеспечить освещение большей части улицы

Ни параллельные, ни последовательные цепи не следует рассматривать как «лучше» или «хуже» чем другой — оба невероятно полезны по-своему в разных обстоятельствах. Если вы знаете, что вам нужно сделать с проектируемой схемой, сторона забора, к которой вы принадлежите, должна быть совершенно очевидной.

Связанный: Что такое мультиметр и где его можно использовать?

Основы электрических цепей: параллельные и последовательные цепи и их значение

Электричество опасно.