Величина обратная сопротивлению участка цепи называется: Закон Ома для участка цепи. Сопротивление. Соединение проводников. - Санкт-Петербургское государственное бюджетное учреждение социального обслуживания населения

Содержание

Закон Ома для участка и полной цепи. Сопротивление.

Металлический проводник, подключенный к источнику тока является примером однородного участка цепи.

Немецкий физик Георг Симон Ом экспериментально изучил зависимость силы тока в металлических проводниках от напряжения, пришел к выводу: если состояние проводника с течением времени не меняется, а его температура постоянна, то для каждого проводника существует однозначная связь между I и U – вольт-амперная характеристика.

Закон Ома для участка цепи:

Электрическое сопротивление проводника

Это физическая скалярная величина, характеризующая свойство проводника уменьшать скорость упорядоченного движения свободных зарядов.

Сопротивление однородного металлического проводника постоянного сечения зависит от его геометрических размеров, формы и вещества, из которого изготовлен проводник.

Удельное сопротивление проводника зависит от рода вещества и его состояния, например, температуры.

Удельное сопротивление для определенного вещества имеет постоянное табличное значение.

Величина, обратная сопротивлению, называется электрической проводимостью данного проводника.

Параллельное и последовательное соединение проводников

Резистор – элемент электрической цепи, характеризуемый только сопротивлением электрическому току. На схемах резистор обозначается прямоугольником:

Реостат – прибор, служащий для регулировки и получения требуемой величины сопротивления. Обозначение на схемах:

Резисторы Реoстат

Замкнутая (полная) электрическая цепь состоит из источника тока и сопротивления.

Источник тока имеет ЭДС () и сопротивление (r), которое называют внутренним. ЭДС (электродвижущая сила) – работа сторонних сил по перемещению положительного заряда по замкнутой цепи (физический смысл аналогичен напряжению, потенциалу). Полное сопротивление цепи – R+r.

1) Напряжение на зажимах источника, а соответственно и во внешней цепи

,
где величина – падение напряжения внутри источника тока.

2) Если внешнее сопротивление замкнутой цепи равно нулю, то такой режим источника тока называется

коротким замыканием.

3) Для полной цепи закон Джоуля-Ленца

Коэффициент полезного действия

Мощность, выделяемая на внешнем участке цепи, называется полезной

При условии R=r мощность, выделяемая во внешней цепи, максимальная для данного источника и равна

Полная мощность – сумма полезной и теряемой мощности

Коэффициент полезного действия источника тока – отношение полезной мощности к полной

П Р О В Е Р Ь С Е Б Я

Главная страница

Подписаться на: Сообщения (Atom)

6.3. Закон Ома для однородного участка цепи. Сопротивление проводников

Однородным называется участок цепи, не содержащий источника ЭДС.

Закон Ома для однородного участка цепи: немецкий физик Георг Ом экспериментально установил, что сила тока в цепи прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника:

. (18)

Сопротивление проводника R – величина, характеризующая сопротивление проводника электрическому току.

Единица сопротивления 1 Ом – сопротивление такого проводника, в котором при напряжении 1 В течет постоянный ток 1 А.

Величина – называется электрической проводимостью. Проводимость – физическая величина, характеризующая способность участка электрической цепи проводить ток.

Единица проводимости – 1 См (Сименс) – проводимость участка электрической цепи сопротивлением 1 Ом.

Сопротивление проводника при постоянной температуре зависит от материала проводника, его размеров и формы.

Сопротивление однородного линейного проводника цилиндрической формы:

, (19)

где ρ – удельное электрическое сопротивление, l – длина проводника, S – площадь поперечного сечения.

Удельное электрическое сопротивление ρ служит характеристикой вещества, из которого изготовлен проводник.

Единица измерения удельного сопротивления: 1 – удельное сопротивление проводника площадью поперечного сечения 1 м² и длиной , имеющего сопротивление 1 Ом.

Наименьшим удельным сопротивлением обладает серебро ( ) и медь ( ). На практике, наряду с медными, применяются алюминиевые провода. Несмотря на то, что удельное сопротивление алюминия больше, чем у меди, он обладает меньшей плотностью, а значит, весит меньше.

Закон Ома в дифференциальной форме (закон Ома для плотности тока). Закон Ома в форме относится ко всему проводнику. Представим закон Ома в дифференциальной (т.е. относящейся к элементу тока длины dl) форме. Некоторая точка внутри проводника характеризуется вектором плотности тока , напряженностью электрического поля и свойствами материала проводника, т.е. удельным сопротивлением . Выделим мысленно малый объем вблизи рассматриваемой точки и подставим в закон Ома , получим:

здесь – разность потенциалов между сечениями dS отстоящими на расстоянии dl.

Следовательно,

. (20)

Учтем, что – напряженность электростатического поля; – плотность электрического поля; – удельная электрическая проводимость.

Тогда из формулы (20) следует закон Ома в дифференциальной форме:

. (21)

Он связывает плотность тока и напряженность поля в какой-либо точке проводника. Закон Ома в дифференциальной форме справедлив и для переменных электрических полей.

Зависимость сопротивления от температуры. Сверхпроводимость. Опыт показывает, что изменение удельного сопротивления и сопротивления R с температурой описывается линейным законом:

;

где и , R и – удельные сопротивления и сопротивления проводника при данной температуре и , соответственно;  – температурный коэффициент сопротивления. Для чистых металлов при не очень низких температурах:

Следовательно, температурная зависимость сопротивления может быть представлена в виде:

где Т – термодинамическая температура.

В большинстве случаев зависимость удельного сопротивления от температуры следует кривой 1, изображенной на рис. 6.2.

Рис. 6.2

Величина остаточного сопротивления в значительной степени зависит от чистоты материала и наличия остаточных механических напряжений в образце, поэтому после обжига она заметно уменьшается.

У абсолютно чистого металла с идеально правильной кристаллической решеткой при абсолютном нуле = 0. В металлах сопротивление току определяется лишь подвижностью свободных электронов, а она с увеличением температуры уменьшается из-за возрастания амплитуды колебания атомов кристаллической решетки.

Сверхпроводимость. У большой группы металлов и сплавов при температурах Т_кпорядка нескольких кельвин, называемых критическими, сопротивление скачком обращается в нуль (кривая 2 на рис. 6.2), т.е. металл становится абсолютным проводником. Это явление, названное сверхпроводимостью, было обнаружено в 1911 г. Камерлинг-Оннесом у ртути. В дальнейшем сверхпроводимость была обнаружена у свинца, олова, цинка, алюминия и других металлов, а также у ряда сплавов. Для каждого сверхпроводника имеется своя критическая температура

Т_к, при которой он переходит в сверхпроводящее состояние. При воздействии на сверхпроводник магнитного поля сверхпроводящее состояние нарушается.

В настоящее время ведется интенсивный поиск высокотемпературных сверхпроводников, поскольку практическое использование сверхпроводящих материалов затруднено из-за низких критических температур. В частности, обнаружены и активно используются керамические материалы, обладающие сверхпроводимостью при температуре выше 100 К, однако их стоимость пока чрезвычайно высока.

Итак, сверхпроводимость – свойство некоторых проводников, заключающееся в том, что их электрическое сопротивление скачком падает до нуля (кривая 2 на рис. 6.2) при охлаждении ниже определенной критической температуры T_к, характерной для данного проводника. Материал становится абсолютным проводником. Сверхпроводимость наблюдается при очень низких температурах. Например, для Al ; Hg – ; Nb – и т.д. В последнее время синтезированы материалы, в которых сверхпроводимость наблюдается при более высоких температурах .

Эффект Мейсснера. При охлаждении сверхпроводника, находящегося во внешнем постоянном магнитном поле, в момент перехода в сверхпроводящее состояние магнитное поле полностью вытесняется из его объема. Этим сверхпроводник отличается от идеального проводника, у которого при падении удельного сопротивления до нуля индукция магнитного поля в объеме должна сохраняться без изменения. Явление вытеснения магнитного поля из объема проводника называется эффектом Мейсснера. Он обнаружен в 1933 г. Мейсснером и Оксенфельдом.

Объяснение сверхпроводимости. По своей физической природе сверхпроводимость является сверхтекучей жидкостью, состоящей из электронов. Электроны подчиняются статистике Ферми-Дирака и поэтому не могут «конденсироваться» на низшем энергетическом уровне (принцип Паули) и образовывать сверхтекучую электронную жидкость. Благодаря тепловым колебаниям атомов в узлах кристаллической решетки между электронами может возникнуть сила притяжения, и они тогда объединяются в пары (в кулеровские пары). Пары электронов ведут себя как частицы с целочисленным спином, т.е. подчиняются статистике Бозе-Эйнштейна. Они могут конденсироваться и образовывать ток сверхтекучей жидкости (электронных пар), который и образует сверхпроводящий ток.

Возможность образования электронных пар и их сверхтекучести объясняется квантовой теорией.

Полное теоретическое объяснение сверхпроводимости было дано в 1957 г. Дж. Бардиным, Л. Купером и Дж. Шиффером (теория БКШ).

Удельное сопротивление | Вращающиеся числа

Возможно, вы слышали термины , удельное сопротивление и , сопротивление , поскольку они относятся к резисторам . Они звучат одинаково, но имеют немного разное значение. Удельное сопротивление и сопротивление отражают идею о том, что материалы борются с течением тока.

Есть еще два слова резистора, о которых вам следует знать: проводимость и проводимость . Проводимость и проводимость — это те же идеи, что и удельное сопротивление и сопротивление, но с противоположным отношением. Они описывают, какой ток приветствуется.

В этой статье предполагается, что вы знакомы с законом Ома, $v = i\,\text R$.

Автор Вилли Макаллистер.

Содержание

Удельное сопротивление
Сопротивление
Изготовление резисторов
Измерение сопротивления
Измерение удельного сопротивления
Проводимость
Проводимость

Куда мы направляемся

Удельное сопротивление — электрическое свойство сыпучего материала — мера того, насколько сильно материал сопротивляется, когда через него пропускают электрический ток. Единицей удельного сопротивления является $\Omega\cdot\text м$, (ом-метры).
Сопротивление — это свойство компонента схемы, называемого резистором . Сопротивление определяется двумя факторами: удельным сопротивлением материала, используемого для изготовления резистора, и формой резистора. Единицей сопротивления является ом, $\Omega$.
Проводимость является обратной величиной удельного сопротивления, а также свойством сыпучего материала. Единицей проводимости является $\text S/\text m$ (сименс на метр).
Проводимость является обратной величиной сопротивления. Единицей проводимости является сименс с символом $\text S$.

Удельное сопротивление

Удельное сопротивление является свойством сыпучего материала. «Большая часть» означает «большой кусок» или «ведро». Удельное сопротивление — это мера того, насколько объемное вещество сопротивляется протеканию тока. Более высокое сопротивление означает больше борьбы.

Имя переменной удельного сопротивления обычно представляет собой греческую строчную букву rho, $\rho$. Это похоже на маленькую букву p, но писать на ней веселее, потому что вы начинаете снизу и устремляетесь вверх.

Графит (форма углерода) проводит электричество примерно в $100\раз$ меньше, чем медь. Он используется для изготовления резисторов (и карандашных грифелей). Чтобы сделать резисторы, вы смешиваете порошкообразный графит, глину и клей. Ведро этой смеси имеет объемное удельное сопротивление, основанное на пропорциях углерода, глины и клея. Вы регулируете пропорции вверх и вниз, чтобы получить любое удельное сопротивление, которое вы хотите. Если вы добавите больше угольного порошка, это уменьшит удельное сопротивление.

Сопротивление

Сопротивление — номинал конкретного резистора. Возьмите ведро с углем/глиной/клеем и вытащите небольшой шарик. Сформируйте из него небольшой прямоугольник или цилиндр. Прикрепите провода к концам. Когда клей высохнет, у вас получится «сосредоточенный» элемент схемы, называемый резистором. Сопротивление зависит от удельного сопротивления сыпучего материала И формы резистора.

Сопротивление — это мера того, насколько конкретный резистор сопротивляется протеканию тока. Более высокое сопротивление означает больше борьбы.

Изготовление резисторов

Давайте сделаем резистор прямоугольной формы,

Вы получите разные значения сопротивления, изменив две вещи — удельное сопротивление объемного материала ИЛИ форму резистора.

Если вы знаете удельное сопротивление и форму, то сопротивление равно построен, единицы: Ом, $\Omega$.
$\rho$ – удельное сопротивление объемного материала, ед.: $\Omega \cdot м$. 92$.)

Уравнение говорит нам,

Сопротивление $\text R$ увеличивается и уменьшается непосредственно в зависимости от свойства материала $\rho$. Использование материала с более высоким удельным сопротивлением означает более высокое значение сопротивления. В этом есть смысл.

Если сделать $l$ длиннее, то $\text R$ станет больше. Более длинный резистор имеет большее сопротивление. Есть более резистивный материал, через который должен проходить ток. Это тоже имеет смысл. Это как резисторы цеплять последовательно. 2/м$. Это упрощается до нескольких метров, $m$. Таким образом, единицами удельного сопротивления являются $\Omega \cdot m$, «омметр».»

Измерение сопротивления

Как измерить сопротивление? Мы, конечно, используем закон Ома. Внутри омметра или мультиметра находится батарея, которая подает небольшое напряжение на измеряемый резистор. Измеритель знает напряжение и измеряет ток, затем вычисляет сопротивление, $\text R = v/i$.

Измерение удельного сопротивления

У вас может быть большой кусок материала, и вы хотите узнать его удельное сопротивление. Или у вас может быть лист неизвестного материала, и вы хотите идентифицировать его, измерив его удельное сопротивление. Как измерить удельное сопротивление? Это немного сложно.

Вы можете попробовать использовать омметр для измерения между двумя точками. Но измеритель показывает сопротивление в омах, а не удельное сопротивление в ом$\cdot$метрах. В зависимости от того, куда вы втыкаете щупы в материал, счетчик дает разные числа. Это не делает работу.

Можете ли вы придумать, как использовать омметр для измерения удельного сопротивления?

Измерение удельного сопротивления

Мы измеряем удельное сопротивление, используя уравнение, в котором мы нашли удельное сопротивление через сопротивление, площадь и длину,

$\rho = \text R \dfrac{A}{l}$

По сути, вы жертвуете некоторым материалом, чтобы построить тщательно подобранный резистор. Вы можете вычислить $\rho$, если знаете все три переменные в правой части. Возьмите долото или ножницы и отрежьте кусок сыпучего материала.

Обрежьте его до точного размера с известными $A$ и известными $l$. Прикоснитесь щупами омметра к концам $A$ испытуемого образца и снимите показания $\text R$ с омметра. Подставьте все три числа в уравнение и вычислите $\rho$.

Проводимость

Обратная величина сопротивления называется проводимостью . Единицей проводимости является $1/\Omega$ или «обратный ом». В системе СИ эта единица имеет почетное название сименс (всегда с буквой s на конце). Символ Сименса $(\text S)$. Устройство названо в честь Вернера фон Сименса, немецкого инженера-электрика, основавшего одноименную компанию.

Идея проводимости наиболее полезна, когда резисторы подключены параллельно. См. эту статью о параллельной проводимости.

мох

В прежние времена $1/\Omega$ называлось «mho» (Ом писался наоборот), а символом mhos был $\mho$ (обратное значение ома, понимаете?). Эта терминология устарела, и вам не следует ее использовать (если только вы не пишете статью по истории электричества).

Где $\text R$ является общим именем переменной для сопротивления, общее имя переменной для проводимости — $\text G$. Думаю, это потому, что буква $\text G$ немного напоминает перевернутую набок $\Omega$. Он не полностью перевернут, но напоминает нам старинный символ $\mho$.

Проводимость

Обратная величина удельного сопротивления называется проводимостью .

$\sigma = \dfrac{1}{\rho}$

Единицей проводимости является $1/(\Omega \cdot m)$. Если вы перегруппируете скобки, вы получите $(1/\Omega)/m$. Поскольку определение сименса равно $1/\Omega$, вы выражаете проводимость как сименс на метр,

$\sigma = \text S/m$

Итог

Есть много имен и символов, которые следует соблюдать прямо, но не не волнуйтесь, вы будете использовать $\text R$ большую часть времени.

реалов$

имя	переменная	блок	символ единицы измерения
Сопротивление	$\текст	Ом	$\Омега$
Проводимость	$\текст G$	Сименс	$\текст
Удельное сопротивление	$\ро$	Ом-метров	$\Омега\cdot m$
Проводимость	$\сигма$	Сименс/метр	$\текст С/м$

Сопротивление — это свойство компонента цепи, называемого резистором. Сопротивление основано на двух вещах: удельном сопротивлении и форме.
Удельное сопротивление является свойством сыпучего материала. Он говорит вам, насколько сильно материал сопротивляется, когда через него проходит электрический ток.
Проводимость обратная величина сопротивления, свойство конкретного компонента цепи.
Проводимость обратна удельному сопротивлению, поэтому это свойство сыпучего материала.

Комбинация резисторов — GeeksforGeeks

Поток заряженных частиц обозначается как электрический ток . В текущем электричестве поток заряда будет непрерывным. Электрический ток движется от более высокого электрического потенциала к более низкому.

Для протекания тока требуется цепь, состоящая из замкнутого контура из проводящего материала. Цепь состоит из проводов, которые соединены друг с другом и движутся в одном направлении.

Когда поток электронов движется по проводнику, он представляет собой электрический ток. Условно утверждается, что направление тока (I) всегда принимается противоположным направлению потока электронов или заряда.

Сопротивление

Физик Георг Симон Ом установил зависимость между протекающим током I, протекающим по металлическому проводу, имеющему разность потенциалов на его выводах (концах). Он заявил, что: Разность потенциалов в вольтах V на клеммах данного металлического провода в электрической цепи прямо пропорциональна току I, протекающему через него, при условии, что его температура остается неизменной.

Это известно как закон Ома . Другими словами, это можно записать как: Разность потенциалов на концах ∝ Ток

или

В ∝ I

В = I R, где R — константа пропорциональности, называемая Сопротивление .

Сопротивление – это свойство, которое противодействует (сопротивляется) потоку тока, или, можно сказать, потоку электронов в проводнике. Он контролирует величину (величину) тока, протекающего по цепи.

Единица сопротивления в СИ измеряется в омах, что обозначается цифрой Ом .

Математически сопротивление можно определить как:

R = V / I

Здесь I — ток, а V — разность потенциалов.

Ток обратно пропорционален сопротивлению. Следовательно, чем больше ток, тем меньше сопротивление и наоборот.
Устройства сопротивления, такие как реостат или переменный резистор, позволяют изменять сопротивление в цепи, сохраняя разность потенциалов одинаковой на концах.
В проводнике электроны притягиваются атомами проводника. Существует сила сопротивления, которая ниже для хорошего проводника (металлы, такие как железо, медь), но очень высока для изолятора (дерево, одежда, тапочки). Проводник, имеющий некоторое сопротивление, известен как резистор .

Эксперимент по закону Ома

Согласно закону Ома: Разность потенциалов на концах резистора прямо пропорциональна протекающему через него току при условии, что его температура остается неизменной.

При одном и том же сопротивлении R, когда берутся три разных источника напряжения, результирующая разность потенциалов всегда будет пропорциональна току, протекающему по цепи. This implies that:

V ₁ ∝ I ₁ ,

V ₂ ∝ I ₂ , and

V ₃ ∝ I ₃

Result:

V– Я график для нихромовой проволоки.

Факторы, от которых зависит сопротивление

Сопротивление проводника зависит от:

его длины (l),
площади поперечного сечения (A) и
природы его материала.

Сопротивление равномерно распределенного металлического проводника прямо пропорционально его длине и обратно пропорционально площади его поперечного сечения.

Следовательно, R ∝ l и R ∝ 1/A.

⇒ R ∝ l / A

или

⇒ R = ρl / A

, где ρ — константа пропорциональности, известная как удельное электрическое сопротивление материала проводника.

Единицей СИ является Ом·м.
Удельное сопротивление зависит от температуры (T).
Удельное сопротивление проводников очень низкое, тогда как у изоляторов очень высокое удельное сопротивление.
Сплавы с более высоким удельным сопротивлением, чем у металлов, используются в электронагревательных устройствах, таких как железо и тостеры, медь и алюминий используются для линий электропередач, а вольфрам используется в нити накала электрических ламп.
Следовательно, удельное сопротивление изоляторов > удельное сопротивление сплавов > удельное сопротивление проводников.

Комбинация резисторов

Резисторы используются в различных комбинациях. Существует два метода расположения резисторов в различных комбинациях:
(i) Резисторы последовательно
(ii) Резисторы параллельно
последовательно равны сумме их индивидуальных сопротивлений в цепи.

Последовательное соединение резисторов:

Говорят, что два или более резистора соединены последовательно, если они соединены встык и через каждый из них по очереди протекает одинаковый ток. В этом случае эквивалентное или общее сопротивление равно сумме количества отдельных сопротивлений, присутствующих в последовательной комбинации.

Математически эквивалентное сопротивление любого количества сопротивлений (R ₁ , R ₂ , R ₃ , R ₄ , R ₅ , ……..), соединенных последовательно, определяется как:

R _eq = R ₁ + R ₂ + R 2 _{2 1 _{+ R ₅ + ……..}}

Рассмотрим случай трех сопротивлений (R ₁ , R ₂ и R ₃ ), соединенных последовательно друг с другом с соответствующим источником напряжения (V ₁ , V ₂ и V ₃ ) в цепи, показанной ниже:

Резисторы серии

Эквивалентный ток, протекающий через него, равен I и определяется амперметром A и ключом K.

Эквивалентная разность потенциалов равна сумме индивидуальных разностей потенциалов на каждом резисторе, т. е.

В _eq = В ₁ + V ₂ + V ₃

Ток I через каждый резистор одинаков, т.е. I = I ₁ = I ₂ = I ₃

эквивалентный одиночный резистор сопротивлением R _eq , так что разность потенциалов V _eq на его выводах и ток I в цепи остаются неизменными.

Applying Ohm’s law to the circuit:

V _eq = IR _eq

By applying Ohm’s law to all resistors individually as:

V ₁ = IR ₁

V ₂ = IR ₂

V ₃ = IR ₃

Следовательно, IR= IR ₁ + IR ₂ + IR ₃

или

R _{Уравнение} = R ₁ + R ₂ + R ₃

9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999919
009
0099009. _{. .}

Эквивалентная разность потенциалов представляет собой сумму индивидуальных разностей потенциалов на каждом резисторе.
В результате эквивалентное сопротивление становится суммой индивидуальных сопротивлений.
Единственным недостатком последовательного соединения является то, что если какой-либо резистор в последовательном соединении выходит из строя или возникает отказ, вся цепь отключается.
Последовательная комбинация необходима для увеличения сопротивления и разделения больших разностей потенциалов на множество сопротивлений.
Такая комбинация используется в коробках сопротивлений, декоративных светильниках и т. д. разное направление тока. В таких цепях ток разветвляется и рекомбинируется по мере пересечения ветвей в общей точке.
Математически эквивалентное сопротивление любого количества сопротивлений (R ₁ , R ₂ , R ₃ , R ₄ , R ₅ , ……..), соединенных параллельно, определяется как:
1/R _eq = 1/R ₁ + 1/R ₂ + 1/R ₃ + 1/R ₄ + 1/R _{5 90,290 + Рассмотрим случай трех сопротивлений (R ₁ , R ₂ и R ₃ ), соединенных параллельно друг другу с соответствующим источником напряжения (V ₁ , V ₂ и V ₃ ) в цепи, показанной ниже:}
Параллельное соединение резисторов
Здесь ток, протекающий через каждый резистор, различен, поэтому эквивалентный ток, протекающий через цепь, равен:
I _eq = I ₁ + I ₂ + I ₃
Замените три резистора, соединенных параллельно, эквивалентным одиночным резистором из параллельной комбинации резисторов R _eq .
Теперь, применяя закон Ома к параллельной комбинации резисторов как:
I _eq = V / R _eq
Применяя закон Ома к отдельным резисторам как:
I _{2 903 R ₁}
I ₂ = V / R ₂
I ₃ = V / R ₃
Отсюда, V / R _EQ222222222222222299
. ₂ + В/Р ₃
или
1 / R _eq = 1 / R ₁ + 1 / R ₂ + 1 / R ₃
В заключение можно сказать, что эквивалентное сопротивление обратной группы Сопротивления, соединенные параллельно, равно сумме обратных величин сопротивлений отдельных элементов.
Эквивалентный ток в цепи представляет собой сумму отдельных токов в каждой ветви цепи.
Разность потенциалов на двух конечных точках цепи остается неизменной.
В результате обратная величина эквивалентного сопротивления цепи представляет собой сумму обратных величин отдельных сопротивлений.
В параллельной цепи резистор или какой-либо другой компонент можно легко подключить или отключить, не мешая другим компонентам.
При параллельном соединении ток, протекающий по цепи, разделяется на разные ветви, и, следовательно, каждый компонент получает необходимое количество тока.
Здесь эквивалентное сопротивление всегда меньше, чем все сопротивления по отдельности.
При выходе из строя или коротком замыкании одного из компонентов остальные компоненты цепи работают нормально.
Примеры задач
Задача 1. Какой ток потребляет электрическая лампа от источника 220 В, если сопротивление лампы равно 1000 Ом?
Решение:
Учитывая, что
Напряжение источника V равно 220 В.
Сопротивление лампы R равно 1000 Ом.
Формула для расчета потребляемого тока:
I = V / R
Подставьте указанные значения в приведенное выше выражение следующим образом:
I = 220 В / 1000 Ом
= 0,22 A
Следовательно, ток, проходящий через электрическую лампу, равен 0,22 A .
Задача 2. Если сопротивление нити накала лампы 200 Ом, какой ток потребляет электрическая лампочка от источника 220 В?
Решение:
Учитывая, что
Напряжение источника, В равно 220 В.
Сопротивление лампы R составляет 200 Ом.
Формула для расчета потребляемого тока:
I = V / R
Подставьте указанные значения в выражение выше следующим образом:
I = 220 В / 200 Ом
= 1,1 А ток через электрическую лампочку равен 1,1 А .
Задача 3: Разность потенциалов между контактами электрической лампочки составляет 30 В, когда она потребляет от источника ток силой 6 А. Какой ток будет потреблять лампочка, если разность потенциалов увеличить до 120 В?
Учитывая, что
Разность потенциалов на электрической лампочке, В, составляет 30 В.
Потребляемый ток, I, составляет 6 А. Закон Ома, формула для расчета сопротивления:
R = V / I
= 30 В / 6 A
= 5 Ω
Когда разность потенциалов увеличивается до 120 В, потребляемый ток равен:
I ‘ = V / R’
Замените указанные значения в приведенном выше выражении следующим образом:
I’ = 120 В / 5 Ом
= 24 А
Следовательно, ток, проходящий через электрическую лампочку, равен 24 А .
Задача 4: Провод имеет сопротивление 4 Ом из некоторого данного материала длиной l и площадью поперечного сечения A. Сколько будет сопротивление другого провода из того же материала, имеющего длину l/2 и поперечное сечение -площадь сечения 2А?
Решение:
Рассмотрим сопротивление первого провода как:
R ₁ = ρl / A
, где ρ — удельное сопротивление, l — длина, а A — площадь поперечного сечения первого провода.
Но известно, что сопротивление R ₁ равно 4 Ом.
Следовательно,
4 ω = ρl / a …… (1)
Теперь, в случае второго провода:
Длина провода, L ₂ IS L / 2 и
площадь, А ₂ – это 2А.
Следовательно, сопротивление для второго провода становится:
R ₂ = ρl ₂ / A ₂
= ρ (L / 2) / (2a)
= ρl / 4a
. Ω для ρl/A, из уравнения (1) в приведенном выше выражении.
R ₂ = 4 Ом / 4
= 1 Ом
Следовательно, сопротивление второго провода равно 1 Ом.
Задача 5: Электроприбор, подключенный к батарее сопротивлением 40 Ом и провод сопротивлением 12 Ом последовательно к батарее 8 В. Рассчитать :
(a) Общее сопротивление цепи,
(b) Ток в цепи и
(c) Разность потенциалов на каждом сопротивлении.
Solution:
The given problem can be represented diagrammatically as:
(a) Given that,
The resistance of electric lamp, R ₁ = 40 Ω,
The сопротивление проводника, соединенного последовательно, R ₂ = 12 Ом.
Следовательно, общее сопротивление цепи равно:
R = R ₁ + R ₂
Подставьте указанные значения в приведенное выше выражение.
R _eq = 40 Ом + 12 Ом
= 52 Ом
Следовательно, общее сопротивление в цепи равно 52 Ом.
(b) Опять же, в задаче указано, что
Суммарная разность потенциалов на двух клеммах батареи, В, равна 8 В.
По закону Ома ток в цепи равен:
I = V / R _eq
I = 8 В / 52 Ом
= 0,15 А
Следовательно, ток в цепи равен 0,15 А.
(c) Опять же, применим закон Ома отдельно к электрической лампе и проводнику, разность потенциалов на электрической лампе равна:
= 6 В
, а разность потенциалов на проводниках –
V ₂ = I × R ₂
= 12 Ом × 0,15 A
= 1,8 В
Задача. три резистора: R ₁ = 6 Ом, R ₂ = 18 Ом _{и R ₃ = 36 Ом, соединенные параллельно, через аккумуляторную батарею на 12 В. Рассчитать:}
(a) Ток через каждый резистор,
(b) Общий ток в цепи и
(c) Общее сопротивление цепи.
Решение:
Данную задачу можно представить схематически как:
Параллельно соединенные сопротивления: 3 = 36 Ом.
Разность потенциалов на аккумуляторе, В, составляет 12 В.
Поскольку в цепи параллельно соединены резисторы, то разность потенциалов на клеммах отдельного резистора будет одинаковой.
Следовательно, для расчета тока в резисторах используйте закон OHM’s AS:
I ₁ = V / R ₁
= 12 В / 6 ω
= 2 A
Аналогично,
I
= 2 A
,
I
= 2 A
. ₂ = V / R ₂
= 12 V / 18 Ω
= 0.