Тема : Паралельне з'єднання провідників

З’єднання приладів називається паралельним, якщо струм розгалужується на декілька окремих струмів, що проходять по приладах, після чого вони знову зливаються в один, або якщо одні кінці всіх приладів з’єднані в одну точку та другі кінці всіх приладів також з’єднані в одну точку.

Схематичне зображення такого з'єднання:

Паралельно з’єднуються споживачі в освітлювальній мережі та в мережі телефонного зв’язку.
Струм, який іде від джерела, розгалужується на кілька струмів за кількістю паралельно з’єднаних елементів кола. Точки, в яких відбувається розгалуження струму, називають вузлами.

Електроприлади, з’єднані паралельно, працюють незалежно від інших приладів: оскільки U = const, то можна вмикати різні споживачі, розраховані на цю напругу. 

Такі кола економніші, бо загальний опір такої ділянки менший від меншого опору, ввімкненого у цю ділянку.

                                       2. Закони паралельного з’єднання

При паралельному з’єднанні сила струму І в нерозгалуженій частині кола дорівнює сумі сил струмів у окремих вітках розгалуження:

                                                I = I1 + I2 + ... + In.

Напруга U на кінцях паралельно з’єднаних елементів кола однакова:

                                              U = U1 = U2 = ... = Un.

Виведемо формулу для розрахунку загального опору.

Користуючись законом Ома, маємо для загального струму і струмів на ділянках:

                    𝐼1=𝑈/𝑅1, 𝐼2=𝑈/𝑅2,….  𝐼𝑛=𝑈/𝑅𝑛,      𝐼=𝑈/𝑅

де R1 , R2, … Rn - опори віток розгалуження, а R - загальний опір при паралельному з’єднанні.

Підставимо ці вирази в закон струмів:

Якщо паралельно з’єднані однакові опори, то їхній загальний опір:
                                                                𝑅= 𝑅1/𝑛
де R1 - опір одного елемента, n - кількість елементів.

Величезним плюсом паралельного з'єднання є те, що дозволяється вмикати різні прилади в мережу абсолютно незалежно один від одного, і при виході з ладу одного з них, це не впливає на роботу інших. Мінусом є те, що всі прилади повинні бути розраховані на одну і ту ж напругу. Саме паралельно підключають, наприклад, розетки мережі 220 В в квартирі.

                              Змішане з'єднання провідників


 На практиці виявляється є не лише послідовне і паралельне з’єднання провідників, але часто зустрічається їх комбінація, яку називають змішане з’єднання.  Знову повернемось до гірлянд.  Не таке вже й послідовне з’єднання лампочок в них! 

Практична задача:

ТВОРЧІ ЗАДАЧІ:   

Зверніть увагу, як можем перетворити схему:

Важкувато! Але є спосіб розв’язування таких задач, який носить назву «Метод еквівалентних схем». Використовуючи цей метод, можна знаходити всі  невідомі величини, такі як сила струму, опір, напруга на різних ділянках  електричного кола. Зараз ми на прикладі однієї задачі зробимо розрахунок  кола зі змішаним з’єднанням.
Прийом «Працюємо разом»

РезисториR₄, R₅, R₆з’єднані послідовно, тому

R₄₅₆=R₄+R₅+R₆= 2 Ом +2 Ом+2 Ом =6 Ом

РезисториR₄₅₆ і R₃ з’єднані паралельно,тому

R₃₄₅₆ =  =  

Резистори R_3456, R₁ і R₂ з’єднані послідовно,тому R_заг = R₃₄₅₆+ R₁ +R₂=1,5 +2+2 =5,5 Ом

  R_заг=5,5 Ом

ІІ. Проведемо розрахунок напруг і струмів

За законом Ома  І_заг =U/R_заг, І_заг=55В/5,5Ом=10А      

     І_заг =І₁=І₃₄₅₆ =І₂=10 А

                                    U₁=I₁R₁ =2*10=20 В,

                                     U₃₄₅₆=I₁R₃₄₅₆=10*1,5=15 В,

                                    U₂=I₁R₂=10*2 = 20 В

 І_заг=І₃+І₄₅₆,

                                                   U₃₄₅₆ = U₃=U₄₅₆=15 В

                                                    І₃=U₃/R₃=15/2=7,5 А

                                                    І₄₅₆ = І_заг - І₃=10А -7,5 А = 2,5 А

І₄₅₆ =І₄=І₅=І₆=2,5А

                                             U₄=I₄R₄=2,5А*2 Ом=5 В.

Оскільки резистори   R₄=R₅=R₆=2 Ом, тоU₄=U₅ =U₆= 5 В.

Відповідь:R_заг=5,5 Ом, І₁= І₂ =10А, І₃=7,5А, І₄=І₅=І₆ =2,5А,U₁=U₂=20В,U₃=15 В,U₄=U₅ =U₆= 5 В.

Розум полягає не тільки в знанні,

але й в умінні застосовувати знання на ділі

Аристотель

VIII.    Домашнє завдання

·        Визначте опір ділянки АВ, якщоR= 1 Ом