§ 36. Паралельне з’єднання провідників

Яке з’єднання провідників називають послідовним?

За якими формулами визначають силу струму, напругу і опір при послідовному з’єднанні провідників у колі?

З паралельним з’єднанням провідників ви також уже зустрічалися: так, наприклад, приєднують вольтметр до провідника, на якому вимірюють напругу (див. рис. 107).

На практиці, в побуті паралельне з’єднання зустрічається частіше, ніж послідовне. Чому? Про це ви скоро дізнаєтеся.

На рисунку 126, а) зображено паралельне з’єднання двох лампочок, підключених через ключ до джерела струму. На рисунку 126, б) — схема цього з’єднання.

При паралельному з'єднанні всі провідники одним своїм кінцем приєднуються до однієї точки кола (А), а другим — до іншої точки (Б). Тому якщо підключити до цих точок (А і В) вольтметр, то він покаже напругу на ділянці AB, тобто і на одній лампі, і на іншій.

Напруга на кінцях усіх паралельно з’єднаних провідників однакова:

^и.=^и-

Якщо подивитися уважно на схему електричного кола (див. рис. 124, б), то видно, що коло в точці В розгалужується.

Частина струму йде в одну лампу, частина — в іншу. У точці А обидва струми сходяться знову.

При паралельному з’єднанні провідників сила струму в нероз-галуженій частині кола дорівнює сумі сили струму в окремих ділянках кола:

I=h ⁺ h-

Чому ж дорівнює загальний опір паралельно з’єднаних провідників?

Якщо замість одного провідника взяти два паралельно з’єднаних (скручених разом або розташованих окремо один від одного) провідники, το

відбувається ніби збільшення площі поперечного перерізу провідника. Справді, в електричного струму, тобто напрямленого руху вільних електронів, з’являється можливість рухатися вільніше і «відчувати» менший опір з боку кристалічної ґратки. З цього випливає, що загальний опір провідників зменшується і стає меншим від опору кожного з провідників, що входять у коло. Досліди підтверджують правильність нашого умовиводу.

Використовуючи закон Ома для ділянки кола, можна отримати формулу для розрахунку загального опору провідників, з’єднаних паралельно, опори яких різні.

Якщо паралельно з’єднані не два, а більша кількість провідників, то у формулах для визначення загальної сили струму і загального опору кількість доданків збільшиться і буде дорівнювати кількості провідників.

Якщо провідники однакові, підрахувати загальний опір паралельних провідників неважко. Так, при з’єднанні двох провідників із опорами

і R₂, за умови і?, = R₂, загальний опір буде у 2 рази меншим:

Тепер стає зрозумілою відповідь на запитання: чому паралельне з’єднання використовується частіше, ніж послідовне?

Перш за все, всі споживачі електричної енергії при паралельному з’єднанні працюють навіть у тому випадку, якщо один із них відключається. Коло залишається замкнутим, і струм не переривається. Крім того, всі

споживачі і пристрої можуть виготовлятися для використання в мережі

з однаковою напругою.

Запитання для самоперевірки

1. Яке з'єднання провідників називають паралельним?

Q. Яка з фізичних величин — I, U чи R — однакова для всіх провідників, з’єднаних паралельно?

3.    Що відбувається зі струмом у колі з паралельним з'єднанням провідників?

4.    Запишіть формулу для визначення загальної сили струму в колі, що складається з трьох паралельно з’єднаних провідників.

5.    Як ви можете пояснити той факт, що загальний опір паралельно з’єднаних провідників менший від опору кожного з провідників, які входять в це з’єднання?

6.    Запишіть формулу для визначення загального опору паралельно з’єднаних провідників.

Завдання 36

1. Що станеться, якщо викрутити одну з лампочок в колі, зображеному на рисунку 127.

Q. В яких точках електричного кола — А, В або C — треба поставити ключ (див. рис. 127), щоб можна було вимкнути лампу 3; щоб горіла тільки лампа 1?

3. Два провідники, опори яких= 5 Ом і R₂ = 3 Ом, з’єднані так, як показано на схемі (рис. 128).

Визначте покази амперметра, якщо вольтметр показує значення напруги 40 В.

4* Амперметр А (рис. 129, а) показує значення сили струму 1,6 А при напрузі 120 В. Опір = 100 Ом. Визначте значення опору і?₂і покази амперметрів A₁ і A₂.

5* Знайдіть загальний опір кола та силу струму в кожному з резисторів (рис. 129 б). До ділянки кола прикладена напруга 110 В, опір кожного резистора 200 Ом.

Лабораторна робота №5

Дослідження електричного кола з паралельним з’єднанням провідників

Мета роботи: експериментально дослідити взаємозв’язок між силою струму, напругою і опором провідників при їх паралельному з’єднанні.

Обладнання. 1. Лабораторне джерело живлення. 2. Два провідники (резистори). 3. Амперметр. 4. Вольтметр. 5. Реостат. 6. Ключ. 7. З’єднувальні дроти.

Хід роботи

1.    Накресліть схему електричного кола, що складається з двох паралельно з’єднаних резисторів.

2.    Складіть електричне коло.

3.    Виміряйте силу струму І, що проходить через нерозгалужену частина кола, а потім — силу струму I_v що протікає через один резистор, і силу струму I₂, що протікає через другий резистор. Результати запишіть в таблицю.

Таблиця

4.    Виміряйте напругу Uна кінцях резисторів, результат запишіть в таблицю.

5.    Розрахуйте опір і R₂ кожного резистора, а також загальний опір R паралельно з’єднаних резисторів. Дані запишіть у таблицю.

6.    Обчисліть величини, обернені опорам резисторів, і порівняйте їх суму з величиною, оберненою до загального опору.

7.    Зробіть висновки.

Домашнє завдання

1. Дайте відповіді на запитання:

—    Чому паралельне, а не послідовне з'єднання споживачів електроенергії застосовують найчастіше?

—    Через який з резисторів протікає більша сила струму і чому?

Q. Складіть схему підключення побудових приладів у вас вдома.

Це матеріал з Підручника Фізика 8 Клас Пістун