Параллельное соединение проводников

План ответа

1. Виды соединений проводников. 2. Закономерности параллельного соединения проводников. 3. Применение.

Современные материалы позволяют изготовить резисторы с самыми разнообразными значениями сопротивлений, но из этого не следует, что отсутствует необходимость разнообразного соединения проводников друг с другом. Это связано с современными технологиями производства. Потребители электрической энергии к их источникам также присоединяются различными способами.

Различают последовательное, параллельное и смешанное соединения проводников. При последовательном соединении (рис. 37, а) через все резисторы проходит один и тот же ток. При параллельном соединении (рис. 37, б) на всех резисторах создано одно и то же напряжение. При смешанном соединении используются и последовательное, и параллельное соединения проводников (рис. 37, в).

На рисунке 38 показано параллельное соединение двух проводников 1 и 2 с сопротивлениями R₁ и R₂. В этом случае электрический ток I разветвляется на две части. Силу тока в первом и втором проводниках обозначим через I₁ и I₂. Так как в точке разветвления проводников (в точке А) электрический заряд не накапливается, то заряд, поступающий в единицу времени в эту точку, равен заряду, уходящему из нее за это же время. Следовательно,

I = I₁+I₂ (1)

Напряжение U на проводниках, соединенных параллельно, одно и то же.

В осветительной сети поддерживается напряжение 220 или 127 В. На это напряжение рассчитаны приборы, потребляющие электрическую энергию. Поэтому параллельное соединение — самый распространенный способ соединения различных потребителей. В этом случае выход из строя одного прибора не отражается на работе остальных, тогда как при последовательном соединении выход из строя одного прибора размыкает всю цепь.

Применяя закон Ома для участка цепи с сопротивлениями R₁ и R₂, можно доказать, что величина, обратная полному сопротивлению участка АВ, равна сумме величин, обратных сопротивлениям отдельных проводников.

Действительно, заменим в формуле (1) значение

силы тока, пользуясь законом Ома: U/R = U/R₁ + U/R₂. Пос-

ле сокращения получим

(2)

R-iRn

Отсюда следует, что R = ------------------ .

Ri "Ь Rn

Формулы, аналогичные (1) и (2), можно применять к соединению любого числа проводников. Силы тока в проводниках и их сопротивления при параллельном соединении связаны соотношением I₁/I₂ = R₁/R₂

Для того чтобы измерить напряжение на участке цепи с сопротивлением R, к нему параллельно подключают вольтметр. Напряжение на вольтметре будет совпадать с напряжением на участке цепи (рис. 39).

Если сопротивление вольтметра R_V, то после включения его в цепь сопротивление участка будет RRy

уже не R, a R' = — — < R.

^у ' R + R_v

Из-за этого измеряемое напряжение на участке цепи уменьшится. Для того чтобы вольтметр не вносил заметных искажений в измеряемое напряжение, его сопротивление должно быть большим по сравнению с сопротивлением участка цепи, на котором измеряется напряжение. Вольтметр можно включить в сеть без риска, что он сгорит, если только он рассчитан на напряжение, превышающее напряжение сети.