Последовательное соединение проводников

План ответа

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

Современные материалы позволяют изготовить резисторы с самыми разнообразными значениями сопротивлений, но из этого не следует, что отсутствует необходимость разнообразия 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. 43, а) через все резисторы проходит один и тот же ток. При параллельном со единении (рис. 43, б) на всех резисторах создано одно и то же напряжение. При смешанном соединении (рис. 43, в) используются и последовательное, и параллельное соединения проводников.

При последовательном соединении электрическая цепь не имеет разветвлений. Все проводники включают в цепь поочередно друг за другом. На рисунке 44 показано последовательное соединение двух проводников 1 и 2, имеющих сопротивления R₁ и R₂. Это могут быть две лампы, две обмотки электродвигателя и т. д.

Сила постоянного тока в обоих проводниках одинакова: I₁ = I₂ = I, так как в проводниках электрический заряд в случае постоянного тока не накапливается и через любое сечение проводника за определенный интервал времени проходит один и тот же заряд.

Напряжение (или разность потенциалов) на концах рассматриваемого участка цепи складывается из напряжений на первом и втором проводниках:

Применяя закон Ома для участка цепи I = U/R, можно доказать, что полное сопротивление при последовательном соединении равно сумме сопротивлений отдельных проводников.

Действительно, из формулы U = U₁ + U₂ получим IR = IR₁ + IR₂. После сокращения окажется, что R = R₁ + R₂. Аналогичную формулу можно применить для любого числа последовательно соединенных проводников.

Напряжения на проводниках и их сопротивления при последовательном соединении связаны соотношением: U₁/U₂ = R₁/R₂.

Для измерения силы тока в проводнике амперметр включают последовательно с этим проводником (рис. 45). Но нужно иметь в виду, что сам амперметр обладает некоторым сопротивлением R_A. Поэтому сопротивление участка цепи с включенным амперметром увеличивается, и при неизменном напряжении сила тока уменьшается в соответствии с законом Ома I = U/R. Чтобы амперметр оказывал как можно меньшее влияние на силу измеряемого им тока, его сопротивление делают очень малым. Это нужно помнить и никогда не пытаться «измерить силу тока» в осветительной сети, подключая амперметр к розетке. Произойдет короткое замыкание. Сила тока при малом сопротивлении прибора достигнет столь большой величины, что обмотка амперметра сгорит.

Билет № 7, вопрос 2, вариант 2.