При последовательном соединении проводников

2. Сила тока в цепи при параллельном соединении

Теперь рассмотрим следующую схему (рис. 2):

Рис. 2. Схема для исследования силы тока при параллельном соединении проводников

В качестве элементов цепи мы взяли две лампы (1а, 1б). Они также имеют свое сопротивление, поэтому мы их можем рассматривать наравне с резисторами. Эти две лампы соединены параллельно, соединяются они в точках А и Б. К каждой лампе подсоединен свой амперметр: соответственно, А1 и А2. Также есть амперметр А3, который измеряет силу тока во всей цепи. В цепь еще входит источник питания (3) и ключ (4).

Замкнув ключ, мы будем следить за показаниями амперметров. Амперметр А1 покажет силу тока, равную I1, в лампе 1а, амперметр А2 – cилу тока, равную I2, в лампе 1б. Что же касается амперметра А3, то он покажет силу тока, равную сумме токов в каждой отдельной взятой цепи, соединенных параллельно: I = I1 + I2. То есть, если сложить показания амперметров А1 и А2, то получим показания амперметра А3.

Стоит обратить внимание, что если одна из ламп перегорит, то вторая будет продолжать работать. При этом весь ток будет проходить через эту вторую лампу. Это очень удобно. Так, например, электроприборы в наших домах включаются в цепь параллельно. И если один из них выходит из строя, то остальные остаются в рабочем состоянии.

3. Эквивалентное сопротивление при параллельном соединении

Рис. 3. Схема для нахождения эквивалентного сопротивления при параллельном соединении

На схеме рис. 3 мы оставили один амперметр (2), но добавили в электрическую цепь вольтметр (5) для измерения напряжения. Точки А и Б являются общими и для первой (1а), и для второй лампы (1б), а значит, вольтметр измеряет напряжение на каждой из этих ламп (U1 и U2) и во всей цепи (U). Тогда U = U1 = U2.

Эквивалентным сопротивлением называется сопротивление, которое может заменить все элементы, входящие в данную цепь. Посмотрим, чему же оно будет равно при параллельном соединении. Из закона Ома можно получить, что:

В данной формуле R – эквивалентное сопротивление, R1 и R2 – сопротивление каждой лампочки, U = U1 = U2 – напряжение, которое показывает вольтметр (5). При этом мы используем то, что сумма токов в каждой отдельной цепи равна общей силе тока (I = I1 + I2). Отсюда можно получить формулу для эквивалентного сопротивления:

Если в цепи будет больше элементов, соединенных параллельно, то и слагаемых будет больше. Тогда придется вспомнить, как работать с простыми дробями.

Стоить отметить, что при параллельном соединении эквивалентное сопротивление будет достаточно малым. Соответственно, сила тока будет достаточно большой. Это стоит учитывать при включении в розетки большого количества электрических приборов. Ведь тогда сила тока возрастет, что может привести к перегреванию проводов и пожарам.

На следующем уроке мы рассмотрим другой тип соединения проводников – последовательное.

Список литературы

  1. Генденштейн Л.Э, Кайдалов А.Б., Кожевников В.Б. Физика 8 / Под ред. Орлова В.А., Ройзена И.И. – М.: Мнемозина.
  2. Перышкин А.В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
  3. Фадеева А.А., Засов А.В., Киселев Д.Ф. Физика 8. – М.: Просвещение.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

  1. Физика (Источник).
  2. Сверхзадача (Источник).
  3. Интернет-портал Nado5.ru (Источник).

Виды подчинения придаточных

Итак, выделяют четыре вида подчинения.

  • Последовательное подчинение – придаточные части зависят последовательно друг от друга, а одна из них – от главной. Я знаю (о чем?), что делать (для чего?), чтобы попасть туда (куда?), куда мне нужно.
  • Однородное – придаточные части отвечают на одинаковый вопрос и относятся к одному слову. Я спросил (о чем?), который час, где мы находимся и как добраться до аэропорта. В этом предложении три придаточных (зависимых) части, все они относятся к слову «спросил» и отвечают на вопрос «о чем?».
  • Неоднородное подчинение – придаточные части также относятся к одному слову, но вопросы к ним при этом задаются разные. Я должен поехать в этот город (зачем должен?), чтобы выполнить все задуманное, (почему должен?) потому что дел накопилось очень много.
  • Параллельное подчинение придаточных – зависимые части относятся к разным словам главного предложения и отвечают на совершенно разные вопросы. (Для чего?) Чтобы успеть на поезд, я должен рано выехать из дома к вокзалу (какому?), который находится в другой части города.

Параллельное подчинение придаточных

В чем разница между различными видами подчинения, мы выяснили. Кстати, в некоторых источниках неоднородное параллельное подчинение придаточных выделяют как один вид. Это присходит потому, что в обоих случаях вопросы к зависимым частям ставятся разные.
Если предложение сложноподчиненное с параллельным подчинением придаточных, то чаще всего одна зависимая часть располагается перед главной, а вторая – после.
Нужно выделить главную, основную часть предложения, определить количество придаточных и задать к ним вопросы. Только так мы убедимся, что перед нами действительно параллельное подчинение придаточных. Если вопросы будут разными, и задавать мы их будем от разных слов, значит, подчинение действительно параллельное. Когда я вышел на улицу, я вдруг вспомнил о том, что давным-давно собираюсь проведать своего приятеля. В этом предложении от сказуемого основной части «вспомнил» мы задаем вопрос «когда?» к первой придаточной, а от дополнения «о том» задаем вопрос «о чем?» ко второй. Значит, в данном случае используется параллельный способ подчинения.

Уметь определять границы частей предложения и правильно задавать вопросы от главной части нужно для того, чтобы не ошибиться при расстановке знаков препинания. Помним, что придаточные части отделяются от главной запятыми, которые ставятся перед союзом или союзным словом, связывающим части сложноподчиненного предложения.

Последовательная связь предложений в тексте

Комментарии преподавателя по изучаемому материалу

При выполнении задания вы можете столкнуться со следующими трудностями.

Возможные трудности

Добрые советы

Что делать, если кажется, что на место недостающего предложения подходят сразу несколько вариантов ответа?

Если в задании пропущено первое предложение, то воспользуйтесь следующими подсказками.

Первое предложение обычно задает тему текста. Еще точнее, тема текста задается во второй части первого предложения, ближе к его финалу. Посмотрите на варианты ответа с этой точки зрения. Найдите такой финал предложения, содержание которого раскрывается дальнейшим текстом.

Содержание первого предложения не должно противоречить содержанию последующего текста. Перечитайте внимательно текст и убедитесь, что между текстом в целом и выбранным вами предложением нет противоречий по смыслу.

Что делать, если трудно найти место, которое должно занимать в тексте пропущенное предложение?

Если в задании пропущено не первое предложение, то воспользуйтесь следующей подсказкой.

Ищите между предложениями текста смысловую несостыкованность. Для этого проследите внимательно, как развивается в тексте авторская мысль. Определите тему текста, выясните, все ли аргументы соответствуют тезису темы? Скорее всего, пропущенное предложение должно стоять на месте найденного смыслового несоответствия.

Способы связи предложений в тексте

Предложения в тексте связаны по смыслу. Связь эта проявляется на лексическом и грамматическом уровнях языка, см.: раздел Средства связи предложений в тексте.

Выделяются два основных способа связи предложений в тексте: последовательная (цепная) связь и параллельная связь.

Способ связи

Пример

Сущность способа

Последовательная (цепная) связь

Наконец, на страницах поэмы появляется Плюшкин, человек, не только лишённый каких-либо положительных качеств, но почти потерявший человеческий облик.

Он кажется человеком, попавшим в катастрофу, одичавшим на каком-то необитаемом острове.

Катастрофа превратила в руины его некогда процветающее имение, его дом похож на свалку, его одежда — «сплошная прореха».

В первом предложении смысловой акцент падает на характеристику Плюшкина. Во втором предложении эта информация становится основой для нового сообщения (Плюшкин похож на человека, попавшего в катастрофу). Основой для сообщения в третьем предложении становится информация второго предложения.

Поясним сущность цепной связи схемой.

Параллельная связь

Более глубокое нравственное падение человека демонстрирует образ Собакевича.

Собакевич неприветлив, жаден и груб.

Он кулак, т. е. умеет выжать свою выгоду из всего, не смущаясь сомнительностью сделки.

Он, кажется, мошенник: из-за выгоды готов пойти даже на шантаж.

https://bugaga.net.ru/ege/rus/theory/?n=7 bugaga.net.ru

В первом предложении смысловой акцент падает на характеристику Собакевича. Эта информация становится предметом для характеристики в остальных предложениях.

Поясним сущность параллельной связи схемой.

В речевой практике оба основных способа часто совмещаются.

Устная и письменная речь. Текст. Смысловая целостность текста

Язык существует в двух разновидностях речи: устной и письменной. С помощью устной речи люди непосредственно общаются друг с другом. Устная речь — это живое, непринуждённое и неподготовленное общение в режиме реального времени, и композиция этого общения всецело зависит от конкретной ситуации. Общение с помощью письменной речи, напротив, всегда подготавливается заранее и строится с учётом возможной временно́й дистанции между общающимися. Поэтому автор письменного сообщения заинтересован в том, чтобы оно было целостным и с точки зрения темы, и с точки зрения смысла, и с точки зрения композиции, т. е. было бы в собственном смысле слова текстом.

Текст (лат. textum — ткань, сплетение, соединение) — это последовательность предложений, связанных по смыслу и грамматически, созданная с целью охарактеризовать (раскрыть) некоторую тему. Употребляя слово текст, мы в основном имеем в виду нечто написанное. При этом не следует забывать, что есть такие жанры, которые, как правило, существуют в устной форме, но готовятся как письменные тексты (например, доклад или лекция).

Смысловая целостность текста связана с несколькими понятиями:

2) тема текста;

3) основная мысль текста;

4) раскрытие темы текста;

5) позиция автора текста.

Содержание текста — это то, о чём текст написан: какова его тема, основная мысль, как раскрывается эта основная мысль, какова позиция автора по отношению к теме.

Тема текста — это предмет либо явление, находящиеся в центре внимания автора. Усилия автора направлены на то, чтобы дать характеристику теме, раскрыть тему текста.

Основная мысль текста — это общая характеристика, данная в тексте теме.

Основная мысль иногда может быть напрямую выражена в тексте, а иногда выводится из его содержания.

Тема раскрывается через ряд связанных друг с другом суждений, каждое из которых прямо или косвенно характеризует тему. Суждения эти могут иметь, в свою очередь, разнообразную тематику. Частные темы, возникающие по мере раскрытия главной, называются микротемами. Учёт микротем необходим для выведения основной мысли текста.

Обратите внимание!

Тему текста необходимо отличать от любой его микротемы. Микротема раскрывает содержание лишь одной из частей текста. Тема же целого текста включает в себя (прямо или косвенно) все его микротемы. Кроме того, она всегда связана с основной мыслью текста и с позицией автора.

Позиция (точка зрения) автора. Выбирая тему текста и раскрывая её с помощью определённых микротем, автор текста проясняет для читателя свою ценностную позицию относительно темы и основной мысли текста. Он прямо или опосредованно выражает собственную оценку тезисов текста и явлений, отражённых в нём.

1.4. Способы соединения сопротивлений и расчет эквивалентного сопротивления электрической цепи

Сопротивления в электрических цепях могут быть соединены последовательно, параллельно, по смешанной схеме и по схемам «звезда», «треугольник». Расчет сложной схемы упрощается, если сопротивления в этой схеме заменяются одним эквивалентным сопротивлением Rэкв, и вся схема представляется в виде схемы на рис. 1.3, где R=Rэкв, а расчет токов и напряжений производится с помощью законов Ома и Кирхгофа.

Электрическая цепь с последовательным соединением элементов

Рис. 1.4

Рис. 1.5

Последовательным называют такое соединение элементов цепи, при котором во всех включенных в цепь элементах возникает один и тот же ток I (рис. 1.4).

На основании второго закона Кирхгофа (1.5) общее напряжение U всей цепи равно сумме напряжений на отдельных участках:

U = U1 + U2 + U3 или IRэкв = IR1 + IR2 + IR3,

откуда следует

(1.5)

Rэкв = R1 + R2 + R3.

Таким образом, при последовательном соединении элементов цепи общее эквивалентное сопротивление цепи равно арифметической сумме сопротивлений отдельных участков. Следовательно, цепь с любым числом последовательно включенных сопротивлений можно заменить простой цепью с одним эквивалентным сопротивлением Rэкв (рис. 1.5). После этого расчет цепи сводится к определению тока I всей цепи по закону Ома

,

и по вышеприведенным формулам рассчитывают падение напряжений U1, U2, U3 на соответствующих участках электрической цепи (рис. 1.4).

Недостаток последовательного включения элементов заключается в том, что при выходе из строя хотя бы одного элемента, прекращается работа всех остальных элементов цепи.

Электрическая цепь с параллельным соединением элементов

Параллельным называют такое соединение, при котором все включенные в цепь потребители электрической энергии, находятся под одним и тем же напряжением (рис. 1.6).

Рис. 1.6

В этом случае они присоединены к двум узлам цепи а и b, и на основании первого закона Кирхгофа (1.3) можно записать, что общий ток I всей цепи равен алгебраической сумме токов отдельных ветвей:

I = I1 + I2 + I3, т.е. ,

откуда следует, что

(1.6)

.

В том случае, когда параллельно включены два сопротивления R1 и R2, они заменяются одним эквивалентным сопротивлением

(1.7)

.

Из соотношения (1.6), следует, что эквивалентная проводимость цепи равна арифметической сумме проводимостей отдельных ветвей:

gэкв = g1 + g2 + g3.

По мере роста числа параллельно включенных потребителей проводимость цепи gэкв возрастает, и наоборот, общее сопротивление Rэкв уменьшается.

Напряжения в электрической цепи с параллельно соединенными сопротивлениями (рис. 1.6)

U = IRэкв = I1R1 = I2R2 = I3R3.

Отсюда следует, что

,

т.е. ток в цепи распределяется между параллельными ветвями обратно пропорционально их сопротивлениям.

По параллельно включенной схеме работают в номинальном режиме потребители любой мощности, рассчитанные на одно и то же напряжение. Причем включение или отключение одного или нескольких потребителей не отражается на работе остальных. Поэтому эта схема является основной схемой подключения потребителей к источнику электрической энергии.

Электрическая цепь со смешанным соединением элементов

Смешанным называется такое соединение, при котором в цепи имеются группы параллельно и последовательно включенных сопротивлений.

Рис. 1.7

Для цепи, представленной на рис. 1.7, расчет эквивалентного сопротивления начинается с конца схемы. Для упрощения расчетов примем, что все сопротивления в этой схеме являются одинаковыми: R1=R2=R3=R4=R5=R. Сопротивления R4 и R5 включены параллельно, тогда сопротивление участка цепи cd равно:

В этом случае исходную схему (рис. 1.7) можно представить в следующем виде (рис. 1.8):

Рис. 1.8

На схеме (рис. 1.8) сопротивление R3 и Rcd соединены последовательно, и тогда сопротивление участка цепи ad равно:

Тогда схему (рис. 1.8) можно представить в сокращенном варианте (рис. 1.9):

Рис. 1.9

На схеме (рис. 1.9) сопротивление R2 и Rad соединены параллельно, тогда сопротивление участка цепи аb равно

Схему (рис. 1.9) можно представить в упрощенном варианте (рис. 1.10), где сопротивления R1 и Rab включены последовательно.

Тогда эквивалентное сопротивление исходной схемы (рис. 1.7) будет равно:

Рис. 1.10

Рис. 1.11

В результате преобразований исходная схема (рис. 1.7) представлена в виде схемы (рис. 1.11) с одним сопротивлением Rэкв. Расчет токов и напряжений для всех элементов схемы можно произвести по законам Ома и Кирхгофа.

Соединение элементов электрической цепи по схемам «звезда» и «треугольник»

В электротехнических и электронных устройствах элементы цепи соединяются по мостовой схеме (рис. 1.12). Сопротивления R12, R13, R24, R34 включены в плечи моста, в диагональ 1–4 включен источник питания с ЭДС Е, другая диагональ 3–4 называется измерительной диагональю моста.

Рис. 1.12

Рис. 1.13

В мостовой схеме сопротивления R13, R12, R23 и R24, R34, R23 соединены по схеме «треугольник». Эквивалентное сопротивление этой схемы можно определить только после замены одного из треугольников, например треугольника R24 R34 R23 звездой R2 R3 R4 (рис. 1.13). Такая замена будет эквивалентной, если она не вызовет изменения токов всех остальных элементов цепи. Для этого величины сопротивлений звезды должны рассчитываться по следующим соотношениям:

Последовательное соединение проводников

В электротехнике большое значение имеет последовательное и параллельное соединение проводников в электрической цепи. Среди них часто используется схема последовательного соединения проводников предполагающая такое же соединение потребителей. В этом случае включение в цепь выполняется друг за другом в порядке очередности. То есть, начало одного потребителя соединяется с концом другого при помощи проводов, без каких-либо ответвлений.

Свойства такой электрической цепи можно рассмотреть на примере участков цепи с двумя нагрузками. Силу тока, напряжение и сопротивление на каждом из них следует обозначить соответственно, как I1, U1, R1 и I2, U2, R2. В результате, получились соотношения, выражающие зависимость между величинами следующим образом: I = I1 = I2, U = U1 + U2, R = R1 + R2. Полученные данные подтверждаются практическим путем с помощью проведения измерений амперметром и вольтметром соответствующих участков.

Таким образом, последовательное соединение проводников отличается следующими индивидуальными особенностями:

  • Сила тока на всех участках цепи будет одинаковой.
  • Общее напряжение цепи составляет сумму напряжений на каждом участке.
  • Общее сопротивление включает в себя сопротивления каждого отдельного проводника.

Данные соотношения подходят для любого количества проводников, соединенных последовательно. Значение общего сопротивления всегда выше, чем сопротивление любого отдельно взятого проводника. Это связано с увеличением их общей длины при последовательном соединении, что приводит и к росту сопротивления.

Если соединить последовательно одинаковые элементы в количестве n, то получится R = n х R1, где R – общее сопротивление, R1 – сопротивление одного элемента, а n – количество элементов. Напряжение U, наоборот, делится на равные части, каждая из которых в n раз меньше общего значения. Например, если в сеть с напряжением 220 вольт последовательно включаются 10 ламп одинаковой мощности, то напряжение в любой из них составит: U1 = U/10 = 22 вольта.

Проводники, соединенные последовательно, имеют характерную отличительную особенность. Если во время работы отказал хотя-бы один из них, то течение тока прекращается во всей цепи. Наиболее ярким примером является елочная гирлянда, когда одна перегоревшая лампочка в последовательной цепи, приводит к выходу из строя всей системы. Для установления перегоревшей лампочки понадобится проверка всей гирлянды.

Параллельное соединение проводников

В электрических сетях проводники могут соединяться различными способами: последовательно, параллельно и комбинированно. Среди них параллельное соединение это такой вариант, когда проводники в начальных и конечных точках соединяются между собой. Таким образом, начала и концы нагрузок соединяются вместе, а сами нагрузки располагаются параллельно относительно друг друга. В электрической цепи могут содержаться два, три и более проводников, соединенных параллельно.

Если рассматривать последовательное и параллельное соединение, сила тока в последнем варианте может быть исследована с помощью следующей схемы. Берутся две лампы накаливания, обладающие одинаковым сопротивлением и соединенные параллельно. Для контроля к каждой лампочке подключается собственный амперметр. Кроме того, используется еще один амперметр, контролирующий общую силу тока в цепи. Проверочная схема дополняется источником питания и ключом.

После замыкания ключа нужно контролировать показания измерительных приборов. Амперметр на лампе № 1 покажет силу тока I1, а на лампе № 2 – силу тока I2. Общий амперметр показывает значение силы тока, равное сумме токов отдельно взятых, параллельно соединенных цепей: I = I1 + I2. В отличие от последовательного соединения, при перегорании одной из лампочек, другая будет нормально функционировать. Поэтому в домашних электрических сетях используется параллельное подключение приборов.

С помощью такой же схемы можно установить значение эквивалентного сопротивления. С этой целью в электрическую цепь добавляется вольтметр. Это позволяет измерить напряжение при параллельном соединении, сила тока при этом остается такой же. Здесь также имеются точки пересечения проводников, соединяющих обе лампы.

В результате измерений общее напряжение при параллельном соединении составит: U = U1 = U2. После этого можно рассчитать эквивалентное сопротивление, условно заменяющее все элементы, находящиеся в данной цепи. При параллельном соединении, в соответствии с законом Ома I = U/R, получается следующая формула: U/R = U1/R1 + U2/R2, в которой R является эквивалентным сопротивлением, R1 и R2 – сопротивления обеих лампочек, U = U1 = U2 – значение напряжения, показываемое вольтметром.

Следует учитывать и тот фактор, что токи в каждой цепи, в сумме составляют общую силу тока всей цепи. В окончательном виде формула, отражающая эквивалентное сопротивление будет выглядеть следующим образом: 1/R = 1/R1 + 1/R2. При увеличении количества элементов в таких цепях – увеличивается и число слагаемых в формуле. Различие в основных параметрах отличают друг от друга и источников тока, позволяя использовать их в различных электрических схемах.

Параллельное соединение проводников характеризуется достаточно малым значением эквивалентного сопротивления, поэтому сила тока будет сравнительно высокой. Данный фактор следует учитывать, когда в розетки включается большое количество электроприборов. В этом случае сила тока значительно возрастает, приводя к перегреву кабельных линий и последующим возгораниям.

Законы последовательного и параллельного соединения проводников

Данные законы, касающиеся обоих видов соединений проводников, частично уже были рассмотрены ранее.

Для более четкого их понимания и восприятия в практической плоскости, последовательное и параллельное соединение проводников, формулы следует рассматривать в определенной последовательности:

  • Последовательное соединение предполагает одинаковую силу тока в каждом проводнике: I = I1 = I2.
  • Закон ома параллельное и последовательное соединение проводников объясняет в каждом случае по-своему. Например, при последовательном соединении, напряжения на всех проводниках будут равны между собой: U1 = IR1, U2 = IR2. Кроме того, при последовательном соединении напряжение составляет сумму напряжений каждого проводника: U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR.
  • Полное сопротивление цепи при последовательном соединении состоит из суммы сопротивлений всех отдельно взятых проводников, независимо от их количества.
  • При параллельном соединении напряжение всей цепи равно напряжению на каждом из проводников: U1 = U2 = U.
  • Общая сила тока, измеренная во всей цепи, равна сумме токов, протекающих по всем проводникам, соединенных параллельно между собой: I = I1 + I2.

Для того чтобы более эффективно проектировать электрические сети, нужно хорошо знать последовательное и параллельное соединение проводников и его законы, находя им наиболее рациональное практическое применение.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *