Параллельное и последовательное соединение цепи: Последовательное и параллельное соединение проводников — урок. Физика, 8 класс.

Разное

Содержание

Последовательное и параллельное соединение проводников






























1.

Закономерности физических величин

1 вид — рецептивный

лёгкое

1 Б.

Проверка знания закономерностей между физическими величинами при различных видах соединения проводников.

2.

Соединение потребителей в быту

1 вид — рецептивный

лёгкое

1 Б.

Проверяются знания о соединении потребителей в быту.

3.

Напряжение на резисторах при параллельном соединении

1 вид — рецептивный

лёгкое

1 Б.

Требуется сделать вывод о величине напряжения на резисторе с учётом его подключения.

4.

Сопротивление ступенчатого реостата

1 вид — рецептивный

лёгкое

1 Б.

Использование формулы для нахождения сопротивления проводников при последовательном соединении и нахождение сопротивления включённой части ступенчатого реостата.

5.

Расчёт количества потребителей при параллельном соединении

2 вид — интерпретация

среднее

1 Б.

Требуется рассчитать количество потребителей при их параллельном соединении.

6.

Расчёт количества потребителей при последовательном соединении

2 вид — интерпретация

среднее

1 Б.

Требуется рассчитать количество потребителей при их последовательном соединении.

7.

Последовательное соединение двух проводников (вычисление величин)

2 вид — интерпретация

среднее

6 Б.

Учащиеся вычисляют силу тока, напряжение и сопротивление последовательно соединённых проводников.

8.

Параллельное соединение двух проводников

2 вид — интерпретация

среднее

6 Б.

Учащиеся вычисляют силу тока, напряжение и сопротивление параллельно соединённых проводников.

9.

Последовательное соединение трёх проводников 1

2 вид — интерпретация

среднее

8 Б.

Учащиеся вычисляют силу тока, напряжение и сопротивление последовательно соединённых проводников.

10.

Последовательное соединение трёх проводников 2

2 вид — интерпретация

среднее

8 Б.

Учащиеся вычисляют силу тока, напряжение и сопротивление последовательно соединённых проводников.

11.

Последовательное соединение трёх проводников 3

2 вид — интерпретация

среднее

8 Б.

Учащиеся вычисляют силу тока, напряжение и сопротивление последовательно соединённых проводников.

12.

Напряжение на резисторах при последовательном соединении

2 вид — интерпретация

среднее

1 Б.

Учащиеся делают вывод о величине напряжения на резисторе с учётом его подключения.

13.

Параллельное соединение трёх проводников 1

2 вид — интерпретация

среднее

8 Б.

Учащиеся находят силу тока, напряжение и сопротивление параллельно соединённых проводников.

14.

Параллельное соединение трёх проводников 2

2 вид — интерпретация

среднее

8 Б.

Учащиеся находят силу тока, напряжение и сопротивление параллельно соединённых проводников.

15.

Параллельное соединение трёх проводников 3

2 вид — интерпретация

среднее

8 Б.

Учащиеся находят силу тока, напряжение и сопротивление параллельно соединенных проводников.

16.

Параллельное соединение трёх проводников 4

2 вид — интерпретация

среднее

8 Б.

Учащиеся находят силу тока, напряжение и сопротивление параллельно соединённых проводников.

17.

Сравнение сопротивлений проводников, соединённых последовательно

2 вид — интерпретация

среднее

1 Б.

Учащиеся сравнивают сопротивление проводников, соединённых последовательно, используя диаграмму напряжений.

18.

Сравнение физических величин при параллельном соединении проводников

2 вид — интерпретация

среднее

2 Б.

Требуется сравнить силу тока и напряжение на параллельно соединённых потребителях.

19.

Сравнение физических величин при последовательном соединении проводников

2 вид — интерпретация

среднее

2 Б.

Требуется сравнить силу тока и напряжение на последовательно соединённых потребителях.

20.

Сопротивление второго проводника

2 вид — интерпретация

среднее

1 Б.

Проверяется умение читать круговую диаграмму и использовать её для нахождения сопротивления проводника.

21.

Последовательное соединение двух проводников

2 вид — интерпретация

среднее

6 Б.

Учащиеся находят силу тока, напряжение и сопротивление последовательно соединённых проводников.

22.

Последовательное соединение

2 вид — интерпретация

среднее

2 Б.

Определение диапазона сопротивления, если в цепи имеется реостат.

23.

Электрические цепи

2 вид — интерпретация

среднее

1 Б.

Расчёт общей силы тока в цепи (последовательное или параллельное соединение).

24.

Электрические цепи

2 вид — интерпретация

среднее

1 Б.

Расчёт падения напряжения на каждом проводнике, если дано общее напряжение.

25.

Параллельное соединение

2 вид — интерпретация

среднее

2 Б.

Вычисление общей силы тока в цепи.

26.

Электрические цепи

2 вид — интерпретация

среднее

2 Б.

Расчёт общего сопротивления при смешанном подключении.

27.

Параллельное соединение

2 вид — интерпретация

среднее

1 Б.

Расчёт общего сопротивления, если сопротивление всех потребителей одинаково.

28.

Вычисление силы тока в смешанном соединении

3 вид — анализ

сложное

1 Б.

Учащиеся вычисляют силу тока в цепи со смешанным соединением проводников.

Параллельное соединение — урок. Физика, 8 класс.

При параллельном соединении все потребители подключены к источнику тока независимо друг от друга и образуют разветвлённую цепь.

При параллельном соединении все потребители подключены к одному источнику тока, между клеммами которого имеется определённое напряжение.

Каждый потребитель получает полное напряжение цепи.
 

U=U1=U2=U3=…

При параллельном соединении общий ток является суммой токов, протекающих через отдельные потребители.

 

I=I1+I2+I3+…

 

Общее сопротивление потребителей, находящихся в параллельном соединении, будет наименьшим (меньше, чем наименьшее из сопротивлений параллельно подключённых потребителей).
Если параллельно соединены \(n\) потребителей, а сопротивление каждого из них одинаково и равно \(R\), тогда общее сопротивление цепи будет равно \(R : n\).

Можно сделать вывод о том, что при увеличении числа потребителей общая сила тока неограниченно возрастает, что может привести к пожару.

 

Обрати внимание!

В одну розетку нельзя включать несколько мощных потребителей, так как перенагруженные провода нагреваются и могут загореться.

В квартире потребители включены в параллельное соединение. Подводка электричества, входящего в квартиру, состоит из нескольких проводов, которые проходят через счётчик, измеряющий потребление электроэнергии. Электрический ток течёт через предохранители, которые подключены последовательно и предусмотрены для определённой силы тока в цепи. Они размыкают цепь в случае опасной перегрузки.

Электрический кабель, который используется в электрической цепи квартиры, имеет три провода. Третий провод является заземлением.

Преимуществом параллельного соединения является то, что при отключении одного из потребителей, остальные продолжают работать.

Источники:

 

Fizika 9. klasei/Ilgonis Vilks. — Rīga: Zvaigzne ABC, 2008. — 159 lpp.: izmantotā literatūra: 117, lpp.
(Физика для 9 класса// Илгонис Вилкс. — Рига: Zvaigzne ABC, 2008. — 159 стр.: использованная литература: 117. стр.)
Fizika pamatskolai 2. daļa// V. Rasmane, A. Vītols, Ā. Cacāne. — Rīga: RAKA, 2006. — 136 lpp.: il.-izmantotā literatūra: 84, lpp.
(Физика для начальной школы, 2 часть// Расмане В., Витолс А., Цацане А. — Рига: RAKA, 2006. — 136 стр.: ил.-использованная литература: 84. стр.)
http://www.ndg.lv/latvian/Macibas/FizInter/b2.2.4.htm
http://www.goerudio.com/demo/paralelais_slegums
http://www.ndg.lv/latvian/Macibas/FizInter/b2.2.4.htm

Добротность и энергия катушки индуктивности. Варианты соединения.

Продолжаем обсуждение катушек индуктивности! В первой статье (ссылка) мы обсудили все основные аспекты, а именно устройство катушек, принцип работы и их поведение при использовании в цепях постоянного и переменного тока. Но некоторые моменты остались незатронутыми, собственно, их мы и обсудим в этой статье 🙂 И начнем с очень важной характеристики, а именно добротности катушки индуктивности.

Активное сопротивление и добротность катушки индуктивности.

Итак, начнем мы с того, что обсудим некоторые характеристики катушек индуктивности, с которыми мы не успели познакомиться в предыдущей статье. И для начала рассмотрим активное сопротивление катушки.

Рассматривая примеры включения катушек в различные цепи мы считали их активное сопротивление равным 0 (такие катушки называют идеальными). Но на практике любая катушка обладает ненулевым активным сопротивлением. Таким образом реальную катушку индуктивности можно представить как идеальную катушку и последовательно включенный резистор:

Идеальная катушка, как вы помните, не оказывает никакого сопротивления постоянному току, и напряжение на ней равно 0. В случае с реальной катушкой ситуация несколько меняется. При протекании по цепи постоянного тока напряжение на катушке будет равно:

U_L = IR_а

Ну а поскольку частота тока равна 0 (постоянный ток), то реактивное сопротивление будет равно:

X_L = 2\pi f L = 0

А что же будет происходить при включении реальной катушки индуктивности в цепь переменного тока? Давай разбираться. Представим, что по данной цепи течет переменный ток i, тогда общее напряжение на цепи будет складываться из следующих компонент:

u = iR + u_L

Напряжение на идеальной катушке, как вы помните, выражается через ЭДС самоиндукции:

u_L = -\varepsilon_L = L\frac{di}{dt}

И мы получаем для напряжения на реальной катушке индуктивности:

u = iR + L\frac{di}{dt}

Отношение реактивного (индуктивного) сопротивления к активному называется добротностью и обозначается буквой Q:

Q = \frac{X_L}{R}

Раз активное сопротивление R идеальной катушки равно 0, то значит ее добротность Q будет бесконечно большой.2}{2}

Давайте переходить к вариантам соединения катушек между собой… Все расчеты мы будем производить для идеальных катушек индуктивности, то есть их активные сопротивления равны 0. К слову, в большинстве теоретических задач и примеров, рассматриваются именно идеальные катушки. Но не стоит забывать о том, что в реальных цепях активное сопротивление не равно 0 и его необходимо учитывать при проведении любых расчетов.

Последовательное соединение катушек индуктивности.

При последовательном соединении катушек индуктивности их можно заменить одной катушкой с величиной индуктивности, равной:

L_0 = L_1 + L_2

Вроде бы все просто, проще некуда, но тут есть один важный момент. Данная формула справедлива только в том случае, если катушки расположены на на таком расстоянии друг от друга, что магнитное поле одной катушки не пересекает витков другой:

Если же катушки расположены близко друг к другу и часть магнитного поля одной катушки пронизывает вторую, то тут ситуация совсем другая. Возможно два варианта:

  • магнитные потоки катушек имеют одинаковое направление
  • магнитные потоки направлены навстречу друг другу

Первый случай называется согласным включением катушек – начало второй катушки подключается к концу первой. А второй вариант называют встречным включением – конец второй катушки подключается к началу первой. На схемах начало катушки обозначают символом “*“. Таким образом, на схеме, которая представлена на рисунке мы имеем согласное включение катушек индуктивности. Для этого случая общая индуктивность определяется так:

L = L_1 + L_2 + 2M

Где M – взаимная индуктивность катушек. При встречном включении последовательно соединенных катушек индуктивности:

L = L_1 + L_2\medspace-\medspace 2M

Можно заметить, что если потоки имеют одинаковое направление (согласное включение), то общая индуктивность увеличивается на двойную величину взаимной индуктивности. А если потоки направлены навстречу друг другу – уменьшается на ту же самую величину.2}{L_1 + L_2 + 2M}

Также как и в случае с последовательным соединением, при согласном включении общая индуктивность будет больше, чем при встречном включении, поскольку знаменатель дроби будет меньше.

Собственно, на этом мы и заканчиваем рассмотрение катушек индуктивности. Ранее мы изучили конденсаторы и резисторы, а в будущих статьях нам предстоит работать с цепями, включающие все эти элементы в разных комбинациях 🙂 Так что подписывайтесь на обновления и не пропускайте новые статьи на нашем сайте!

ФИЗИКА: ЗАДАЧИ на Параллельное соединение

Задачи на Параллельное соединение
проводников с решениями

Формулы, используемые на уроках «Задачи на Параллельное соединение проводников»

Название величины
Обозначение
Единица измерения
Формула
Сила тока
I
А
I = U / R
Напряжение
U
В
U = IR
Сопротивление
R
Ом
R = U / I
Сила тока на участке цепи
I
A
I = I1 + I2
Напряжение на концах участка
U
B
U = U1 = U2
Сопротивление участка цепи
R
Ом


ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ


Задача № 1.
 Два проводника сопротивлением 200 Ом и 300 Ом соединены параллельно. Определить полное сопротивление участка цепи.


Задача № 2.
 Два резистора соединены параллельно. Сила тока в первом резисторе 0,5 А, во втором — 1 А. Сопротивление первого резистора 18 Ом. Определите силу тока на всем участке цепи и сопротивление второго резистора.


Задача № 3.
 Две лампы соединены параллельно. Напряжение на первой лампе 220 В, сила тока в ней 0,5 А. Сила тока в цепи 2,6 А. Определите силу тока во второй лампе и сопротивление каждой лампы.


Задача № 4.
 Определите показания амперметра и вольтметра, если по проводнику с сопротивлением R1 идёт ток силой 0,1 А. Сопротивлением амперметра и подводящих проводов пренебречь. Считать, что сопротивление вольтметра много больше сопротивлений рассматриваемых проводников.


Задача № 5.
 В цепи батареи параллельно включены три электрические лампы. Нарисуйте схему включения двух выключателей так, чтобы один управлял двумя лампами одновременно, а другой — одной третьей лампой.

Ответ: 


Задача № 6.
 Лампы и амперметр включены так, как показано на рисунке. Во сколько раз отличаются показания амперметра при разомкнутом и замкнутом ключе? Сопротивления ламп одинаковы. Напряжение поддерживается постоянным.

  

 


Задача № 7.
 Напряжение в сети 120 В. Сопротивление каждой из двух электрических ламп, включенных в эту сеть, равно 240 Ом. Определите силу тока в каждой лампе при последовательном и параллельном их включении.


Задача № 8.
Две электрические лампы включены параллельно под напряжение 220 В. Определите силу тока в каждой лампе и в подводящей цепи, если сопротивление одной лампы 1000 Ом, а другой 488 Ом.


Задача № 9.
 В цепь включены две одинаковые лампы. При положении ползунка реостата в точке В амперметр А1 показывает силу тока 0,4 А. Что показывают амперметры А и А2 ? Изменятся ли показания амперметров при передвижении ползунка к точке А?


Задача № 10.
  ОГЭ
 В сеть напряжением U = 24 В подключили два последовательно соединённых резистора. При этом сила тока составила I1 = 0,6 А. Когда резисторы подключили параллельно, суммарная сила тока стала равной I2 = 3,2 А. Определить сопротивления резисторов.


Задача № 11.
   ЕГЭ
 Миллиамперметр, рассчитанный на измерение тока до IА = 25 мА, имеющий внутреннее сопротивление RA = 10 Ом, необходимо использовать как амперметр для измерения токов до I = 5 А. Какое сопротивление должен иметь шунт?


Краткая теория для решения Задачи на Параллельное соединение проводников.

 


Это конспект по теме «ЗАДАЧИ на Параллельное соединение проводников». Выберите дальнейшие действия:

 

Параллельное соединение резистора и конденсатора


Автор Aluarius На чтение 5 мин. Просмотров 954 Опубликовано

Для чего предназначены резисторы и конденсаторы

Резисторы – одни из наиболее распространённых элементов в электронике. Их главное назначение – сопротивление течению тока и преобразовывать его в тепло. Главной характеристикой данных элементов является значение R.

Чем больше величина R, тем большая часть электроэнергии сможет рассеется в тепло. В схемах, которые питаются небольшим напряжением от 5 до 12 В, чаще всего используют резисторы имеющие величину R от 100 Ом до 100 кОм.

Конденсаторы – устройства, главная задача которых накапливать электрические заряды. Стоит отметить, что эту же функцию выполняет и аккумулятор, но в отличие от батареи конденсатор сразу же отдаёт весь накопившийся заряд. Величина, которую способно накопить устройство, называют «ёмкость».

Когда подсоединяется цепь к источнику электроэнергии: через конденсатор течет электрический ток. Сила тока в начале прохождения через устройство имеет наивысшее значение, в это же время напряжение станет низким.

После того, как устройство начнет накопление заряда, сила тока упадёт до нуля, а напряжение наоборот станет увеличиваться.

Особенности соединения резистора и конденсатора в цепи

Существует два типа соединения резисторов и конденсаторов: параллельное и последовательное.

Параллельное соединение резистора и конденсатора

Для того, чтобы осуществить параллельное соединение резистора и конденсатора, необходимо объединить все элементы цепи двумя узлами. Они не должны иметь связи с другими элементами.

При таком соединении, величина напряжения между обоими узлами станет падать, и оно станет равным для каждого элемента. А величина, которая обратна общему R, будет равняться сумме величин, которые обратны R всех проводников.

Когда осуществляется параллельное соединение резисторов, проводимость всех резисторов станет равняться проводимости цепи.

Если резистор соединить к заряженному конденсатору то вполне возможно короткое замыкание.

Последовательное соединение

Последовательное соединение – связка элементов между собой так, чтобы начальный участок цепи не имел ни одного узла. При таком соединении величина тока на проводниках станет равна между собой.

Когда осуществляется последовательное соединение всех элементов, то их общая ёмкость имеет формулу 1/Собщ = 1/С1 + 1/С2 + … + 1/Сn.

Как рассчитать импеданс в цепи

Импеданс – полное R тока, который обозначается Z. Этот параметр – отражение меняющегося во времени значения тока. Импеданс – векторная величина, которая состоит из двух значений: активное и реактивное сопротивление.

Активная часть импеданса, которая обозначается R – это мера степени, с которой материал будет противостоять движению электронов между атомными частицами. Чем легче атомные частицы освобождают или принимают электроны, тем ниже и сопротивление.

К материалам с минимальным сопротивлением можно отнести сталь, алюминий, золото. Самое большое значение R имеют стекло, слюда, полиэтилен и чаще всего их называют изоляторы или диэлектрики.

Стоит отметить! Активное R, имеет одно и тоже значение, как при последовательном, так и при параллельном соединении.

Если использовать резисторы в цепях синусоидального тока, то термин «импеданс» будет использоваться для обозначения сопротивления R=Z.

Практические расчеты импеданса чаще всего выполняются по следующей формуле:

Z = Um/Im.

Реактивное сопротивление обозначается X и является выражением степени, с которой электронный компонент схемы станет хранить или высвобождать электроэнергию, в то время, когда сила тока и значение напряжения станет колебаться при каждом цикле. Реактивное сопротивление выражается в числе Ом.

Энергия будет храниться и выделяться в двух типах:

  • Магнитного поля. Реактивная часть является индуктивной.
  • Электрического поля.

Как рассчитать время разряда и заряда конденсатора через резистор

Чтобы осуществить заряд устройства, нужно включить устройство в цепь и присоединить к зажимам генератора. Как вы уже знаете, генератор имеет внутреннее сопротивление.

Если резистор подключить к заряженному конденсатору то ключ будет замкнут и конденсатор начнёт зарядку до напряжения между обкладками, которая станет равна э.д.с генератора и равна Uc=E. При этом, обкладка которая соединена с положительным зажимом, получит положительный заряд, вторая же получит отрицательный заряд.

Чтобы обе обкладки устройства полностью зарядились, нужно, чтобы одни из них приобрела определенное количество электронов, а вторая столько же потеряла.

Зарядный ток в цепи будет протекать сотые доли секунды, пока величина напряжения на устройстве достигнет такой же уровня, что и на генераторе. В то время, пока конденсатор будет заряжаться, по всей цепи будет проходить зарядный ток. Вначале он будет иметь максимальную величину, т.к. величина напряжения станет равна 0.

По мере того как конденсатор станет заряжаться, величина R на нём будет падать.

Время процесса зарядки будет зависеть от следующих величин:

  1. Внутреннее сопротивление электрического генератора.
  2. Способность конденсатора принять количество тока.

Для того, чтобы разрядить устройство нужно отключить его от генератора переменного тока и присоединить к его обкладкам сопротивление. Дело в том, что на обкладках уже есть разность потенциалов, поэтому в цепи потечет ток.

Он будет проходить от одной обкладки через сопротивление к другой. Процесс разряда будет проходить до тех пор, пока обе обкладки не станут равны, т.е. пока напряжение между ними станет равно 0.

В самом начале, напряжение будет максимальным, сила тока – наибольшая. Как только начнется разрядка, напряжение и сила тока будут уменьшаться.

Продолжительность разряда устройства имеет зависимость от:

  • Отношению заряда к разности потенциалов;
  • Удельному электрическому сопротивлению.

Чем значение сопротивления выше, тем дольше будет происходить разряд конденсатора. Это можно объяснить тем, что при максимальном сопротивлении, сила тока небольшая, а величина заряда станет медленно уменьшаться.

Важно! Заряженный конденсатор не станет пропускать постоянный ток, потому что диэлектрик между его положительной и отрицательной обкладками будет размыкать цепь.

Для того, чтобы рассчитать время заряда и разряда на устройстве, лучше всего воспользоваться онлайн калькулятором.

Электротехника часть 4. Соединение элементов цепи

Всем доброго времени суток. В прошлой статье я рассмотрел закон Ома, применительно к электрическим цепям, содержащие источники энергии. Но в основе анализа и проектирования электронных схем вместе с законом Ома лежат также законы баланса токов, называемым первым законом Кирхгофа, и баланса напряжения на участках цепи, называемым вторым законом Кирхгофа, которые рассмотрим в данной статье. Но для начала выясним, как соединяются между собой приёмники энергии и какие при этом взаимоотношения между токами, напряжениями и сопротивлениями.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

Последовательное соединение приемников энергии

Приемники электрической энергии можно соединить между собой тремя различными способами: последовательно, параллельно или смешано (последовательно — параллельно). Вначале рассмотрим последовательный способ соединения, при котором конец одного приемника соединяют с началом второго приемника, а конец второго приемника – с началом третьего и так далее. На рисунке ниже показано последовательное соединение приемников энергии с их подключением к источнику энергии

Пример последовательного подключения приемников энергии.

В данном случае цепь состоит из трёх последовательных приемников энергии с сопротивлением R1, R2, R3 подсоединенных к источнику энергии с напряжением U. Через цепь протекает электрический ток силой I, то есть, напряжение на каждом сопротивлении будет равняться произведению силы тока и сопротивления

Таким образом, падение напряжения на последовательно соединённых сопротивлениях пропорциональны величинам этих сопротивлений.

Из вышесказанного вытекает правило эквивалентного последовательного сопротивления, которое гласит, что последовательно соединённые сопротивления можно представить эквивалентным последовательным сопротивлением величина, которого равна сумме последовательно соединённых сопротивлений. Это зависимость представлена следующими соотношениями

где R – эквивалентное последовательное сопротивление.

Применение последовательного соединения

Основным назначением последовательного соединения приемников энергии является обеспечение требуемого напряжения меньше, чем напряжение источника энергии. Одними из таких применений является делитель напряжения и потенциометр

Делитель напряжения (слева) и потенциометр (справа).

В качестве делителей напряжения используют последовательно соединённые резисторы, в данном случае R1 и R2, которые делят напряжение источника энергии на две части U1 и U2. Напряжения U1 и U2 можно использовать для работы разных приемников энергии.

Довольно часто используют регулируемый делитель напряжения, в качестве которого применяют переменный резистор R. Суммарное сопротивление, которого делится на две части с помощью подвижного контакта, и таким образом можно плавно изменять напряжение U2 на приемнике энергии.

Параллельное соединение приемников энергии

Ещё одним способом соединения приемников электрической энергии является параллельное соединение, которое характеризуется тем, что к одним и тем же узлам электрической цепи присоединены несколько преемников энергии. Пример такого соединения показан на рисунке ниже

Пример параллельного соединения приемников энергии.

Электрическая цепь на рисунке состоит из трёх параллельных ветвей с сопротивлениями нагрузки R1, R2 и R3. Цепь подключена к источнику энергии с напряжением U, через цепь протекает электрический ток с силой I. Таким образом, через каждую ветвь протекает ток равный отношению напряжения к сопротивлению каждой ветви

Так как все ветви цепи находятся под одним напряжением U, то токи приемников энергии обратно пропорциональны сопротивлениям этих приемников, а следовательно параллельно соединённые приемники энергии можно заметь одним приемником энергии с соответствующим эквивалентным сопротивлением, согласно следующих выражений

Таким образом, при параллельном соединении эквивалентное сопротивление всегда меньше самого малого из параллельно включенных сопротивлений.

Смешанное соединение приемников энергии

Наиболее широко распространено смешанное соединение приемников электрической энергии. Данной соединение представляет собой сочетание последовательно и параллельно соединенных элементов. Общей формулы для расчёта данного вида соединений не существует, поэтому в каждом отдельном случае необходимо выделять участки цепи, где присутствует только лишь один вид соединения приемников – последовательное или параллельное. Затем по формулам эквивалентных сопротивлений постепенно упрощать данные участи и в конечном итоге приводить их к простейшему виду с одним сопротивлением, при этом токи и напряжения вычислять по закону Ома. На рисунке ниже представлен пример смешанного соединения приемников энергии

Пример смешанного соединения приемников энергии.

В качестве примера рассчитаем токи и напряжения на всех участках цепи. Для начала определим эквивалентное сопротивление цепи. Выделим два участка с параллельным соединением приемников энергии. Это R1||R2 и R3||R4||R5. Тогда их эквивалентное сопротивление будет иметь вид

В результате получили цепь из двух последовательных приемников энергии R12R345 эквивалентное сопротивление и ток, протекающий через них, составит

Тогда падение напряжения по участкам составит

Тогда токи, протекающие через каждый приемник энергии, составят

Что такое параллельное и последовательное подключение? — Комплект батарейки VRUZEND DIY

Параллельное соединение и последовательное соединение — это две разные ориентации для соединения элементов батареи (или любой другой электроники, если на то пошло).

абсолютно критично, чтобы вы понимали разницу между параллельным и последовательным подключением до , когда вы начнете собирать батарею. В противном случае вы можете попасть в опасную ситуацию: короткое замыкание аккумуляторных элементов и возгорание.Не волнуйтесь — параллельное и последовательное подключение очень просто понять. Как только вы узнаете, как они работают, вы точно будете знать, как избежать опасных сценариев и безопасно построить аккумулятор.

Параллельные соединения

Начнем с параллельных подключений. Параллельное соединение между элементами батареи — это соединение, при котором все положительные клеммы элементов соединены вместе, и все отрицательные клеммы также соединены вместе, но отдельно от положительных клемм.

На схеме выше показана одна ячейка, две ячейки, соединенные параллельно, и три ячейки, соединенные параллельно. Теоретически вы можете соединить бесконечное количество ячеек параллельно, просто выровняв ячейки и соединив вместе все их положительные выводы, а затем все их отрицательные выводы.

При параллельном подключении аккумуляторных элементов увеличивается их емкость. По сути, вы создаете одну большую ячейку из нескольких меньших ячеек.Общая емкость объединенных ячеек равна количеству ячеек, соединенных параллельно, умноженному на емкость каждой ячейки. Например, если вы используете ячейки 3,5 Ач и соединяете две ячейки параллельно, вы создали одну ячейку 7 Ач. Если вы проделаете то же самое с тремя ячейками, вы получите ячейку 10,5 Ач. Вы можете увидеть это на диаграмме ниже.

Итак, теперь вы понимаете, как работают параллельные соединения и как они создают большие аккумуляторные элементы с большей емкостью.Эти более крупные ячейки часто называют параллельными модулями, параллельными группами, а иногда просто «модулями» или «группами» для краткости.

Еще одно дополнительное преимущество создания подобных параллельных групп состоит в том, что они могут поддерживать больший ток, чем отдельные ячейки, из которых они сделаны. Например, предположим, что каждая из этих ячеек, которые мы подключаем параллельно, может поддерживать ток 5 А или 5 А. Это означает, что одна ячейка может питать нагрузку 5 А, но не может питать большую нагрузку или может перегреться. Если у нас есть две параллельные ячейки, мы можем удвоить пропускную способность ячеек по току.Создав этот двухэлементный модуль, мы теперь можем запитать нагрузку 10 А. Если мы объединим три ячейки параллельно, этот трехэлементный модуль сможет выдерживать нагрузку 15 А и так далее. Вот как вы можете создать батареи большей мощности, просто добавив больше ячеек параллельно. Даже «слабые» элементы, которые не могут поддерживать большую мощность, могут быть подключены параллельно, и их достаточное количество может питать нагрузку большой мощности. Но всегда важно убедиться, что у вас достаточно параллельных ячеек для поддержки вашей нагрузки.

Соединения серии

А теперь пора поговорить о последовательном подключении.Последовательные соединения по существу противоположны параллельным соединениям. В последовательном соединении вы подключаете положительную клемму одной ячейки к отрицательной клемме следующей ячейки. Подумайте об этом, как о том, как засунуть элементы батареи в фонарик. Когда все клетки попадают в трубку, они выстраиваются в линию с положительным выводом каждой клетки, прижимающимся к отрицательному выводу следующей клетки.

При использовании наборов VRUZEND вы не можете выстроить ячейки в линию прямо, как ячейки выше.Вместо этого вы будете использовать шины для создания того же электрического соединения в другой физической ориентации. Таким образом, ячейки будут размещены по-другому, но с электрической точки зрения это будет одно и то же.

Для этого нам нужно перевернуть все остальные ячейки. Как правило, мы будем чередовать положительный и отрицательный полюсы на каждой ячейке, направленной вверх. На диаграмме ниже показано, как мы можем создать такое же последовательное соединение между тремя ячейками, используя клеммные заглушки VRUZEND.

Это то же самое, что и три аккумуляторных элемента в линию, за исключением того, что теперь они расположены рядом друг с другом. Вместо стыковки клемм клеммы соединяются шинами. В любом случае ячейки по-прежнему связаны положительными и отрицательными соединениями между каждой ячейкой, что делает это последовательным соединением. Этот процесс может быть расширен, теоретически до бесконечности, для создания длинных последовательных соединений многих ячеек. На схеме ниже показаны восемь последовательно соединенных ячеек.

Обратите внимание, как на схеме выше каждая шина, выполняющая последовательное соединение, чередуется. Например, верхняя часть первых двух ячеек соединена, но нижняя часть тех же первых двух ячеек соединена , а не . Для каждой шины, выполняющей последовательное соединение наверху ячеек, одно и то же место не подключается в нижней части ячеек, и наоборот. Это чрезвычайно важно, . Если бы вы соединили верхнюю и нижнюю части ячеек в этой ориентации, вы бы создали короткое замыкание.Это связано с тем, что ячейки имеют чередующуюся ориентацию, причем положительный конец каждой ячейки либо вверх, либо вниз, противоположный ориентации до и после ячейки.

Помните, что параллельные ячейки соединены как сверху, так и снизу ячеек, но это только потому, что все эти ячейки обращены одинаково. Когда ячейки обращены в противоположные стороны и, следовательно, при последовательном соединении, вы должны быть осторожны, чтобы не соединить одновременно верх и низ одной и той же ячейки. Вы поймете, что сделали эту ошибку сразу же, потому что шины будут создавать искры, когда они касаются клемм ячейки, завершая короткое замыкание.

Соединения серии

не изменяют емкость ячеек, измеряемую в ампер-часах, в отличие от параллельных соединений. Вместо этого последовательные соединения изменяют напряжение объединенных ячеек. Например, в нашем примере с 3 ячейками у нас есть 3 ячейки последовательно. Если каждая из этих ячеек имеет номинальное напряжение 3,7 В, мы просто сложим напряжения всех последовательно соединенных ячеек. Для нашего блока 3s это даст нам 3,7 В + 3,7 В + 3,7 В = 11,1 В. В качестве альтернативы вы можете умножить количество последовательно соединенных ячеек на напряжение каждой ячейки.Итак, опять же, с нашей батареей 3s, у нас будет 3 ячейки x 3,7 В = 11,1 В. Для нашей батареи 8s у нас будет 8 ячеек x 3,7 В = 29,6 В.

Даже если общее напряжение изменяется при последовательном подключении, емкость в ампер-часах останется прежней. Таким образом, если в этих примерах мы использовали элементы 3,5 Ач, даже если у нас есть 3-х секундный блок, создающий блок на 11,1 В, емкость этого блока все равно будет 3,5 Ач, что дает нам аккумуляторный блок 11,1 В 3,5 Ач.

Комбинирование параллельного и последовательного подключения

Чтобы собрать аккумуляторную батарею, вы почти наверняка будете сочетать параллельное и последовательное подключение.Параллельное соединение увеличивает емкость аккумуляторной батареи, а последовательное соединение увеличивает напряжение. Контролируя количество ячеек, включенных последовательно и параллельно, вы можете получить точное напряжение и емкость, которые соответствуют вашим потребностям.

Например, предположим, что мы хотим построить аккумулятор на 36 В 10 Ач. Начнем с емкости. Чтобы достичь 10 Ач, нам потребуется несколько ячеек, подключенных параллельно. Если у нас есть ячейки 2 Ач, нам потребуется пять из этих ячеек параллельно, чтобы получить 10 Ач. Если у нас есть 2.Ячейки 5 Ач, нам понадобятся четыре из этих ячеек параллельно, чтобы получить 10 Ач. Если бы мы использовали ячейки 3,5 Ач из приведенных выше примеров, мы могли бы использовать три ячейки параллельно, чтобы получить 10,5 Ач, что очень близко к искомым 10 Ач. Соединяя эти ячейки параллельно, мы создаем параллельные группы, каждая примерно по 10 Ач каждая.

Теперь посмотрим на напряжение. Мы можем достичь 36 В, которые мы ищем, используя несколько ячеек последовательно. Десять последовательно соединенных ячеек, если номинальное напряжение каждой составляет 3.7 В даст нам 37 В. Это очень близко к нашим 36 В, которые мы ищем.

Это означает, что в нашем последнем пакете будет три ячейки параллельно (при условии, что ячейки 3,5 Ач) и 10 ячеек последовательно. Это будет известно как пакет 10s3p, если использовать сокращенное обозначение

Series vs Parallel Electrical Connections

Серия и параллельная

Есть два способа подключения нескольких устройств к источнику питания (например, динамиков к усилителю): последовательно и параллельно. Ну … Хорошо, есть еще последовательный / параллельный.Но мы расскажем об этом на следующей странице.



Серийные динамики

В последовательной цепи (как в двух приведенных выше) ток должен протекать через одно устройство, чтобы добраться до следующего устройства. Это означает, что скорость протекания тока через все устройства одинакова. Напряжение на каждом устройстве зависит от его импеданса / сопротивления каждого устройства и тока, протекающего по цепи. При добавлении дополнительных компонентов в последовательную цепь ток уменьшается, если приложенное напряжение остается постоянным.



Динамики параллельно

В параллельной схеме (как в двух приведенных выше примерах) каждое устройство напрямую подключено к источнику питания. Это означает, что каждое устройство получает одинаковое напряжение. Сила тока, протекающего через каждое устройство, зависит от импеданса / сопротивления этого конкретного устройства. Если устройства добавляются к источнику питания в параллельной конфигурации, ток потребления / потока от источника питания увеличивается.

На двух диаграммах ниже вы можете увидеть взаимосвязь между током на выходе из усилителя и количеством динамиков.Вы можете видеть, что четыре динамика потребляют от усилителя в два раза больше тока, чем конфигурация с двумя динамиками.


При подключении к любому источнику питания вы должны знать пределы источника, чтобы предотвратить повреждение источника. Это означает, что если вы подключите слишком много динамиков с параллельной проводкой к усилителю (в данном случае источнику питания), он может выйти из строя и не подлежит ремонту. Я видел, как это происходило, особенно когда усилитель был неправильно вставлен.


Для тех, кто хочет заниматься математикой …

На диаграммах / тексте выше у нас были либо последовательные ИЛИ параллельные цепи. В этом разделе показано, что происходит с напряжением, током и рассеиваемой мощностью в последовательной / параллельной цепи. Как было сказано ранее, в последовательной цепи «ток» в каждом устройстве одинаков. В параллельной цепи «напряжение» одинаково на каждом устройстве. На следующей схеме вы можете видеть, что два резистора на 1000 Ом последовательно соединены с одним резистором на 400 Ом.Мы знаем, что напряжение на двух резисторах по 1000 Ом будет одинаковым (потому что они подключены параллельно). Мы также знаем, что общий ток, протекающий через два параллельно соединенных резистора, будет равен току, протекающему через резистор 400 Ом.

Чтобы рассчитать полный ток, сначала следует упростить схему. Это означает, что нам нужно найти полное сопротивление параллельной сети. Для простой схемы с двумя резисторами равного номинала мы можем просто разделить сопротивление отдельного компонента на общее количество компонентов.Для этой параллельной сети у нас есть два резистора по 1000 Ом.

Общее сопротивление параллельных резисторов = сопротивление одного компонента / количество резисторов
Общее сопротивление параллельных резисторов = 1000/2
Общее сопротивление параллельных резисторов = 500 Ом

Если бы у нас было 3 параллельных резистора, мы бы разделили 1000 на 3, чтобы найти общее сопротивление параллельных резисторов.

Суммарное сопротивление параллельных резисторов = 1000/3
Общее сопротивление параллельных резисторов = 333.33 …. Ом

Теперь, когда мы знаем, что параллельные резисторы равны одному резистору на 500 Ом. Теперь, когда у нас есть, по сути, один резистор на 500 Ом, соединенный последовательно с резистором на 400 Ом, мы можем рассчитать полный ток в цепи. Мы знаем, что у нас есть источник питания на 12 вольт. Мы также знаем, что резистор 500 Ом, включенный последовательно с резистором 400 Ом, равен резистору 900 Ом.

Ток через цепь = напряжение в цепи / общее сопротивление цепи
Протекание тока через цепь = 12/900
Протекание тока через цепь = 0.0133 ампер

Теперь мы можем найти напряжение на отдельных компонентах. Чтобы избежать путаницы, сначала рассчитайте напряжение на единственном резисторе.

Напряжение на резисторе = сопротивление резистора * ток, протекающий через резистор
Напряжение на резисторе = 400 * 0,0133
Напряжение на резисторе = 5,333 В

В последовательной цепи все напряжения на всех отдельных компонентах серии будут равны напряжению источника питания.Если у нас есть источник на 12 В, а напряжение на резисторе 400 Ом составляет 5,333 В, мы знаем, что напряжение на параллельной паре резисторов будет 6,67 В (12-5,333 = 6,67). Чтобы рассчитать ток через параллельные компоненты …

Ток через один резистор 1000 Ом = напряжение на резисторе / сопротивление
Ток через один резистор 1000 Ом = 6,67 / 1000
Ток через единственный резистор 1000 Ом = 0,0067 ампера

Теперь, когда мы знаем напряжение на каждом из компонентов и ток с по на каждом из компонентов, мы можем вычислить рассеиваемую мощность для каждого компонента.На самом деле мы могли бы это сделать, как только узнали бы напряжение на компонентах, но я решил пойти по «живописному» маршруту.

Рассеиваемая мощность на резисторе 400 Ом = напряжение на компоненте * ток на компоненте
Рассеиваемая мощность на резисторе 400 Ом = 5,33 * 0,013
Рассеиваемая мощность на резисторе 400 Ом = 0,071 Вт

Рассеиваемая мощность на каждом резисторе 1000 Ом = напряжение на компоненте * ток на компоненте
Рассеиваемая мощность на каждом резисторе 1000 Ом = 6.67 * .0067
Рассеиваемая мощность на каждом резисторе 1000 Ом = 0,045 Вт

В этом примере используются резисторы, но те же вычисления будут работать для любого резистивного устройства. Хотя громкоговорители не являются чисто резистивными при работе с переменным напряжением, приведенные здесь вычисления можно использовать для грубых расчетов напряжения, тока и рассеиваемой мощности в громкоговорителях.

Серия

и параллельные схемы — Скачать PDF бесплатно

Студенческое исследование: схемы

Имя: Дата: Изучение учащимися: Схемы Словарь: амперметр, цепь, ток, омметр, закон Ома, параллельная цепь, сопротивление, резистор, последовательная цепь, напряжение Вопросы предварительных знаний (выполните следующие

Дополнительная информация

Последовательные и параллельные схемы

Постоянный ток (DC) Постоянный ток (DC) — это однонаправленный поток электрического заряда.Термин DC используется для обозначения энергосистем, которые используют постоянное (не меняющееся со временем) среднее (среднее)

.

Дополнительная информация

Глава 13: Электрические цепи

Глава 13: Электрические цепи 1. Бытовая цепь, рассчитанная на 120 Вольт, защищена предохранителем на 15 ампер. Какое максимальное количество лампочек мощностью 100 Вт может одновременно гореть параллельно?

Дополнительная информация

Книга по физике народа

Большие идеи: название «электрический ток» происходит от явления, которое происходит, когда электрическое поле движется по проводу со скоростью, близкой к скорости света.Напряжение — это плотность электрической энергии (энергия

Дополнительная информация

Учебник 12 Решения

Решения PHYS000 Tutorial 2 Tutorial 2 Solutions. Два резистора номиналом 00 Ом и 200 Ом последовательно подключены к источнику питания 6,0 В постоянного тока. (а) Нарисуйте принципиальную схему. 6 В 00 Ом 200 Ом (б) Всего

Дополнительная информация

Параллельные цепи постоянного тока

Параллельные цепи постоянного тока Этот рабочий лист и все связанные файлы находятся под лицензией Creative Commons Attribution License, версия 1.0. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by/1.0/,

Дополнительная информация

Лампочки в параллельных цепях

Лампочки в параллельных цепях В прошлом упражнении мы проанализировали несколько различных последовательных цепей. В последовательной цепи есть только один полный путь для прохождения заряда. Вот базовый

Дополнительная информация

Расчет схемы трансформатора

Расчеты схемы трансформатора Эта таблица и все связанные файлы находятся под лицензией Creative Commons Attribution License, версия 1.0. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by/1.0/,

Дополнительная информация

Резисторы последовательно и параллельно

Последовательные и параллельные резисторы Bởi: OpenStaxCollege Большинство схем имеет более одного компонента, называемого резистором, который ограничивает поток заряда в цепи. Мера этого предела расхода заряда

Дополнительная информация

Глава 19.Электрические схемы

Глава 9 Электрические цепи Последовательная проводка Существует много цепей, в которых к источнику напряжения подключено более одного устройства. Последовательная проводка означает, что устройства подключены таким образом, что имеется

Дополнительная информация

ГЛАВА 28 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ

ГЛАВА 8 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ 1. Нарисуйте принципиальную схему цепи, которая включает в себя резистор R 1, подключенный к положительной клемме батареи, пару параллельных резисторов R и R, подключенных к

.

Дополнительная информация

Закон Ома.Джордж Саймон Ом

Закон Ома Джордж Саймон Ом Закон, регулирующий самые простые и многие сложные электрические явления, известен как закон Ома. Это самый важный закон в электричестве. В 1827 году немецкий слесарь и математик

Дополнительная информация

Закон ОМ и СОПРОТИВЛЕНИЕ

ЗАКОН ОМА И СОПРОТИВЛЕНИЕ Сопротивление — один из основных принципов закона Ома, и его можно найти практически в любом устройстве, используемом для проведения электричества.Георг Симон Ом был немецким физиком, который провел

Дополнительная информация

Лабораторная работа 3 — Цепи постоянного тока и закон Ома

Лабораторная работа 3 — Цепи постоянного тока и закон Ома L3-1 Имя Дата Партнеры Лаборатория 3 — Цепи постоянного тока и закон Ома ЦЕЛИ Научиться применять концепцию разности потенциалов (напряжения) для объяснения действия батареи в

Дополнительная информация

Глава 7 Цепи постоянного тока

Глава 7 Цепи постоянного тока 7.Введение … 7-7. Электродвижущая сила … 7-3 7.3 Последовательные и параллельные резисторы … 7-5 7.4 Правила схемы Кирхгофа … 7-7 7.5 Измерения напряжения-тока … 7-9

Дополнительная информация

Теория электрических цепей

Задачи изучения теории электрических цепей: 1. Ознакомиться с основными электрическими понятиями напряжения, силы тока и сопротивления. 2. Просмотрите компоненты базовой автомобильной электрической цепи.3. Введите

Дополнительная информация

Резисторы последовательно и параллельно

Модуль OpenStax-CNX: m42356 1 Последовательные и параллельные резисторы OpenStax College Эта работа произведена OpenStax-CNX и находится под лицензией Creative Commons Attribution License 3.0 Аннотация Нарисуйте схему

Дополнительная информация

Цепи трехфазного переменного тока

Цепи трехфазного переменного тока Этот рабочий лист и все связанные файлы находятся под лицензией Creative Commons Attribution License, версия 1.0. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by/1.0/,

Дополнительная информация

Решения на вопросы о лампах

Решения на вопросы о лампах Примечание. Мы сделали несколько основных схем с лампами, по сути, три основных, о которых я могу вспомнить. Я суммировал наши результаты ниже. Для сдачи выпускного экзамена вы должны понимать

Дополнительная информация

Закон Ома и схемы

2.Электропроводность, изоляторы и сопротивление A. Электропроводник — это материал, который позволяет электронам легко проходить через него. Металлы в целом хорошие проводники. Зачем? Свойство проводимости

Дополнительная информация

Eisflisfræði 2, 2007 г.

[Просмотр задания] [Печать] Eðlisfræði 2, vor 2007 30. Назначение индуктивности должно быть произведено в 2:00 ночи в среду, 14 марта 2007 г. Кредит за проблемы, представленные с опозданием, уменьшится до 0% после того, как крайний срок достигнет

.

Дополнительная информация

Энергия, работа и сила

Энергия, работа и мощность. Этот рабочий лист и все связанные файлы находятся под лицензией Creative Commons Attribution License, версия 1.0. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by/1.0/,

Дополнительная информация

Эксперимент 3, закон Ома

Эксперимент № 3, Закон Ома 1 Назначение Физика 182 — Лето 2013 г. — Эксперимент № 3 1 Для исследования -напряжения, -, характеристик углеродного резистора при комнатной температуре и температуре жидкого азота,

Дополнительная информация

ТЕКУЩЕЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО — I

ТЕКУЩАЯ ЛИНИЯ — 1.электрический ток 2. Обычный ток 3. Дрейф электронов и ток 4. Плотность тока 5. Закон Ома 6. Сопротивление, удельное сопротивление, проводимость и проводимость 7. Температура

Дополнительная информация

Раздел B: Электричество

Раздел B: Электроэнергия Мы используем электрическую сеть, поставляемую электростанциями, для всех видов бытовой техники в наших домах, поэтому очень важно знать, как ее использовать безопасно.В этой главе вы узнаете

Дополнительная информация

Падение напряжения (однофазное)

Падение напряжения (однофазное) Чтобы найти: Чтобы найти формулу падения напряжения: 2 x K x L x I V.D. = ——————- C.M. Переменные: C.M. = Площадь круговой мельницы (глава 9, таблица 8) для определения процента падения напряжения

Дополнительная информация

Разница в электрическом потенциале

Название: Разница электрических потенциалов Прочтите из Урока 1 главы «Текущее электричество» в Физическом классе: http: // www.Physicsclassroom.com/class/circuits/u9l1a.html http://www.physicsclassroom.com/class/circuits/u9l1b.html

Дополнительная информация

Последовательные и параллельные схемы

Последовательные и параллельные цепи Последовательные цепи постоянного тока Последовательная цепь — это цепь, в которой компоненты соединены в линию, один за другим, как железнодорожные вагоны на одной дороге. Есть

Дополнительная информация

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *