Параграф 45 Физика 8 класс Пёрышкин | Конспект

Параллельное соединение проводников

Параллельное соединение проводников — это такой способ соединения, при котором начало всех проводников соединяется в одной точке, а конец — в другой (рис. 108). В таком случае напряжение на всех участках цепи будет одинаковым и равно напряжению источника: U=U1=U2​. Это означает, что напряжение не изменяется при прохождении по отдельным проводникам, что делает параллельное соединение удобным для подключения приборов, которые требуют одинаковое напряжение для работы. Примером параллельного соединения могут служить электрические лампы, подключенные к одному источнику питания: даже если одна лампа перегорит, другие продолжат работать. При таком соединении обеспечивается равномерное распределение электрической энергии между приборами. Это свойство важно для практического применения, так как позволяет обеспечить стабильную работу всех подключенных устройств.

Сила тока при параллельном соединении

Сила тока при параллельном соединении распределяется между отдельными ветвями цепи, и сумма токов в них равна общему току, текущему в неразветвленной части цепи. Это правило выражается формулой: I=I1+I2​. Чтобы подтвердить это на практике, в каждую ветвь параллельной цепи подключают амперметры (рис. 109), которые показывают величину тока в каждой ветви. Сила тока в каждой ветви зависит от сопротивления этой ветви: чем меньше сопротивление, тем больше сила тока. Это объясняется тем, что ток в цепи всегда идет по пути наименьшего сопротивления, и распределение его по ветвям подчиняется закону Ома. Таким образом, при параллельном соединении можно изменять силу тока в отдельной ветви, не влияя на остальные ветви цепи.

Закон Ома для параллельного соединения

Закон Ома для параллельного соединения выглядит так: U=IR. Напряжение на каждом проводнике параллельной цепи одинаково, но сила тока может отличаться. Это связано с тем, что ток в проводнике зависит от сопротивления: чем меньше сопротивление, тем больше сила тока, проходящего через этот проводник. Сравнивая токи в двух параллельно соединенных проводниках, можно записать соотношение: I1/I2=R2/R1​​. Это соотношение показывает, что при одинаковом напряжении на разных участках цепи распределение тока происходит пропорционально сопротивлениям. Данный вывод позволяет использовать параллельные цепи в схемах, где важно обеспечить разное количество тока для каждого потребителя при одинаковом напряжении.

Эквивалентное сопротивление параллельной цепи

При параллельном соединении эквивалентное сопротивление уменьшается. Это связано с тем, что при добавлении нового параллельно подключенного проводника ток распределяется между всеми ветвями, снижая общее сопротивление цепи. Эквивалентное сопротивление параллельной цепи можно найти по формуле: 1R=1/R1+1/R2​. Величина общего сопротивления будет всегда меньше наименьшего из подключенных сопротивлений. Такое уменьшение сопротивления позволяет увеличить общую силу тока в цепи, что полезно при необходимости снизить потери энергии. Именно это свойство параллельного соединения делает его предпочтительным при проектировании цепей, где важно поддерживать стабильную и высокую мощность.

Преимущества параллельного соединения

Параллельное соединение обладает несколькими преимуществами перед последовательным. Во-первых, выход из строя одного элемента (например, лампы) не влияет на работу остальных приборов. Во-вторых, параллельное соединение позволяет включать и выключать каждый прибор независимо друг от друга. Это свойство делает параллельное соединение незаменимым в системах освещения и управления, где необходимо поддерживать надежность и гибкость. Также параллельные цепи обеспечивают более равномерное распределение напряжения, что положительно сказывается на работе устройств. Параллельное соединение используется в бытовых электросетях, что упрощает их эксплуатацию и ремонт.

Решение задач

Задачи на параллельное соединение включают расчеты силы тока, напряжения и сопротивления. Для решения таких задач используют закон Ома и формулы для параллельных цепей. Например, если известны напряжение и сопротивление проводников, можно найти силу тока в каждой ветви и общее сопротивление цепи. Важно помнить, что общее сопротивление цепи всегда меньше наименьшего из сопротивлений параллельно подключенных проводников. Такие задачи помогают лучше понять распределение электрических величин в параллельных цепях и научиться применять теорию на практике.