ГлавнаяФизикаЭлектрические цепи

Физика - это просто!

МЕХАНИКА
ТЕРМОДИНАМИКА
ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ
· Электрон и протон
· Электрическое поле
· Электрический потенциал
· Электрический ток
· Закон Ома
· Электрические цепи
· Правила Кирхгофа
· Конденсатор
· RC-цепи

Онлайн тесты по ЕГЭ

Электрические цепи


На странице "Закон Ома" была рассмотрена простейшая электрическая цепь с одним резистором. А как будут распределяться ток и напряжение, если в цепи присутствует два резистора?

Последовательная электрическая цепь

В том случае, если два резистора следуют в электрической цепи один за другим, такое их соединение называется последовательным, а сама цепь - последовательной.

Последовательная электрическая цепь

Как видно из рисунка, в последовательной цепи электрический ток течет сначала через один резистор, затем, через другой. Таким образом, прежде чем добраться от одного электрического полюса источника питания, к другому, ток последовательно проходит через оба резистора. Логически понятно, что при последовательном соединении двух резисторов их общее сопротивление будет равно арифметической сумме двух сопротивлений:

R = R1+R2

Например, если источник питания генерирует напряжение в 12 В, при этом резисторы имеют номиналы: R1=100 Ом; R2=500 Ом, то в такой последовательной цепи будет протекать ток силой:

I=U/R=12/(100+500)=0,02 А

Параллельная электрическая цепь

Совсем иначе будут обстоять дела в параллельной электрической цепи, когда два резистора подключаются таким образом, что электрический ток начинает течь сразу по двум цепям, как изображено на рисунке ниже.

Параллельная электрическая цепь

Прежде, чем дальше разбираться с параллельными цепями, сразу отметим важный момент, который следует очень хорошо запомнить. В последовательной цепи протекает один и тот же ток, а в параллельной цепи - одно и то же напряжение:

Это главное принципиальное отличие последовательных и параллельных цепей.

Какой же ток будет протекать в параллельной цепи, изображенной на рисунке выше, при исходных значениях напряжения и величины сопротивлений, аналогичных, рассмотренным для последовательной цепи?

Как понятно из рисунка, общий ток разделится на две части: I=I1+I2, поскольку I=U/R, то:

I=U1/R1+U2/R2

Поскольку, в параллельных цепях напряжение одинаково, то U1=U2, тогда:

I=U1/R1+U2/R2=U(1/R1+1/R2)
I/U=(1/R1+1/R2)
1/R=1/R1+1/R2

Данная формула позволяет вычислять общее сопротивление параллельной цепи, состоящей из n резисторов: 1/R=1/R1+1/R2+..+1/Rn.

Для нашего случая имеем следующие цифры:

1/R=1/100+1/500=6/500
R=500/6 Ом
I=12/(500/6)=72/500=0,144 А

Задачу можно решить немного другим способом, высчитав сначала силу тока для каждой из параллельных цепей, а затем, сложив значения:

I1=U/R1=12/100
I2=U/R2=12/500
I=I1+I2
I=12/100+12/500=72/500=0,144 А


В начало страницы