Схема параллельного соединения лампочек: Последовательное и параллельное соединение

Содержание

Последовательное и параллельное соединение

В данной статье речь пойдет о последовательном и параллельном соединении проводников. На примерах будут рассмотрены данные соединения и как при таких соединениях будут изменяться такие величины как:

ток;
напряжение;
сопротивление.

В таблице 1.8 [Л2, с.24] приведены схемы и формулы по определению сопротивлений, токов и напряжений при параллельном и последовательном соединении.

Последовательное соединение

Последовательным соединением называются те участки цепи, по которым всегда проходят одинаковые токи.

При последовательном соединении:

сила тока во всех проводниках одинакова;
напряжение на всём соединении равно сумме напряжений на отдельных проводниках;
сопротивление всего соединения равно сумме сопротивлений отдельных проводников.

Пример 1

Последовательно подключены две лампы накаливания одинаковой мощности Рл1=Рл2=100 Вт к сети с напряжением Uн=220В. Сопротивление нити в лампах составляет Rл1=Rл2=122 Ом. Номинальное напряжение для ламп равно 220 B. На рис.1 показано последовательное включение ламп.

Решение

Составляем схему замещения, выражая каждую из входящих элементов цепи (в данном случае лампы накаливания) в виде сопротивлений.

1. Определяем ток протекающей по участкам цепи:

Iн = Uн/Rл1+ Rл2 = 220/122+122 = 0,9 A

2. Определяем напряжение на каждой из ламп накаливания, так как мощность ламп у нас одинаковая, то и напряжение для каждой из ламп будет одинаково:

Uл1=Uл2 = Iн*R = 0,9*122 = 110 B

Как мы видим напряжение источника (в данном примере 220 В) разделиться поровну, между обоими последовательно включенными лампами. При этом лампы будут ели светит, их накал будет неполным.

Для того чтобы лампы горели с полным накалом, нужно увеличить напряжение источника с 220В до 440В, при этом на каждой из ламп установиться номинальное (рабочее) напряжение равное 220В.

Пример 2

Последовательно подключены две лампы накаливания мощность Рл1 = 100 Вт и Рл2 = 75 Вт к сети с напряжением Uн=220В. Сопротивление нити в лампах составляют Rл1= 122 Ом для стоваттной лампы и Rл2= 153 Ом для семидесяти пяти ватной лампы.

Решение

1. Определяем ток протекающей по участкам цепи:

Iн = Uн/Rл1+ Rл2 = 220/100+75 = 0,8 A

2. Определяем напряжение на каждой из ламп накаливания:

Uл1= Iн*Rл1 = 0,8*122 = 98 B
Uл2= Iн*Rл2 = 0,8*153 = 122 B

Исходя из результатов расчетов, более мощная лампа 100 Вт получает при этом меньшее напряжение. Но ток в двух последовательно включенных даже разных лампах остается одинаковым. Например, если одна из ламп перегорит (порвется ее нить накаливания), погаснут обе лампы.

Данное соединение лампочек, например, используется в трамвайном вагоне для освещения салона.

Параллельное соединение

Параллельное соединение – это соединение, при котором начала всех проводников присоединяются к одной точке цепи, а их концы к другой.

Точки цепи, к которым сходится несколько проводов, называют узлами. Участки цепи, соединяющие между собой узлы, называют ветвями.

При параллельном соединении:

напряжение на всех проводниках одинаково;
сила тока в месте соединения проводников равна сумме токов в отдельных проводниках;
величина, обратная сопротивлению всего соединения, равна сумме величин, обратных сопротивлениям отдельных проводников.

Пример 3

Определить токи и напряжения всех участков цепи (рис.5), если известно:

Номинальное напряжение сети Uн = 220В;
Сопротивление нити в лампах HL1 и HL2 составляют Rл1 = Rл2 = 122 Ом.
Сопротивление нити в лампе HL3 составляют Rл3 = 153 Ом.

Решение

Составляем схему замещения для схемы, представленной на рис.5.

1. Определяем проводимость всей цепи [Л1, с.47] и согласно таблицы 1.8:

2. Определяем сопротивление всей цепи [Л1, с.47]:

3. Определяем силу тока цепи по закону Ома:

4. Определяем токи для каждой цепи [Л1, с.47]:

5. Выполним проверку, согласно которой, сила тока в месте соединения проводников равна сумме токов в отдельных проводниках:

Iл1+ Iл2+ Iл3=Iобщ.=1,8+1,8+1,44=5,04=5,04 (условие выполняется)

Смешанное соединение

Смешанным соединением – называется последовательно-параллельное соединение сопротивлений или участков цепи.

Пример 4

Определить токи и напряжения всех участков цепи (рис.7), если известно:

Номинальное напряжение сети Uн = 220В;
Сопротивление нити в лампах HL1, HL2, HL3 составляют Rл1 = Rл2 = Rл3 = 122 Ом.
Сопротивление нити в лампе HL4 составляют Rл4 = 153 Ом.
Результаты расчетов для участка цепи ВС (параллельное соединение проводников) применим из примера 3:
Сопротивление цепи ВС составляет Rвс = 43,668 Ом.

Решение

Составляем схему замещения для схемы, представленной на рис. 7.

1. Определяем сопротивление всей цепи:

Rобщ = Rав+Rвс = Rл1+Rвс = 122+43,688 = 165,688 Ом

2. Определяем силу тока цепи, согласно закона Ома:

3. Определяем напряжение на первом сопротивлении:

Uав=Uл1= Iобщ*Rл1 = 1,33*122 = 162 B

4. Определяем напряжение на участке ВС:

Uвс= Iобщ*Rвс = 1,33*43,688 = 58,1 B

5. Определяем токи для каждой цепи участка ВС:

6. Выполним проверку для участка цепи ВС:

Iл2+ Iл3+ Iл4= Iобщ.=0,48+0,48+0,38=1,33=1,33 (условие выполняется)

Литература:

Общая электротехника с основами электроники, В.С. Попов, 1972 г.
Справочная книга электрика. В.И. Григорьева. 2004 г.

Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.

Ток в последовательной цепи. Задача на параллельное и последовательное. Основные электрические величины цепи

Параллельное соединение электрических элементов (проводников, сопротивлений, емкостей, индуктивностей) – это такое соединение, при котором подключенные элементы цепи имеют два общих узла подключения.

Другое определение: сопротивления подключены параллельно, если они подключены одно и той же паре узлов.

Графическое обозначение схемы параллельного соеднинения

На приведенном рисунке показана схема параллельное подключения сопротивлений R1, R2, R3, R4. Из схемы видно, что все эти четыре сопротивления имеют две общие точки (узла подключения).

В электротехнике принято, но не строго требуется, рисовать провода горизонтально и вертикально. Поэтому эту же схему можно изобразить, как на рисунке ниже. Это тоже параллельное соединение тех же самых сопротивлений.

Формула для расчета параллельного соединения сопротивлений

При параллельном соединении обратная величина от эквивалентного сопротивления равна сумме обратных величин всех параллельно подключенных сопротивлений. Эквивалентная проводимость равна сумме всех параллельно подключенных проводимостей электрической схемы.

Для приведенной выше схемы эквивалентное сопротивление можно рассчитать по формуле:

В частном случае при подключении параллельно двух сопротивлений:

Эквивалентное сопротивление цепи определяется по формуле:

В случае подключения “n” одинаковых сопротивлений, эквивалентное сопротивление можно рассчитать по частной формуле:

Формулы для частного рассчета вытекают из основной формулы.

Формула для расчета параллельного соединения емкостей (конденсаторов)

При параллельном подключении емкостей (конденсаторов) эквивалентная емкость равна сумме параллельно подключенных емкостей:

Формула для расчета параллельного соединения индуктивностей

При параллельном подключении индуктивностей, эквивалентная индуктивность рассчитывается так же, как и эквивалентное сопротивление при параллельном соединении:

Необходимо обратить внимание, что в формуле не учтены взаимные индуктивности.

Пример свертывания параллельного сопротивления

Для участка электрической цепи необходимо найти параллельное соединение сопротивлений выполнить их преобразование до одного.

Из схемы видно, что параллельно подключены только R2 и R4. R3 не параллельно, т.к. одним концом оно подключено к E1. R1 – одним концом подключено к R5, а не к узлу. R5 – одним концом подключено к R1, а не к узлу. Можно так же говорить, что последовательное соединение сопротивлений R1 и R5 подключено параллельно с R2 и R4.

Ток при параллельном соединении

При параллельном соединении сопротивлений ток через каждое сопротивление в общем случае разный. Величина тока обратно пропорциональна величине сопротивления.

Напряжение при параллельном соединении

При параллельном соединении разность потенциалов между узлами, объединяющими элементы цепи, одинакова для всех элементов.

Применение параллельного соединения

1. В промышленности изготавливаются сопротивления определенных величин. Иногда необходимо получить значение сопротивления вне данных рядов. Для этого можно подключить несколько сопротивлений параллельно. Эквивалентное сопротивление всегда будет меньше самого большого номинала сопротивления.

2. Делитель токов.

Подробности Категория: Статьи Создано: 06.09.2017 19:48

Как подключить в кукольном домике несколько светильников

Существует два типа подключения: последовательное и параллельное, о которых мы слышали со школьной скамьи. Их и рассмотрим в этой статье.

Я постараюсь описать всё простым доступным языком, чтобы всё было понятно даже самым-самым гуманитариям, не знакомым с электрическими премудростями.

Примечание : в этой статье рассмотрим только цепь с лампочками накаливания. Освещение диодами более сложное и будет рассмотрено в другой статье.

Для понимания каждая схема будет сопровождена рисунком и рядом с чертежом электрической монтажной схемой.
Сначала рассмотрим условные обозначения на электрических схемах.

Название элемента	Символ на схеме	Изображение
батарейка/ элемент питания
выключатель
провод
пересечение проводов (без соединения)
соединение проводов (пайкой, скруткой)
лампа накаливания
неисправная лампа
неработающая лампа
горящая лампа

Как уже было сказано, существуют два основных типа подключения: последовательное и параллельное. Есть ещё третье, смешанное: последовательно-параллельное, объединяющее то и другое. Начнем с последовательного, как более простого.

Последовательное подключение

Выглядит оно вот так.

Лампочки располагаются одна за другой, как в хороводе держась за руки. По этому принципу были сделаны старые советские гирлянды.

Достоинства – простота соединения.
Недостатки – если перегорела хоть одна лампочка, то не будет работать вся цепь.

Надо будет перебирать, проверять каждую лампочку, чтобы найти неисправную. Это может быть утомительным при большом количестве лампочек. Так же лампочки должны быть одного типа: напряжение, мощность.

При этом типе подключения напряжения лампочек складываются. Напряжение обозначается буквой U , измеряется в вольтах V . Напряжение источника питания должно быть равно сумме напряжений всех лампочек в цепи.

Пример №1 : вы хотите подключить в последовательную цепь 3 лампочки напряжением 1,5V. Напряжение источника питания, необходимое для работы такой цепи 1,5+1,5+1,5=4,5V.

У обычных пальчиковых батареек напряжение 1,5V. Чтобы из них получить напряжение 4,5V их тоже нужно соединить в последовательную цепь, их напряжения сложатся.
Подробнее о том, как выбрать источник питания написано в этой статье

Пример №2: вы хотите подключить к источнику питания 12V лампочки по 6V. 6+6=12v. Можно подключить 2 таких лампочки.

Пример №3: вы хотите соединить в цепь 2 лампочки по 3V. 3+3=6V. Необходим источник питания на 6 V.

Подведем итог: последовательное подключение просто в изготовлении, нужны лампочки одного типа. Недостатки: при выходе из строя одной лампочки не горят все. Включить и выключить цепь можно только целиком.

Исходя из этого, для освещения кукольного домика целесообразно соединять последовательно не более 2-3 лампочек. Например, в бра. Чтобы соединить большее количество лампочек, необходимо использовать другой тип подключения – параллельное.

Читайте так же статьи по теме:

Обзор миниатюрных ламп накаливания
Диоды или лампы накаливания

Параллельное подключение лампочек

Вот так выглядит параллельное подключение лампочек.

В этом типе подключения у всех лампочек и источника питания одинаковые напряжения. То есть при источнике питания 12v каждая из лампочек должна иметь тоже напряжение 12V. А количество лампочек может быть различным. А если у вас, допустим, есть лампочки 6V, то и источник питания нужно брать 6V.

При выходе из строя одной лампочки другие продолжают гореть.

Лампочки можно включать независимо друг от друга. Для этого к каждой нужно поставить свой выключатель.

По этому принципу подключены электроприборы в наших городских квартирах. У всех приборов одно напряжение 220V, включать и выключать их можно независимо друг от друга, мощность электроприборов может быть разной.

Вывод : при множестве светильников в кукольном домике оптимально параллельное подключение, хотя оно чуть сложнее, чем последовательное.

Рассмотрим ещё один вид подключения, соединяющий в себе последовательное и параллельное.

Комбинированное подключение

Пример комбинированного подключения.

Три последовательные цепи, соединенные параллельно

А вот другой вариант:

Три параллельные цепи, соединенные последовательно.

Участки такой цепи, соединенные последовательно, ведут себя как последовательное соединение. А параллельные участки – как параллельное соединение.

Пример

При такой схеме перегорание одной лампочки выведет из строя весь участок, соединенный последовательно, а две другие последовательные цеписохранят работоспособность.

Соответственно, и включать-выключать участки можно независимо друг от друга. Для этого каждой последовательной цепи нужно поставить свой выключатель.

Но нельзя включить одну-единственную лампочку.

При параллельно-последовательном подключении при выходе из строя одной лампочки цепь будет вести себя так:

А при нарушении на последовательном участке вот так:

Пример:

Есть 6 лампочек по 3V, соединенные в 3 последовательные цепи по 2 лампочки. Цепи в свою очередь соединены параллельно. Разбиваем на 3 последовательных участка и просчитываем этот участок.

На последовательном участке напряжения лампочек складываются, 3v+3V=6V. У каждой последовательной цепи напряжение 6V. Поскольку цепи соединены параллельно, то их напряжение не складывается, а значит нам нужен источник питания на 6V.

Пример

У нас 6 лампочек по 6V. Лампочки соединены по 3 штуки в параллельную цепь, а цепи в свою очередь – последовательно. Разбиваем систему на три параллельных цепи.

В одной параллельной цепи напряжение у каждой лампочки 6V, поскольку напряжение не складывается, то и у всей цепи напряжение 6V. А сами цепи соединены уже последовательно и их напряжения уже складываются. Получается 6V+6V=12V. Значит, нужен источник питания 12V.

Пример

Для кукольных домиков можно использовать такое смешанное подключение.

Допустим, в каждой комнате по одному светильнику, все светильники подключены параллельно. Но в самих светильниках разное количество лампочек: в двух – по одной лампочке, есть двухрожковое бра из двух лампочек и трехрожковая люстра. В люстре и бра лампочки соединены последовательно.

У каждого светильника свой выключатель. Источник питания 12V напряжения. Одиночные лампочки, соединенные параллельно, должны иметь напряжение 12V. А у тех, что соединены последовательно напряжение складывается на участке цепи
. Соответственно, для участка бра из двух лампочек 12V (общее напряжение)делим на 2 (количество лампочек), получим 6V (напряжение одной лампочки).
Для участка люстры 12V:3=4V (напряжение одной лампочки люстры).
Больше трех лампочек в одном светильнике соединять последовательно не стоит.

Теперь вы изучили все хитрости подключения лампочек накаливания разными способами. И, думаю, что не составит труда сделать освещение в кукольном домике со многими лампочками, любой сложности. Если же что-то для вас ещё представляет сложности, прочитайте статью о простейшем способе сделать свет в кукольном домике, самые базовые принципы. Удачи!

Проверим справедливость показанных здесь формул на простом эксперименте.

Возьмём два резистора МЛТ-2 на 3 и 47 Ом и соединим их последовательно. Затем измерим общее сопротивление получившейся цепи цифровым мультиметром. Как видим оно равно сумме сопротивлений резисторов, входящих в эту цепочку.

Замер общего сопротивления при последовательном соединении

Теперь соединим наши резисторы параллельно и замерим их общее сопротивление.

Измерение сопротивления при параллельном соединении

Как видим, результирующее сопротивление (2,9 Ом) меньше самого меньшего (3 Ом), входящего в цепочку. Отсюда вытекает ещё одно известное правило, которое можно применять на практике:

При параллельном соединении резисторов общее сопротивление цепи будет меньше наименьшего сопротивления, входящего в эту цепь.

Что ещё нужно учитывать при соединении резисторов?

Во-первых, обязательно учитывается их номинальная мощность. Например, нам нужно подобрать замену резистору на 100 Ом и мощностью 1 Вт . Возьмём два резистора по 50 Ом каждый и соединим их последовательно. На какую мощность рассеяния должны быть рассчитаны эти два резистора?

Поскольку через последовательно соединённые резисторы течёт один и тот же постоянный ток (допустим 0,1 А ), а сопротивление каждого из них равно 50 Ом , тогда мощность рассеивания каждого из них должна быть не менее 0,5 Вт . В результате на каждом из них выделится по 0,5 Вт мощности. В сумме это и будет тот самый 1 Вт .

Данный пример достаточно грубоват. Поэтому, если есть сомнения, стоит брать резисторы с запасом по мощности.

Подробнее о мощности рассеивания резистора читайте .

Во-вторых, при соединении стоит использовать однотипные резисторы, например, серии МЛТ. Конечно, нет ничего плохого в том, чтобы брать разные. Это лишь рекомендация.

Во многих электрических схемах мы можем обнаружить последовательное и . Разработчик схем может, например, объединить несколько резисторов со стандартными значениями (E-серии), чтобы получить необходимое сопротивление.

Последовательное соединении резисторов — это такое соединение, при котором ток, протекающий через каждый резистор одинаков, поскольку имеется только одно направление для протекания тока. В тоже время падение напряжения будет пропорционально сопротивлению каждого резистора в последовательной цепи.

Последовательное соединение резисторов

Пример № 1

Используя закон Ома, необходимо вычислить эквивалентное сопротивление серии последовательно соединенных резисторов (R1. R2, R3), а так же падение напряжения и мощность для каждого резистора:

Все данные могут быть получены с помощью закона Ома и для лучшего понимания представлены в виде следующей таблицы:

Пример № 2

а) без подключенного резистора R3

б) с подключенным резистором R3

Как вы можете видеть, выходное напряжение U без нагрузочного резистора R3, составляет 6 вольт, но то же выходное напряжение при подключении R3 становится всего лишь 4 В. Таким образом, нагрузка, подключенная к делителю напряжения, провоцирует дополнительное падение напряжение. Данный эффект снижения напряжения может быть компенсирован с помощью установленного вместо постоянного резистора, с помощью которого можно скорректировать напряжение на нагрузке.

Онлайн калькулятор расчета сопротивления последовательно соединенных резисторов

Чтобы быстро вычислить общее сопротивление двух и более резисторов, соединенных последовательно, вы можете воспользоваться следующим онлайн калькулятором:

Подведем итог

Когда два или несколько резисторов соединены вместе (вывод одного соединяется с выводом другого резистора) — то это последовательное соединение резисторов. Ток, протекающий через резисторы имеет одно и тоже значение, но падение напряжения на них не одно и то же. Оно определяется сопротивлением каждого резистора, которое рассчитывается по закону Ома (U = I * R).

Ток в электроцепи проходит по проводникам от источника напряжения к нагрузке, то есть к лампам, приборам. В большинстве случаев в качестве проводника используются медные провода. В цепи может быть предусмотрено несколько элементов с разными сопротивлениями. В схеме приборов проводники могут быть соединены параллельно или последовательно, также могут быть смешанные типы.

Элемент схемы с сопротивлением называется резистором, напряжение данного элемента является разницей потенциалов между концами резистора. Параллельное и последовательное электрическое соединение проводников характеризуется единым принципом функционирования, согласно которому ток протекает от плюса к минусу, соответственно потенциал уменьшается. На электросхемах сопротивление проводки берется за 0, поскольку оно ничтожно низкое.

Параллельное соединение предполагает, что элементы цепы подсоединены к источнику параллельно и включаются одновременно. Последовательное соединение означает, что проводники сопротивления подключаются в строгой последовательности друг за другом.

При просчете используется метод идеализации, что существенно упрощает понимание. Фактически в электрических цепях потенциал постепенно снижается в процессе перемещения по проводке и элементам, которые входят в параллельное или последовательное соединение.

Последовательное соединение проводников

Схема последовательного соединения подразумевает, что они включаются в определенной последовательности один за другим. Причем сила тока во всех из них равна. Данные элементы создают на участке суммарное напряжение. Заряды не накапливаются в узлах электроцепи, поскольку в противном случае наблюдалось бы изменение напряжения и силы тока. При постоянном напряжении ток определяется значением сопротивления цепи, поэтому при последовательной схеме сопротивление меняется в случае изменения одной нагрузки.

Недостатком такой схемы является тот факт, что в случае выхода из строя одного элемента остальные также утрачивают возможность функционировать, поскольку цепь разрывается. Примером может служить гирлянда, которая не работает в случае перегорания одной лампочки. Это является ключевым отличием от параллельного соединения, в котором элементы могут функционировать по отдельности.

Последовательная схема предполагает, что по причине одноуровневого подключения проводников их сопротивление в любой точки сети равно. Общее сопротивление равняется сумме уменьшения напряжений отдельных элементов сети.

При данном типе соединения начало одного проводника подсоединяется к концу другого. Ключевая особенность соединения состоит в том, что все проводники находятся на одном проводе без разветвлений, и через каждый из них протекает один электроток. Однако общее напряжение равно сумме напряжений на каждом. Также можно рассмотреть соединение с другой точки зрения – все проводники заменяются одним эквивалентным резистором, и ток на нем совпадает с общим током, который проходит через все резисторы. Эквивалентное совокупное напряжение является суммой значений напряжения по каждому резистору. Так проявляется разность потенциалов на резисторе.

Использование последовательного подключения целесообразно, когда требуется специально включать и выключать определенное устройство. К примеру, электрозвонок может звенеть только в момент, когда присутствует соединение с источником напряжения и кнопкой. Первое правило гласит, что если тока нет хотя бы на одном из элементов цепи, то и на остальных его не будет. Соответственно при наличии тока в одном проводнике он есть и в остальных. Другим примером может служить фонарик на батарейках, который светит только при наличии батарейки, исправной лампочки и нажатой кнопки.

В некоторых случаях последовательная схема нецелесообразна. В квартире, где система освещения состоит из множества светильников, бра, люстр, не стоит организовывать схему такого типа, поскольку нет необходимости включать и выключать освещение во всех комнатах одновременно. С этой целью лучше использовать параллельное соединение, чтобы иметь возможность включения света в отдельно взятых комнатах.

Параллельное соединение проводников

В параллельной схеме проводники представляют собой набор резисторов, одни концы которых собираются в один узел, а другие – во второй узел. Предполагается, что напряжение в параллельном типе соединения одинаковое на всех участках цепи. Параллельные участки электроцепи носят название ветвей и проходят между двумя соединительными узлами, на них имеется одинаковое напряжение. Такое напряжение равно значению на каждом проводнике. Сумма показателей, обратных сопротивлениям ветвей, является обратной и по отношению к сопротивлению отдельного участка цепи параллельной схемы.

При параллельном и последовательном соединениях отличается система расчета сопротивлений отдельных проводников. В случае параллельной схемы ток уходит по ветвям, что способствует повышению проводимости цепи и уменьшает совокупное сопротивление. При параллельном подключении нескольких резисторов с аналогичными значениями совокупное сопротивление такой электроцепи будет меньше одного резистора число раз, равное числу .

В каждой ветви предусмотрено по одному резистору, и электроток при достижении точки разветвления делится и расходится к каждому резистору, его итоговое значение равно сумме токов на всех сопротивлениях. Все резисторы заменяются одним эквивалентным резистором. Применяя закон Ома, становится понятным значение сопротивления – при параллельной схеме суммируются значения, обратные сопротивлениям на резисторах.

При данной схеме значение тока обратно пропорционально значению сопротивления. Токи в резисторах не взаимосвязаны, поэтому при отключении одного из них это никоим образом не отразится на остальных. По этой причине такая схема используется во множестве устройств.

Рассматривая возможности применения параллельной схемы в быту, целесообразно отметить систему освещения квартиры. Все лампы и люстры должны быть соединены параллельно, в таком случае включение и отключение одного из них никак не влияет на работу остальных ламп. Таким образом, добавляя выключатель каждой лампочки в ветвь цепи, можно включать и отключать соответствующий светильник по необходимости. Все остальные лампы работают независимо.

Все электроприборы объединяются параллельно в электросеть с напряжением 220 В, затем они подключаются к . То есть все приборы подключаются независимо от подключения прочих устройств.

Законы последовательного и параллельного соединения проводников

Для детального понимания на практике обоих типов соединений, приведем формулы, объясняющие законы данных типов соединений. Расчет мощности при параллельном и последовательном типе соединения отличается.

При последовательной схеме имеется одинаковая сила тока во всех проводниках:

Согласно закону Ома, данные типы соединений проводников в разных случаях объясняются иначе. Так, в случае последовательной схемы, напряжения равны друг другу:

U1 = IR1, U2 = IR2.

Помимо этого, общее напряжение равно сумме напряжений отдельно взятых проводников:

U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR.

Полное сопротивление электроцепи рассчитывается как сумма активных сопротивлений всех проводников, вне зависимости от их числа.

В случае параллельной схемы совокупное напряжение цепи аналогично напряжению отдельных элементов:

А совокупная сила электротока рассчитывается как сумма токов, которые имеются по всем проводникам, расположенным параллельно:

Чтобы обеспечить максимальную эффективность электрических сетей, необходимо понимать суть обоих типов соединений и применять их целесообразно, используя законы и рассчитывая рациональность практической реализации.

Смешанное соединение проводников

Последовательная и параллельная схема соединения сопротивления могут сочетаться в одной электросхеме при необходимости. К примеру, допускается подключение параллельных резисторов по последовательной или их группе, такое тип считается комбинированным или смешанным.

В таком случае совокупное сопротивление рассчитывается посредством получения сумм значений для параллельного соединения в системе и для последовательного. Сначала необходимо рассчитывать эквивалентные сопротивления резисторов в последовательной схеме, а затем элементов параллельного. Последовательное соединение считается приоритетным, причем схемы такого комбинированного типа часто используются в бытовой технике и приборах.

Итак, рассматривая типы подключений проводников в электроцепях и основываясь на законах их функционирования, можно полностью понять суть организации схем большинства бытовых электроприборов. При параллельном и последовательном соединениях расчет показателей сопротивления и силы тока отличается. Зная принципы расчета и формулы, можно грамотно использовать каждый тип организации цепей для подключения элементов оптимальным способом и с максимальной эффективностью.

Параллельное и последовательное и соединение ламп в быту » сайт для электриков

Преимущества и недостатки параллельного подключения

Вид лампы	Преимущества	Недостатки
Накаливания галогеновые, люминесцентные	Возможно подключить к сети любое количество светильников по щлейфной схеме

Перегорание отдельного элемента лучевой модели не влияет на работу остальных

Накал полный на всех лампочках

Можно подключить люстру с несколькими лампами

Немного соединительных контактов

Повышение стоимости при использовании лучевой схемы за счет большого расхода кабеля и необходимости в клеммной колодке

При щлейфной модели нарушение одного соединения мешает работе остальных

Светодиодная
Можно соединить некоторое количество диодов, если их суммарная мощность не превышает мощность источника питания

При перегорании отдельного источника остальные работают

Схема не работает, если диоды подсоединяются через один резистор

Конструкция громоздкая и дорогая из-за большого количества деталей

При выходе из строя отдельного элемента на остальных увеличивается нагрузка

Последовательное и параллельное подключение двух и более источников света

Для того чтобы подключить самую простую лампочку накаливания, как в принципе и любую другую, нужно подключить её один контакт к фазе, а другой к нулю, самому распространённому в бытовых условиях стран СНГ переменному напряжению 220 вольт.

Параллельное подключение устройств освещения подразумевает под собой подключение двух и более источников светового потока в параллель, то есть одни контакты ламп подключаются только к фазе, а все другие только к нулю, как показано на рисунке 1.

Через каждую лампочку пройдёт ток, который будет зависеть от её мощности, так же как и яркость светового потока, излучаемого ими, будет тоже зависеть от мощности каждой лампы. Естественно, что ток I будет равен сумме всех трёх токов, поэтому диаметр сечения основных проводников следует выбирать согласно ему. Это подключение считается самым распространённым и приемлемым, так как к нему можно будет, при необходимости в будущем, добавлять источники света и они не будут влиять на уже установленные.

При последовательном соединении, изображённом на рисунке, ток, протекающий по одной лампочке, будет зависеть от мощности, каждого источника света, а напряжение на них будет разделено на количество ламп и при данном входящем напряжении 220 вольт, будет равняется 110 вольт на каждом источнике света.

Такое подключение нужно обязательно выполнять со светильниками, которые имеют равную мощность. Рассмотреть это можно на примере двух ламп накаливания. Так как если подключить одну лампу 20 Ватт, а другую, например, на 200 Ватт, то лампа с меньшей мощностью тут же выйдет из строя, так как по ней пройдёт ток такой же, как и во второй лампе мощностью 200 Ватт, а это в 10 раз больше её номинала. Такое подключение может быть использовано для увеличения срока службы ламп накаливания, например, в подъездах и на лестничных клетках. Подключив две лампы на 220 вольт и мощностью, например, по 60 Ватт, они будут гореть вполсилы и прослужат очень долго. Нужно учесть, что это возможно только при подключении ламп накаливания. Последовательное подключение двух и более светодиодных ламп (светильников) и экономичных ламп нецелесообразно, так как они и так обладают довольно большим сроком службы.

Подключение лампы на один выключатель или на несколько

Как подключить лампу через выключатель? Главным нюансом при подключении является то, что нулевой провод питания непосредственно подключается к сети 220 вольт, а через выключатель разрывается фаза. Это делается для того чтобы можно было смело решать проблемами с патроном осветительного прибора, отключив лишь выключатель. Если подключение двух выключателей выполнить последовательно, то только при нажатии обеих клавиш лампа загорится. Такие виды подключения выключателей освещения очень редко используются, только при определённых индивидуальных условиях.

Интереснее является подключение так называемого проходного выключателя.

Суть такой схемы подключения одной лампы заключается в том, что включение и отключение лампы может быть произведено как от первого, так и от второго выключателя, вне зависимости в каком положении каждый из них. Например, это удобно, допустим, в длинном коридоре при входе в него человек нажимает на клавишу выключателя 2, и спокойно идёт по освещённому помещению, дойдя до конца коридора, не нужно возвращаться для выключения света, а можно лёгким нажатием выключателя 1, установленного в конце коридора, произвести отключение данного источника света. При таком подключении фаза тоже проходит через выключатели.

Усовершенствование освещения путём установки датчика движения

Главная функция установки датчика движения и подключения его к системе освещения, это автоматическое включение освещения без нажатия на клавишу выключателя освещения. То есть человек зашел помещение или в зону срабатывания датчика и свет включился, после ухода свет самостоятельно (автоматически) выключился. При выборе датчика движения необходимо в первую очередь учесть максимальную мощность ламп освещения.

Схема подключения датчика движения тоже не вызывает особых сложностей. Её можно устанавливать как с выключателем, так и без него. Просто при включении контакта выключателя датчик движения выводится из сети освещения, и осветительный прибор включается напрямую без датчика.

В любом случае работая с напряжением обязательно выполнять требования техники безопасности, а в частности:

проверять наличие и отсутствие напряжения на токоведущих элементах, к которым человек дотрагивается при монтаже;
автоматы питания освещения должны быть под замком;
работы производить исправным инструментом.

Люстра с несколькими рожками

Для подключения многорожкового осветительного прибора с помощью двухклавишного переключателя понадобится трехжильный проводник. Одну жилу укорачивают так, чтобы провести ее в распредкоробку, а пара других жил должны доходить до переключателя.

На прерыватель направляют фазовый провод. Отходящие проводники закрепляют в клеммниках переключателя. В комплекте осветительного прибора имеется вывод из трех проводов: нулевой и два фазных. Ноль из распредкоробки направляют на нулевой контакт, а отходящие провода из выключателя соединяют с фазами многорожковой люстры.

Схема подключения люстры с пятью рожками изображена на рисунке ниже.

В результате создается подключение, где нажатие одной клавиши приводит к включению только пары ламп. Другая клавиша управляет тремя лампами. Если нужно включить все лампочки, следует нажать обе клавиши. В конечном счете такая схема обеспечивает выбор из трех вариантов интенсивности света: с двумя, тремя или пятью лампочками.

Свойства и технические характеристики резисторов

Как уже отмечалось, резисторы в электрических цепях и схемах выполняют регулировочную функцию. С этой целью используется закон Ома, выраженный формулой: I = U/R. Таким образом, с уменьшением сопротивления происходит заметное возрастание тока. И, наоборот, чем выше сопротивление, тем меньше ток. Благодаря этому свойству, резисторы нашли широкое применение в электротехнике. На этой основе создаются делители тока, использующиеся в конструкциях электротехнических устройств.

Помимо функции регулировки тока, резисторы применяются в схемах делителей напряжения. В этом случае закон Ома будет выглядеть несколько иначе: U = I x R. Это означает, что с ростом сопротивления происходит увеличение напряжения. На этом принципе строится вся работа устройств, предназначенных для деления напряжения. Для делителей тока используется паралл ельное соединение резисторов, а для делителей напряжения – последовательное.

На схемах резисторы отображаются в виде прямоугольника, размером 10х4 мм. Для обозначения применяется символ R, который может быть дополнен значением мощности данного элемента. При мощности свыше 2 Вт, обозначение выполняется с помощью римских цифр. Соответствующая надпись наносится на схеме возле значка резистора. Мощность также входит в состав маркировки, нанесенной на корпус элемента. Единицами измерения сопротивления служат ом (1 Ом), килоом (1000 Ом) и мегаом (1000000 Ом). Ассортимент резисторов находится в пределах от долей ома до нескольких сотен мегаом. Современные технологии позволяют изготавливать данные элементы с довольно точными значениями сопротивления.

Важным параметром резистора считается отклонение сопротивления. Его измерение осуществляется в процентах от номинала. Стандартный ряд отклонений представляет собой значения в виде: +20, +10, +5, +2, +1% и так далее до величины +0,001%.

Большое значение имеет мощность резистора. По каждому из них во время работы проходит электрический ток, вызывающий нагрев. Если допустимое значение рассеиваемой мощности превысит норму, это приведет к выходу из строя резистора. Следует учитывать, что в процессе нагревания происходит изменение сопротивления элемента. Поэтому если устройства работают в широких диапазонах температур, применяется специальная величина, именуемая температурным коэффициентом сопротивления.

Для соединения резисторов в схемах используются три разных способа подключения — паралл ельное, последовательное и смешанное. Каждый способ обладает индивидуальными качествами, что позволяет применять данные элементы в самых разных целях.

Параллельное соединение

В большинстве случаев используется параллельная схема подключения точечных светильников (ламп). Даже несмотря на то что требуется большое количество проводов. Зато напряжение на все осветительные приборы подается одинаковое, при перегорании не работает одна, все остальные — в работе. Соответственно, никаких проблем с поиском места поломки.

Схема параллельного подключения точечных светильников

Как подключить точечные светильники параллельно

Есть два способа параллельного соединения:

Лучевой. На каждый осветительный прибор идет отдельный кабель (двух или трехжильный — зависит от того, есть у вас заземление или нет).
Шлейфное. Пришедшая от выключателя фаза и нейтраль со щитка заходят на первый светильник. От этого светильника идет кусок кабеля на второй, и так далее. В результате к каждому светильнику, кроме последнего, оказывается подключенным по четыре куска кабеля.

Способы реализации параллельного подключения

Лучевая

Лучевая схема подключения более надежна — если проблемы случаются, то не горит только эта лампочка. Есть два минуса. Первый — большой расход кабеля. С ним можно смириться, так как делается проводка один раз и надолго, а надежность такой реализации высокая. Второй минус — в одной точке сходится большое количество проводов. Качественное их соединение — непростая задача, но решаемая.

Соединить большое количество проводов можно при помощи обычной клеммной колодки. В этом случае с одной стороны подается фаза, при помощи перемычек она разводится на нужное число контактов. С противоположной стороны подключаются провода, идущие к лампочкам.

Способы соединения проводов при лучевом исполнении

Практически так же можно использовать клеммники Ваго на соответствующее число контактов. Выбрать надо модель для параллельного соединения. Лучше — чтобы они были заполнены пастой, предотвращающей окисление. Этот способ хорош — легок в исполнении (зачистить провода, вставить в гнезда и все), но очень много низкокачественных подделок, а оригиналы стоят дорого (и то не факт, что вам продадут оригинал). Потому многие предпочитают пользоваться обычной клеммной колодкой. Кстати, есть они нескольких видов, но более надежными считаются карболитовые с защитным экраном (на рисунке выше они черного цвета).

И последний приемлемый способ — скрутка всех проводников с последующей сваркой (пайка тут не пойдет, так как проводов слишком много, обеспечить надежный контакт очень сложно). Минус в том, что соединение получается неразъемным. В случае чего, придется удалять сваренную часть, потому нужен «стратегический» запас проводов.

Пример исполнения лучевого подключения точечных светильников

Чтобы уменьшить расход кабеля при лучевом способе соединения, от выключателя до середины потолка тянут линию, там ее закрепляют, и от нее разводят провода к каждому светильнику. Если надо сделать две группы, ставят двухклавишный (двухпозиционный) выключатель, от каждой клавиши тянут отдельную линию, потом расключают светильники по выбранной схеме.

Шлейфное соединение

Шлейфное соединение применяют тогда, когда светильников очень много и тянуть к каждому отдельную магистраль очень уж накладно. Проблема при таком способе реализации в том, что при проблеме соединения в одном месте, все остальные тоже оказываются неработоспособны. Зато локализация повреждения проста: после нормально работающего светильника.

Фактическая реализация параллельного соединения шлейфным способом

В этом случае также можно разделить светильники на две или больше группы. В этом случае понадобиться выключатель с соответствующим количеством клавиш. Схема подключения в этом случае выглядит не очень сложно — добавиться еще одна ветка.

Как подключить точечные светильники к двойному выключателю

Собственно, схема справедлива для обоих способов реализации параллельного подключения. При необходимости можно сделать и три группы. Такие — трехпозиционные — выключатели тоже есть. Если же нужны четыре группы — придется ставить два двухпозиционных.

Задачи на Параллельное соединение проводников с решениями

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

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 I_А = 25 мА, имеющий внутреннее сопротивление R_A = 10 Ом, необходимо использовать как амперметр для измерения токов до I = 5 А. Какое сопротивление должен иметь шунт?

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

Перейти к теме: ЗАДАЧИ на Работу электрического тока
Посмотреть конспект по теме Соединение проводников
Вернуться к списку конспектов по Физике.
Проверить свои знания по Физике.

Типы ламп и схемы подключения

Подключение ламп накаливания, приведенное выше, не представляет особой сложности. Но схема галогенных и люминесцентных ламп имеет некоторые отличия.

Галогенные

Питание пониженным напряжением повышает безопасность эксплуатации источников света. При этом яркость остается прежней. Галогенные лампы могут применяться с понижающими трансформаторами на 6, 12 и 24 В (рис. ниже).

Схема подключения галогенной лампы

Напряжение 220 В подается на малогабаритный электронный трансформатор, который можно встроить даже в корпус выключателя. Низковольтные галогенные лампы часто применяются в подвесных потолках. Их подключают параллельно и соединяют с трансформатором. На фото ниже представлена блок-схема с двумя трансформаторами. Напряжение 220 В подается на них через распределительную коробку. Нулевой провод обозначен синим цветом, а фазный – коричневым, со вставленным в разрыв выключателем.

Схема подключения галогенных ламп

Группы ламп соединены между собой параллельно в распределительной коробке, после которой производится разветвление питающих проводов на первичные обмотки трансформаторов.

Лампы подключаются ко вторичной обмотке 12 В параллельно между собой. Для их соединения применяются клеммные колодки (на схеме не показаны).

Выходной провод низкого напряжения не должен быть длиннее 2 метров. Иначе возрастают потери напряжения, и лампы будут светиться хуже. Будет лучше, если сделать расчет напряжения для всех ламп.

Пример расчета

Пример расчета напряжения на лампочках в зависимости от потерь в проводах следующий. При питающем напряжении V=12 В к трансформатору подключены параллельно 2 лампочки с сопротивлениями R1 = R2 = 36 Ом. Сопротивления подводящих проводов к ним равны r1 = r2 = r3 = r4 = 1,5 Ом. Требуется найти напряжение на каждой лампочке. Схема изображена на рис. ниже.

Потери в проводах питания лампочек

Напряжение на первой и второй лампочках составят:

V1 = VR(2r + R)/(4r2 +6rR + R2) = 10,34 В,

V2 = VR2/(4r2 +6rR + R2) = 9,54 В.

Из расчета видно, что даже небольшие сопротивления подводящих проводов приводят к существенному падению на них напряжения.

Общая нагрузка в схеме поддерживается на уровне 70-75% от максимальной, чтобы не перегревались трансформаторы.

Люминесцентные

Недостатком люминесцентных ламп является эффект мерцания, что ухудшает восприятие света глазами. Современные электронные ПРА (пускорегулирующие аппараты) решают эту проблему, но цена их выше. Для уменьшения пульсации при использовании электромагнитного балласта применяется двухламповая схема подключения, где на одной из ламп фаза сдвигается во времени. В результате суммарный световой поток выравнивается.

На рис. ниже изображена схема светильника с расщепленной фазой. Две лампы подключены к сети переменного напряжения параллельно. Обе они содержат индуктивные балласты (L1) и (L2). Но к лампе (2) подключен дополнительный балластный конденсатор (Сб), благодаря которому создается сдвиг тока по фазе на 600.

Схема двухлампового светильника

В результате снижается суммарная пульсация светового потока светильника. Кроме того, ток внешней цепи почти совпадает по фазе с напряжением питания за счет комбинации опережающей и отстающей схем, что позволяет увеличить коэффициент мощности.

Типы ламп и схемы подключения

Перед монтажом различных видов осветительных приборов желательно ознакомиться с принципом работы и их внутренним устройством, а также с особенностями схемы включения в питающую сеть

Также важно знать, что каждая из разновидностей способна работать длительное время лишь при строгом соблюдении правил эксплуатации

Люминесцентные лампы

Помимо традиционных ламп накаливания для освещения служебных и частично бытовых пространств нередко применяются их люминесцентные трубчатые аналоги. Они чаще всего устанавливаются на следующих объектах:

в цехах и на конвейерных линиях промышленных производств;
в административных зданиях и в различных боксах;
в гаражах, торговых залах и подобных им местах общественного пользования.

Значительно реже они используются в домашних условиях – иногда ставят на кухне для организации подсветки рабочей зоны.

Особенностью люминесцентных осветителей является невозможность прямого подключения к сети 220 Вольт, так как для пробоя газового столба требуется высокое напряжение. Для их включения используется особая электронная схема, в состав которой входят такие элементы запуска как дроссель, стартер и высоковольтный конденсатор (в некоторых случаях он не обязателен).

В последние годы неэкономичные и сильно гудящие во время работы дроссельные преобразователи заменяются так называемым «электронным балластом». Порядок его подключения обычно указывается в виде схемы, изображенной на корпусе прибора.

Галогенные источники и светодиодные лампы

Осветители первого типа традиционно устанавливаются при монтаже подвесных и натяжных потолков. Они также идеально подходят при необходимости освещения зон с повышенной влажностью, так как выпускаются в нескольких модификациях. Одно из них рассчитано на работу от 12-ти Вольт. Для их получения в районе потолочных перекрытий устанавливается преобразователь, рассчитанный на соответствующее выходное напряжение.

Для светодиодных ламп характерно наличие встроенного драйвера, позволяющего получать нужное напряжение питания (12 или 24 Вольта). Образцы светодиодных осветителей, рассчитанные на работу от 220 Вольт, включаются подобно лампам накаливания. Но в отличие от обычных осветителей включать их в виде последовательной цепочки не рекомендуется.

Важно правильно подбирать тип ламп для определения нужного порядка их подключения. Не допускается соединять в последовательную цепочку энергосберегающие осветители, при монтаже люминесцентных и галогенных светильников руководствуются схемами их включения

При пониженном сетевом напряжении энергосберегающие лампы быстро выходят из строя, а люминесцентные осветители могут совсем не загореться.

Когда проводка в квартире или доме уже присутствует и нет надобности подключать дополнительные источники света, то вопрос — как подключить лампу, не является актуальным. Но как же выполнить эту работу когда появляется такая необходимость. Тут без элементарных знаний электротехники и умения составить принципиальную, казалось бы, элементарную схему уже не обойтись.

Все источники света люминесцентные (экономки), лампы накаливания, светодиодные светильники могут быть подключены, как в принципе и все имеющиеся в электрической цепи сопротивления, параллельно, последовательно, смешанно. Смешанное соединение не используется для подключения ламп, так как в нём просто нет необходимости

А вот на параллельном и последовательном подключении стоит остановить своё внимание поподробнее

Типы ламп и выключателей

Перед тем как перейти непосредственно к монтажу, нужно чётко понимать, что существует несколько типов лампочек, которые подключаются к сети как напрямую, так и через пускорегулирующую или же выпрямительно-понижающую аппаратуру. В любом случае каждая из них имеет своё рабочее напряжение и мощность, от которой соответственно зависит и ток.

Виды источников искусственного света, часто применяемых в быту:

Накаливания и галогенные, принцип работы одинаков только в одних находится вакуум, а в других специальные пары галогена, увеличивающие срок службы.
Люминесцентные, а также их разновидность, так называемые экономки и натриевые.
Светодиодные, работающие на LED системах и на особенности полупроводникового диода излучать световой поток.

Основные виды выключателей света, предназначенные для управления освещением, можно разделить на:

Одноклавишные, двухклавишные, трехклавишные и т.д.
Проходные и перекрестные.

Каждый тип ламп имеет свои особенности и схемы соединения, даже если они подключены к одному и тому же выключателю.

Последовательное подключение

Такую схему установки потолочных светильников своими руками реализовать достаточно просто, так как она не требует большого количества проводов. Однако последовательно можно подключить не больше шести светильников, при этом освещение будет не таким эффективным. Кроме того при последовательном подключении нарушение работы одного источника света разрывает цепь, следовательно, прекращается работы всех ламп. Чтобы восстановить работоспособность цепи, необходимо проверить каждую лампочку.

Схема подключения выглядит следующим образом: фаза последовательно обходит все приборы освещения, а на выход последней лампы подается ноль.

При решении вопроса, как подключить светодиодные светильники на потолке, следует проявлять особую осторожность и внимательность

Очень важно, чтобы фаза шла именно на выключатель и дальше на светильники. Ноль должен идти на последний элемент электрической цепи

Такая схема сделает работы светильников безопасной и надежной.

Подобная схема подключения точечных светильников используется очень редко, так как фаза постоянно обрывается на светильниках. В тоже время нулевой провод остается цельным на всем протяжении от распределительной коробки до выхода последнего прибора освещения в цепочке.

Параллельное соединение источников питания

Но что будет, если источники питания соединить параллельно? Давайте же рассмотрим это с точки зрения той же самой гидравлики. Имеем те же самые башни, в которых воды до самых краев:

Нет, здесь мы не будет извращаться. Мы просто соединим наши башни у самого основания трубой:

Давление на дно у каждой башни изменится? Думаю, нет. Оно останется таким же, как в одной из башен. А что поменялось? Поменялся просто объем воды. Ее стало в 2 раза больше.

Но вы можете сказать, что в первом случае у нас тоже воды стало в 2 раза больше!

Да, все оно так, но здесь важное значение имеет именно то, что давление на дно башни изменилось и стало также в два раза больше. Если сделать врезку одинакового диаметра прямо у подножия водобашни, то в случае, когда водобашни стоят одна на другой сила потока воды будет в два раза быстрее, чем если бы мы делали точно такую же врезку на картинке, где мы соединяли водобашни трубой

Более подробно эту мысль я еще озвучивал в статье про Закон Ома.

Если всю эту мысль спроецировать на наши источники питания, то получается, что при последовательном соединении у нас суммировалась напряжение, а при параллельном должна суммироваться сила тока. Но это не значит, что нагрузка, которая кушала, к примеру, 1 Ампер, после того, как мы ее цепанем к двум параллельным источникам питания, будет кушать 2 Ампера. При параллельном соединении у нас напряжение остается таким же, а вот емкость батарей увеличивается. Но нагрузка все равно будет кушать тот же самый 1 Ампер, иначе бы все это противоречило закону Ома.

Настало время все это рассмотреть на реальном примере. Итак, замеры мы уже делали. Осталось соединить два источника питания параллельно, в нашем случае это аккумуляторы li-ion:

Как вы видите, напряжение не изменилось.

При параллельном соединении источников питания должно соблюдаться условие, что на них должно быть одинаковое напряжение.

Вот сами подумайте, что может произойти, если одна из башен будет пустая?

Думаю, нетрудно догадаться, что вода из одной башни будет перетекать в другую башню, пока их уровень не выровняется (закон сообщающихся сосудов), если у одной башни сломался насос и она пустая.

То же самое и с источниками питания. Нельзя соединять источники питания разных напряжений параллельно. Это чревато тем, что вы убьете здоровые аккумуляторы, а дохлые так и останутся дохлыми или чуток зарядятся. Если разница между напряжениями аккумулятора большая, то в такой цепи может течь бешеная сила тока, которая вызовет нагрев и даже возгорание аккумуляторов.

Нельзя соединять источники питания разных напряжений параллельно

Параллельное соединение светильников: точечных, люминесцентных

Доброго времени суток уважаемые читатели блога. Темой поста будет параллельное соединение светильников, и работу будем делать как всегда самостоятельно.

Такое подключение можно применить для включения через одноклавишный выключатель нескольких точечных светильников, нескольких бра, лампочек люстры.

Конечно, электропроводку под ваши замыслы лучше планировать и делать во время ремонта, что бы потом не штробить стены.

Немного юмора и за дело.
Это здание построено по уникальной, ныне утерянной технологии — без единого матерного слова…

Параллельное соединение лампочек на схеме выглядит таким образом.

Схема параллельного соединения ламп

Схема подключения таким способом ламп через выключатель выглядит так.

Параллельное включение ламп через выключатель

Теперь, как это будет на практике.

Подключение ламп через выключатель

В процессе электромонтажа вы устанавливаете распределительную коробку, от которой опускаете вниз осевую линию и на высоте 90 сантиметров от пола делаете отверстие коронкой под установочную коробку (подрозетник) для выключателя и, используя строительный гипс ее замазываете.

Высота установки выключателя, розеток, распред/коробок

От подрозетника до распред коробки и от нее до потолка должна быть проделана штроба, в которой будут прокладываться провода.

К распределительной коробке подводится электропитание, трёхжильным проводом, рабочий ноль (голубой или синий), фаза (коричневый) и заземление (желтый или зеленый), могут быть и другие цвета, мы рассмотрим этот цветовой вариант.

Параллельное соединение светильников

От распределительной коробки к подрозетнику опускаем двужильный провод и заделываем его в заранее сделанную штробу.

Затем от распред коробки прокладываем трёхжильный провод к первому светильнику и закрепляем его. От первого светильника прокладываем провод ко второму светильнику и так далее.

Теперь, когда провода заложены, сделаем их соединение. В распределительной коробке зачищаем три жилы питающего кабеля, зачищаем три провода кабеля, идущего к первому светильнику, и зачищаем два провода кабеля идущего к выключателю.

Синий (нулевой) зачищенный провод питающего кабеля соединяем с синим проводом, идущему к светильнику, посредством скрутки. Заземляющий желтый провод питающего кабеля соединяем с желтым проводом, уходящему к светильнику.

Далее коричневый (фазовый) провод питающего кабеля соединяем с синим проводом кабеля, уходящего к выключателю.

Коричневый провод кабеля идущему к выключателю соединяем с коричневым проводом, идущему к светильнику. Все хорошо скрученные провода пропаиваем, или опрессовываем и изолируем.

Соединять провода в коробке можно и другим способом, используя зажимы или клеммы.

Теперь от первого светильника, к которому подвели трехжильный кабель от распред коробки, протягиваем и закрепляем отрезок кабеля ко второму светильнику, к третьему и так далее.

Остается подключить светильники. Зачищаем провода, пришедшие к первому светильнику, провода, уходящие ко второму светильнику и провода самого светильника.

Берем два синих (нулевых) провода и провод от светильника, скручиваем, пропаиваем, изолируем. Далее скручиваем два коричневых фазных и второй провод от светильника и тоже скручиваем, пропаиваем и изолируем.

Если в светильнике предусмотрено заземление, третий провод или заземляющий винт, то подключаем к заземляющим контактам два желтых (зеленых) провода. Такой способ подключения светильников называется шлейфным.

Шлейфное соединение ламп или светильников

Во много рожковой люстре параллельное соединение проводов делается немного иначе и называется оно лучевое. От каждой лампы светильника идет два провода. К люстре от распред коробки приходит питающий трехжильный кабель.

Лучевое соединение ламп

Зачищаем все жилы питающего кабеля, берем синий (нулевой) и по одному проводу от каждой лампочки скручиваем, пропаиваем и изолируем.

Затем берем коричневый (фазный) провод и оставшиеся провода от каждой лампы и также скручиваем, пропаиваем и изолируем. Желтый заземляющий провод подключаем к заземляющему контакту.

У параллельного соединения есть плюс по сравнению с последовательным соединением, при выходе из строя одной лампочки все остальные работают.

Вот такое оно параллельное соединение светильников. Удачного вам электромонтажа.

С уважением, Игорь Вилков.

Урок для 8-го класса по теме “Последовательное соединение проводников”

Методические цели:

Предметные:

вызвать объективную необходимость изучения темы: законов, явлений, закономерностей;
организовать деятельность учащихся по изучению и первичному закреплению: фактов, понятий, правил, законов, способов действий;
организовать деятельность школьников по самостоятельному применению знаний в разнообразных ситуациях.

Ориентированные развитие творческой личности:

помочь учащимся осознать социальную, практическую и личностную значимость учебного материала;
содействовать развитию речи, мышления, познавательных умений, овладению методами научного исследования: анализа и синтеза;
помочь учащимся осознать ценность совместной деятельности;
создать условия для развития у школьников умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;
обеспечить развитие у школьников монологической и диалогической речи.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Форма проведения: исследовательская работа.

Демонстрационный эксперимент:

Демонстрации: демонстрация последовательного соединения проводников.

Оборудование: 2 источника питания, 4 лампочки на подставках, 2 ключа, соединительные провода, 2 планшета из картона.

План занятия:

Организационный этап
Этап постановки целей и задач урока
Этап актуализации опорных знаний
Этап изучения новых знаний и способов деятельности
Этап первичной проверки понимания изученного
Этап закрепления нового материала
Рефлексия
Заключительный этап

1 мин.
2 мин.
6 мин.
8 мин.
5 мин.
5 мин.
2 мин.
1 мин.

Макроструктура учебного занятия:

ХОД УРОКА

I. Организационный этап

Учитель: Здравствуйте. Садитесь. Прекрасно! А теперь приступим к работе.

II. Этап постановки целей и задач урока

Проблемная ситуация

На столе собраны две электрические схемы включения двух лампочек:

последовательное соединение:

параллельное соединение:

Как, соединены между собой лампочки, учащиеся не видят (подставки и их соединения закрыты планшетами)

Вопрос 1: Почему накал лампочек не одинаков?

Вопрос 2: Как объяснить наблюдаемое явление с точки зрения физики?

Выслушиваются различные варианты ответов и пояснения к ним.

Учитель: Как видим, тех знаний, что вы усвоили на предыдущих уроках, не совсем достаточно для того, чтобы полно и корректно ответить на поставленные вопросы. Таким образом, мы сталкиваемся с необходимостью пополнения багажа наших знаний о постоянном токе и понятиях и законах, его описывающих. Для того чтобы мы могли полноценно работать, нам необходимо сформулировать цель нашего сегодняшнего занятия. Пожалуйста…

Ученик: Наша цель заключается в выявлении типов соединений проводников в электрической цепи, их качественном и количественном описании, а также в выяснении области применимости полученных знаний и умений на практике.

Учитель: Итак, цель намечена. Теперь необходимо нам остановиться на одном из этих соединений, т.е. последовательном, а параллельное, вы изучите позже.

Ученик: Выяснить, как ведут себя сила тока, напряжение и сопротивление в данном соединении. Определить область применимости полученных знаний и умений. Научиться их применять на практике.

III. Этап актуализации опорных знаний

Учитель: Прежде чем мы приступим к решению наших задач, необходимо восстановить в памяти знания, приобретенные на предыдущих уроках. Предлагаю это сделать в форме «Деловой корзины». Каждый желающий должен вынуть из «корзины» задание-вопрос и достаточно полно ответить на него, а также поучаствовать в эстафете по рядам, выигравший ряд заработает бонус, т.е. к любому ответу 1 балл.

«Деловая корзина»:

1. Электрический ток.	Направленное движение заряженных частиц называют электрическим током.
2. Сила тока.	Силой тока называется физическая величина, показывающая, какой заряд проходит через поперечное сечение проводника за единицу времени. , где I – сила тока (А), q – заряд, t – время (с).
3. Электрическое напряжение.	Физическая величина, показывающая, какую работу совершает на данном участке ток при перемещении по этому участку единичного заряда, называется электрическим напряжением. , U – электрическое напряжение (В), A – работа электрического тока по перемещению заряда, q – заряд (Кл).
4. Электрическое сопротивление проводника.	Физическая величина, характеризующая противодействие, оказываемое электрическому току, называется электрическим сопротивлением. Обозначается буквой R. Единица измерения сопротивления проводника – Ом.
5. Закон Ома.	Сила тока на участке цепи равна отношению напряжения на этом участке к его сопротивлению. , где I – сила тока на участке цепи (А), U – напряжение на этом участке (В), R – сопротивление участка цепи (Ом).
6. Каким прибором измеряется сила тока в цепи? Как он включается в электрическую схему?	Сила тока в цепи измеряется с помощью амперметра. Для включения амперметра в цепь ее размыкают и свободные концы проводов присоединяют к зажимам: зажим «+» к проводнику, идущему от положительного полюса источника питания, зажим «–» к проводнику, идущему от отрицательного полюса источника питания.
7. Каким прибором измеряется напряжение в цепи? Как он включается в электрическую схему?	Напряжение в цепи измеряется с помощью вольтметра. Зажимы вольтметра присоединяют к тем точкам цепи, между которыми надо измерить напряжение: зажим «+» к проводнику, идущему от положительного полюса источника питания, зажим «–» к проводнику, идущему от отрицательного полюса источника питания.

IV. Этап изучения новых знаний и способов деятельности

Учитель: Теперь возвратимся к нашему опыту. Нам удалось выяснить, что различие в накале лампочек может быть при различном их соединении. Изобразите на доске, последовательное соединение лампочек.

Учащиеся изображают соединения.

(Слайд 2)

Исследуем параметры последовательного соединения. Для этого разделимся на две группы: одна получает задание исследовать силу тока при последовательном соединение проводников, другая напряжение.
На столе у вас приборы, постарайтесь понять, к какой группе вы относитесь? Как это можно определить?

Группа 1. Исследование силы тока на различных участках цепи и общей силы тока в цепи.

Оборудование: Источник питания, резистор, лампочка, ключ, амперметр, соединительные провода.

Ход выполнения работы:

соберите схему, состоящую из источника питания, ключа и последовательно соединенных резистора и лампочки.
измерьте с помощью амперметра силу тока на каждом участке цепи и общую силу тока в цепи.
сделайте соответствующий вывод о соотношении между общей силой тока в цепи и силой тока на различных участках.

Группа 2. Исследование общего напряжения и напряжения на различных участках цепи.

Оборудование: Источник питания, резистор, ключ, лампочка, вольтметр, соединительные провода.

Ход выполнения работы:

соберите схему, состоящую из источника питания, ключа и последовательно- соединенных резистора и лампочки;
измерьте с помощью вольтметра напряжение на каждом участке цепи и общее напряжение в цепи;
сделайте соответствующий вывод о соотношении между общим напряжением в цепи и напряжениям на каждом участке

Физкультминутка

Руки на уровне груди, ладони прижимаем друг к другу. Ладони – это книга. Откройте книгу знаний и разверните её, пусть информация уйдет в мир. Верните свою книгу знаний к себе и закройте. Вы готовы продолжить занятие, желаю удачи.

V. Этап первичной проверки понимания изученного

Учитель: Переходим к следующему этапу нашего занятия – научимся применять полученные знания для расчета сопротивления. Формула для сопротивления получается из того что, соединяя проводники последовательно, мы как бы увеличиваем длину проводника. Поэтому сопротивление цепи становиться больше сопротивления одного проводника и сопротивления складываются.

Преимущества и недостатки последовательного соединения проводников. (Слайд 5)

Применение знаний для расчета схем.

Схема №1.

Какую силу тока показывает амперметр, если показания вольтметра 3В?

Схема №2.

Каковы показания вольтметра, если сила тока в цепи равна 0,5А?

Схема №3.

Каковы показания вольтметров, если амперметр показывает 1,5 А?

VI. Этап закрепления нового материала

Учитель: Молодцы, вы успешно справились с этим заданием. И сейчас пришло время проверить ваше умение применять на практике ваши знания. Делимся 6 групп.

Группа №1

Общее сопротивление трех одинаковых последовательно соединенных ламп составляет 36 Ом. Чему равно сопротивление каждой лампы?

Группа№2

Три проводника сопротивлением 12 Ом, 9 Ом и 3 Ом соединены последовательно. Напряжение на концах цепи 120 В. Найти силу тока в цепи.

Группа №3

Гирлянда из 60 лампочек включена в сеть напряжением 210 В, сила тока в цепи равна 0,5 А. Определить сопротивление каждой лампы, если все они соединены последовательно.

Группа №4

Объясните, как осветить елку 5-вольтовыми лампочками, если напряжение в сети 220В?

Группа №5

В сеть напряжением 120В включены последовательно две электрические лампы сопротивлением по 200 Ом каждая. Определить ток идущий через лампы.

Группа №6

В сеть напряжением 220 В последовательно включены лампа накаливания сопротивлением 400 Ом и электрическая плитка 40 Ом. Определите силу тока в цепи.

У доски защита задач.

VII. Рефлексия

Учитель: Что ж, наш урок подходит к завершению. В той атмосфере и обстановке, в которой мы сегодня работали, каждый из вас чувствовал себя по-разному. И сейчас мне бы хотелось, чтобы вы оценили, насколько внутренне комфортно ощущал себя на этом уроке, каждый из вас, все вместе как класс, и понравилось ли вам то дело, которым мы с вами сегодня занимались. Когда, будете выходить из класса прикрепите стрелку, где считаете нужным.

VIII. Заключительный этап

Учитель: Мне очень понравилось с вами работать.
А теперь давайте вместе оценим вашу работу на сегодняшнем уроке. Каждый из вас во время урока находился в составе той или иной рабочей группы, и лучше вас никто не знает, какой вклад внес каждый в общее дело. Поэтому, я предлагаю вам оценить работу своих товарищей по группе. Для этого воспользуйтесь оценочными бланками, лежащими перед вами.

P.S. Я оставляю за собой право подкорректировать выставленные оценки, потому что я также следила за работой каждого из вас на уроке.

Домашнее задание:

Повторить § 8-20.
Подготовиться к уроку решения открытых задач.

Приложение

Электрическая схема последовательного соединения. Параллельное и последовательное соединение

В электротехнике и электронике очень широко используются резисторы. Применяются они в основном для регулирования в схемах тока и напряжения. Основные параметры: электрическое сопротивление (R) измеряется в Омах, мощность (Вт) , стабильность и точность их параметров в процессе эксплуатации. Можно вспомнить ещё множество его параметров, — ведь это обычное промышленное изделие.

Последовательное соединение

Последовательное соединение — это такое соединение, при котором каждый последующий резистор подключается к предыдущему, образуя неразрывную цепь без разветвлений. Ток I=I1=I2 в такой цепи будет одинаковым в каждой её точке. Напротив, напряжение U1, U2 в различных её точках будет разным, причём работа по переносу заряда через всю цепь, складывается из работ по переносу заряда в каждом из резисторов, U=U1+U2. Напряжение U по закону Ома равно току, умноженному на сопротивление, и предыдущее выражение можно записать так:

где R — общее сопротивление цепи. То есть по простому идет падение напряжения в точках соединения резисторов и чем больше подключенных элементов, тем больше происходит падение напряжения

Отсюда следует, что
, общее значение такого соединения определяется суммированием сопротивлений последовательно. Наши рассуждения справедливы для любого количества последовательно соединяемых участков цепи.

Параллельное соединение

Объединим начала нескольких резисторов (точка А). В другой точке (В) мы соединим все их концы. В результате получим участок цепи, который называется параллельным соединением и состоит из некоторого количества параллельных друг другу ветвей (в нашем случае – резисторов). При этом электрический ток между точками А и B распределится по каждой из этих ветвей.

Напряжения на всех резисторах будут одинаковы: U=U1=U2=U3, их концы — это точки А и В.

Заряды, прошедшие за единицу времени через каждый резистор, в сумме образуют заряд, прошедший через весь блок. Поэтому суммарный ток через изображенную на рисунке цепь I=I1+I2+I3.

Теперь, использовав закон Ома, последнее равенство преобразуется к такому виду:

U/R=U/R1+U/R2+U/R3.

Отсюда следует, что для эквивалентного сопротивления R справедливо:

1/R=1/R1+1/R2+1/R3

или после преобразования формулы мы можем получить другую запись, такого вида:
.

Чем большее количество резисторов (или других звеньев электрической цепи, обладающих некоторым сопротивлением) соединить по параллельной схеме, тем больше путей для протекания тока образуется, и тем меньше общее сопротивление цепи.

Следует отметить, что обратная сопротивлению величина называется проводимостью. Можно сказать, что при параллельном соединении участков цепи складываются проводимости этих участков, а при последовательном соединении – их сопротивления.

Примеры использования

Понятно, что при последовательном соединении, разрыв цепи в одном месте приводит к тому, что ток перестает идти по всей цепи. Например, ёлочная гирлянда перестаёт светить, если перегорит всего одна лампочка, это плохо.

Но последовательное соединение лампочек в гирлянде даёт возможность использовать большое количество маленьких лампочек, каждая из которых рассчитана на напряжение сети (220 В), делённое на количество лампочек.

Последовательное соединение резисторов на примере 3-х лампочек и ЭДС

Зато при последовательном подключении предохранительного устройства его срабатывание (разрыв плавкой вставки) позволяет обесточить всю электрическую цепь, расположенную после него и обеспечить нужный уровень безопасности, и это хорошо. Выключатель в сеть питания электроприбора включается также последовательно.

Параллельное соединение также широко используется. Например, люстра – все лампочки соединены параллельно и находятся под одним и тем же напряжением. Если одна лампа перегорит, — не страшно, остальные не погаснут, они остаются под тем же самым напряжением.

Параллельное соединение резисторов на примере 3-х лампочек и генератора

При необходимости увеличения способности схемы рассеивать тепловую мощность, выделяющуюся при протекании тока, широко используются и последовательное, и параллельное объединение резисторов. И для последовательного, и параллельного способов соединения некоторого количества резисторов одного номинала общая мощность равна произведению количества резисторов на мощность одного резистора.

Смешанное соединение резисторов

Также часто используется смешанное соединение. Если,например необходимо получить сопротивление определенного номинала, но его нет в наличии можно воспользоваться одним из выше описанных способов или воспользоваться смешанным соединением.

Отсюда, можно вывести формулу которая и даст нам необходимое значение:

Rобщ.=(R1*R2/R1+R2)+R3

В нашу эпоху развития электроники и различных технических устройств в основе всех сложностей лежать простые законы, которые поверхностно рассматриваются на данном сайте и думаю, что вам они помогут успешно применять в своей жизни. Если например взять ёлочную гирлянду, то соединения лампочек идет друг за другом, т.е. грубо говоря это отдельно-взятое сопротивление.

Не так давно гирлянды стали соединятся смешанным способом. Вообще, в совокупности все эти примеры с резисторами взяты условно, т.е. любым элементом сопротивления может быть ток проходящий через элемент с падением напряжения и выделением тепла.

Подробности Категория: Статьи Создано: 06.09.2017 19:48

Как подключить в кукольном домике несколько светильников

Когда вы задумываетесь о том как сделать освещение в кукольном домике или румбоксе, где не один, а несколько светильников, то встает вопрос о том, как их подключить, объединить в сеть. Существует два типа подключения: последовательное и параллельное, о которых мы слышали со школьной скамьи. Их и рассмотрим в этой статье.

Название элемента	Символ на схеме	Изображение
батарейка/ элемент питания
выключатель
провод
пересечение проводов (без соединения)
соединение проводов (пайкой, скруткой)
лампа накаливания
неисправная лампа
неработающая лампа
горящая лампа

Последовательное подключение

Выглядит оно вот так.

Пример №2: вы хотите подключить к источнику питания 12V лампочки по 6V. 6+6=12v. Можно подключить 2 таких лампочки.

Пример №3: вы хотите соединить в цепь 2 лампочки по 3V. 3+3=6V. Необходим источник питания на 6 V.

Читайте так же статьи по теме:

Обзор миниатюрных ламп накаливания
Диоды или лампы накаливания

Параллельное подключение лампочек

Вот так выглядит параллельное подключение лампочек.

При выходе из строя одной лампочки другие продолжают гореть.

Лампочки можно включать независимо друг от друга. Для этого к каждой нужно поставить свой выключатель.

Рассмотрим ещё один вид подключения, соединяющий в себе последовательное и параллельное.

Комбинированное подключение

Пример комбинированного подключения.

Три последовательные цепи, соединенные параллельно

А вот другой вариант:

Три параллельные цепи, соединенные последовательно.

Пример

Но нельзя включить одну-единственную лампочку.

При параллельно-последовательном подключении при выходе из строя одной лампочки цепь будет вести себя так:

А при нарушении на последовательном участке вот так:

Пример:

Пример

Для кукольных домиков можно использовать такое смешанное подключение.

Практически каждому, кто занимался электрикой, приходилось решать вопрос параллельного и последовательного соединения элементов схемы. Некоторые решают проблемы параллельного и последовательного соединения проводников методом «тыка», для многих «несгораемая» гирлянда является необъяснимой, но привычной аксиомой. Тем не менее, все эти и многие другие подобные вопросы легко решаются методом, предложенным еще в самом начале XIX века немецким физиком Георгом Омом. Законы, открытые им, действуют и поныне, а понять их сможет практически каждый.

Основные электрические величины цепи

Для того чтобы выяснить, как то или иное соединение проводников повлияет на характеристики схемы, необходимо определиться с величинами, которые характеризуют любую электрическую цепь. Вот основные из них:

Взаимная зависимость электрических величин

Теперь необходимо определиться , как все вышеперечисленные величины зависят одна от другой. Правила зависимости несложны и сводятся к двум основным формулам:

Здесь I – ток в цепи в амперах, U – напряжение, подводимое к цепи в вольтах, R – сопротивление цепи в омах, P – электрическая мощность цепи в ваттах.

Предположим, перед нами простейшая электрическая цепь, состоящая из источника питания с напряжением U и проводника с сопротивлением R (нагрузки).

Поскольку цепь замкнута, через нее течет ток I. Какой величины он будет? Исходя из вышеприведенной формулы 1, для его вычисления нам нужно знать напряжение, развиваемое источником питания, и сопротивление нагрузки. Если мы возьмем, к примеру, паяльник с сопротивлением спирали 100 Ом и подключим его к осветительной розетке с напряжением 220 В, то ток через паяльник будет составлять:

220 / 100 = 2,2 А.

Какова мощность этого паяльника ? Воспользуемся формулой 2:

2,2 * 220 = 484 Вт.

Хороший получился паяльник, мощный, скорее всего, двуручный. Точно так же, оперируя этими двумя формулами и преобразуя их, можно узнать ток через мощность и напряжение, напряжение через ток и сопротивление и т.д. Сколько, к примеру, потребляет лампочка мощностью 60 Вт в вашей настольной лампе:

60 / 220 = 0,27 А или 270 мА.

Сопротивление спирали лампы в рабочем режиме:

220 / 0,27 = 815 Ом.

Схемы с несколькими проводниками

Все рассмотренные выше случаи являются простыми – один источник, одна нагрузка. Но на практике нагрузок может быть несколько, и соединены они бывают тоже по-разному. Существует три типа соединения нагрузки:

Параллельное.
Последовательное.
Смешанное.

Параллельное соединение проводников

В люстре 3 лампы, каждая по 60 Вт. Сколько потребляет люстра? Верно, 180 Вт. Быстренько подсчитываем сначала ток через люстру:

180 / 220 = 0,818 А.

А затем и ее сопротивление:

220 / 0,818 = 269 Ом.

Перед этим мы вычисляли сопротивление одной лампы (815 Ом) и ток через нее (270 мА). Сопротивление же люстры оказалось втрое ниже, а ток – втрое выше. А теперь пора взглянуть на схему трехрожкового светильника.

Все лампы в нем соединены параллельно и подключены к сети. Получается, при параллельном соединении трех ламп общее сопротивление нагрузки уменьшилось втрое? В нашем случае – да, но он частный – все лампы имеют одинаковые сопротивление и мощность. Если каждая из нагрузок будет иметь свое сопротивление, то для подсчета общего значения простого деления на количество нагрузок мало. Но и тут есть выход из положения – достаточно воспользоваться вот этой формулой:

1/Rобщ. = 1/R1 + 1/R2 + … 1/Rn.

Для удобства использования формулу можно легко преобразовать:

Rобщ. = (R1*R2*… Rn) / (R1+R2+ … Rn).

Здесь Rобщ . – общее сопротивление цепи при параллельном включении нагрузки. R1 … Rn – сопротивления каждой нагрузки.

Почему увеличился ток, когда вы включили параллельно три лампы вместо одной, понять несложно – ведь он зависит от напряжения (оно осталось неизменным), деленного на сопротивление (оно уменьшилось). Очевидно, что и мощность при параллельном соединении увеличится пропорционально увеличению тока.

Последовательное соединение

Теперь настала пора выяснить, как изменятся параметры цепи, если проводники (в нашем случае лампы) соединить последовательно.

Расчет сопротивления при последовательном соединении проводников исключительно прост:

Rобщ. = R1 + R2.

Те же три шестидесятиваттные лампы, соединенные последовательно, составят уже 2445 Ом (см. расчеты выше). Какими будут последствия увеличения сопротивления цепи? Согласно формулам 1 и 2 становится вполне понятно, что мощность и сила тока при последовательном соединении проводников упадет. Но почему теперь все лампы горят тускло? Это одно из самых интересных свойств последовательного подключения проводников, которое очень широко используется. Взглянем на гирлянду из трех знакомых нам, но последовательно соединенных ламп.

Общее напряжение, приложенное ко всей цепи, так и осталось 220 В. Но оно поделилось между каждой из ламп пропорционально их сопротивлению! Поскольку лампы у нас одинаковой мощности и сопротивления, то напряжение поделилось поровну: U1 = U2 = U3 = U/3. То есть на каждую из ламп подается теперь втрое меньшее напряжение, вот почему они светятся так тускло. Возьмете больше ламп – яркость их упадет еще больше. Как рассчитать падение напряжения на каждой из ламп, если все они имеют различные сопротивления? Для этого достаточно четырех формул, приведенных выше. Алгоритм расчета будет следующим:

Измеряете сопротивление каждой из ламп.
Рассчитываете общее сопротивление цепи.
По общим напряжению и сопротивлению рассчитываете ток в цепи.
По общему току и сопротивлению ламп вычисляете падение напряжения на каждой из них.

Хотите закрепить полученные знания ? Решите простую задачу, не заглядывая в ответ в конце:

В вашем распоряжении есть 15 однотипных миниатюрных лампочек, рассчитанных на напряжение 13,5 В. Можно ли из них сделать елочную гирлянду, подключаемую к обычной розетке, и если можно, то как?

Смешанное соединение

С параллельным и последовательным соединением проводников вы, конечно, без труда разобрались. Но как быть, если перед вами оказалась примерно такая схема?

Смешанное соединение проводников

Как определить общее сопротивление цепи? Для этого вам понадобится разбить схему на несколько участков. Вышеприведенная конструкция достаточно проста и участков будет два – R1 и R2,R3. Сначала вы рассчитываете общее сопротивление параллельно соединенных элементов R2,R3 и находите Rобщ.23. Затем вычисляете общее сопротивление всей цепи, состоящей из R1 и Rобщ.23, соединенных последовательно:

Rобщ.23 = (R2*R3) / (R2+R3).
Rцепи = R1 + Rобщ.23.

Задача решена, все очень просто. А теперь вопрос несколько сложнее.

Сложное смешанное соединение сопротивлений

Как быть тут? Точно так же, просто нужно проявить некоторую фантазию. Резисторы R2, R4, R5 соединены последовательно. Рассчитываем их общее сопротивление:

Rобщ.245 = R2+R4+R5.

Теперь параллельно к Rобщ.245 подключаем R3:

Rобщ.2345 = (R3* Rобщ.245) / (R3+ Rобщ.245).

Rцепи = R1+ Rобщ.2345+R6.

Вот и все!

Ответ на задачу о елочной гирлянде

Лампы имеют рабочее напряжение всего 13.5 В, а в розетке 220 В, поэтому их нужно включать последовательно.

Поскольку лампы однотипные, напряжение сети разделится между ними поровну и на каждой лампочке окажется 220 / 15 = 14,6 В. Лампы рассчитаны на напряжение 13,5 В, поэтому такая гирлянда хоть и заработает, но очень быстро перегорит. Чтобы реализовать задумку, вам понадобится минимум 220 / 13,5 = 17, а лучше 18-19 лампочек.

Параллельное и последовательное соединение проводников – способы коммутации электрической цепи. Электрические схемы любой сложности можно представить посредством указанных абстракций.

Определения

Существует два способа соединения проводников, становится возможным упростить расчет цепи произвольной сложности:

Конец предыдущего проводника соединен непосредственно с началом следующего — подключение называют последовательным. Образуется цепочка. Чтобы включить очередное звено, нужно электрическую схему разорвать, вставив туда новый проводник.
Начала проводников соединены одной точкой, концы – другой, подключение называется параллельным. Связку принято называть разветвлением. Каждый отдельный проводник образует ветвь. Общие точки именуются узлами электрической сети.

На практике чаще встречается смешанное включение проводников, часть соединена последовательно, часть – параллельно. Нужно разбить цепь простыми сегментами, решать задачу для каждого отдельно. Сколь угодно сложную электрическую схему можно описать параллельным, последовательным соединением проводников. Так делается на практике.

Использование параллельного и последовательного соединения проводников

Термины, применяемые к электрическим цепям

Теория выступает базисом формирования прочных знаний, немногие знают, чем напряжение (разность потенциалов) отличается от падения напряжения. В терминах физики внутренней цепью называют источник тока, находящееся вне – именуется внешней. Разграничение помогает правильно описать распределение поля. Ток совершает работу. В простейшем случае генерация тепла согласно закону Джоуля-Ленца. Заряженные частицы, передвигаясь в сторону меньшего потенциала, сталкиваются с кристаллической решеткой, отдают энергию. Происходит нагрев сопротивлений.

Для обеспечения движения нужно на концах проводника поддерживать разность потенциалов. Это называется напряжением участка цепи. Если просто поместить проводник в поле вдоль силовых линий, ток потечет, будет очень кратковременным. Процесс завершится наступлением равновесия. Внешнее поле будет уравновешено собственным полем зарядов, противоположным направлением. Ток прекратится. Чтобы процесс стал непрерывным, нужна внешняя сила.

Таким приводом движения электрической цепи выступает источник тока. Чтобы поддерживать потенциал, внутри совершается работа. Химическая реакция, как в гальваническом элементе, механические силы – генератор ГЭС. Заряды внутри источника движутся в противоположную полю сторону. Над этим совершается работа сторонних сил. Можно перефразировать приведенные выше формулировки, сказать:

Внешняя часть цепи, где заряды движутся, увлекаемые полем.
Внутренняя часть цепи, где заряды движутся против напряженности.

Генератор (источник тока) снабжен двумя полюсами. Обладающий меньшим потенциалом называется отрицательным, другой – положительным. В случае переменного тока полюсы непрерывно меняются местами. Непостоянно направление движения зарядов. Ток течет от положительного полюса к отрицательному. Движение положительных зарядов идет в направлении убывания потенциала. Согласно этому факту вводится понятие падения потенциала:

Падением потенциала участка цепи называется убыль потенциала в пределах отрезка. Формально это напряжение. Для ветвей параллельной цепи одинаково.

Под падением напряжения понимается и нечто иное. Величина, характеризующая тепловые потери, численно равна произведению тока на активное сопротивление участка. Законы Ома, Кирхгофа, рассмотренные ниже, формулируются для этого случая. В электрических двигателях, трансформаторах разница потенциалов может значительно отличаться от падения напряжения. Последнее характеризует потери на активном сопротивлении, тогда как первое учитывает полную работу источника тока.

При решение физических задач для упрощения двигатель может включать в свой состав ЭДС, направление действия которой противоположно эффекту источника питания. Учитывается факт потери энергии через реактивную часть импеданса. Школьный и вузовский курс физики отличается оторванностью от реальности. Вот почему студенты, раскрыв рот, слушают о явлениях, имеющих место в электротехнике. В период, предшествующий эпохе промышленной революции, открывались главные законы, ученый должен объединять роль теоретика и талантливого экспериментатора. Об этом открыто говорят предисловия к трудам Кирхгофа (работы Георга Ома на русский язык не переведены). Преподаватели буквально завлекали люд дополнительными лекциями, сдобренными наглядными, удивительными экспериментами.

Законы Ома и Кирхгофа применительно к последовательному и параллельному соединению проводников

Для решения реальных задач используются законы Ома и Кирхгофа. Первый выводил равенство чисто эмпирическим путем – экспериментально – второй начал математическим анализом задачи, потом проверил догадки практикой. Приведем некоторые сведения, помогающие решению задачи:

Посчитать сопротивления элементов при последовательном и параллельном соединении

Алгоритм расчета реальных цепей прост. Приведем некоторые тезисы касательно рассматриваемой тематики:

При последовательном включении суммируются сопротивления, при параллельном — проводимости:
1. Для резисторов закон переписывается в неизменной форме. При параллельном соединении итоговое сопротивление равняется произведению исходных, деленному на общую сумму. При последовательном – номиналы суммируются.
2. Индуктивность выступает реактивным сопротивлением (j*ω*L), ведет себя, как обычный резистор. В плане написания формулы ничем не отличается. Нюанс, для всякого чисто мнимого импеданса, что нужно умножить результат на оператор j, круговую частоту ω (2*Пи*f). При последовательном соединении катушек индуктивности номиналы суммируются, при параллельном – складываются обратные величины.
3. Мнимое сопротивление емкости записывается в виде: -j/ω*С. Легко заметить: складывая величины последовательного соединения, получим формулу, в точности как для резисторов и индуктивностей было при параллельном. Для конденсаторов все наоборот. При параллельном включении номиналы складываются, при последовательном – суммируются обратные величины.

Тезисы легко распространяются на произвольные случаи. Падение напряжения на двух открытых кремниевых диодах равно сумме. На практике составляет 1 вольт, точное значение зависит от типа полупроводникового элемента, характеристик. Аналогичным образом рассматривают источники питания: при последовательном включении номиналы складываются. Параллельное часто встречается на подстанциях, где трансформаторы ставят рядком. Напряжение будет одно (контролируются аппаратурой), делятся между ветвями. Коэффициент трансформации строго равен, блокируя возникновение негативных эффектов.

У некоторых вызывает затруднение случай: две батарейки разного номинала включены параллельно. Случай описывается вторым законом Кирхгофа, никакой сложности представить физику не может. При неравенстве номиналов двух источников берется среднее арифметическое, если пренебречь внутренним сопротивлением обоих. В противном случае решаются уравнения Кирхгофа для всех контуров. Неизвестными будут токи (всего три), общее количество которых равно числу уравнений. Для полного понимания привели рисунок.

Пример решения уравнений Кирхгофа

Посмотрим изображение: по условию задачи, источник Е1 сильнее, нежели Е2. Направление токов в контуре берем из здравых соображений. Но если бы проставили неправильно, после решения задачи один получился бы с отрицательным знаком. Следовало тогда изменить направление. Очевидно, во внешней цепи ток течет, как показано на рисунке. Составляем уравнения Кирхгофа для трех контуров, вот что следует:

Работа первого (сильного) источника тратится на создание тока во внешней цепи, преодоление слабости соседа (ток I2).
Второй источник не совершает полезной работы в нагрузке, борется с первым. Иначе не скажешь.

Включение батареек разного номинала параллельно является безусловно вредным. Что наблюдается на подстанции при использовании трансформаторов с разным передаточным коэффициентом. Уравнительные токи не выполняют никакой полезной работы. Включенные параллельно разные батарейки начнут эффективно функционировать, когда сильная просядет до уровня слабой.

Одним из китов, на котором держатся многие понятия в электронике, является понятие последовательного и параллельного подключения проводников. Знать основные отличия указанных типов подключения просто необходимо. Без этого нельзя понять и прочитать ни одной схемы.

Основные принципы

Электрический ток движется по проводнику от источника к потребителю (нагрузке). Чаще всего в качестве проводника выбирается медный кабель. Связано это с требованием, которое предъявляется к проводнику: он должен легко высвобождать электроны.

Независимо от способа подключения, электрический ток двигается от плюса к минусу. Именно в этом направлении убывает потенциал. При этом стоит помнить, что провод, по котору идет ток, также обладает сопротивлением. Но его значение очень мало. Именно поэтому им пренебрегают. Сопротивление проводника принимают равным нулю. В том случае, если проводник обладает сопротивлением, его принято называть резистором.

Параллельное подключение

В данном случае элементы, входящие в цепь, объединены между собой двумя узлами. С другими узлами у них связей нет. Участки цепи с таким подключением принято называть ветвями. Схема параллельного подключения представлена на рисунке ниже.

Если говорить более понятным языком, то в данном случае все проводники одним концом соединены в одном узле, а вторым – во втором. Это приводит к тому, что электрический ток разделяется на все элементы. Благодаря этому увеличивается проводимость всей цепи.

При подключении проводников в цепь данным способом напряжение каждого из них будет одинаково. А вот сила тока всей цепи будет определяться как сумма токов, протекающих по всем элементам. С учетом закона Ома путем нехитрых математических расчетов получается интересная закономерность: величина, обратная общему сопротивлению всей цепи, определяется как сумма величин, обратных сопротивлениям каждого отдельного элемента. При этом учитываются только элементы, подключенные параллельно.

Последовательное подключение

В данном случае все элементы цепи соединены таким образом, что они не образуют ни одного узла. При данном способе подключения имеется один существенный недостаток. Он заключается в том, что при выходе из строя одного из проводников все последующие элементы работать не смогут. Ярким примером такой ситуации является обычная гирлянда. Если в ней перегорает одна из лампочек, то вся гирлянда перестает работать.

Последовательное подключение элементов отличается тем, что сила тока во всех проводниках равна. Что касается напряжения цепи, то оно равно сумме напряжения отдельных элементов.

В данной схеме проводники включаются в цепь поочередно. А это значит, что сопротивление всей цепи будет складываться из отдельных сопротивлений, характерных для каждого элемента. То есть общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений всех проводников. Эту же зависимость можно вывести и математическим способом, используя закон Ома.

Смешанные схемы

Бывают ситуации, когда на одной схеме можно увидеть одновременно последовательное и параллельное подключение элементов. В таком случае говорят о смешанном соединении. Расчет подобных схем проводится отдельно для каждой из группы проводников.

Так, чтобы определить общее сопротивление, необходимо сложить сопротивление элементов, подключенных параллельно, и сопротивление элементов с последовательным подключением. При этом последовательное подключение является доминантным. То есть его рассчитывают в первую очередь. И только после этого определяют сопротивление элементов с параллельным подключением.

Подключение светодиодов

Зная основы двух типов подключения элементов в цепи, можно понять принцип создания схем различных электроприборов. Рассмотрим пример. во многом зависит от напряжения источника тока.

При небольшом напряжении сети (до 5 В) светодиоды подключают последовательно. Снизить уровень электромагнитных помех в данном случае поможет конденсатор проходного типа и линейные резисторы. Проводимость светодиодов увеличивают за счет использования системных модуляторов.

При напряжении сети 12 В может использоваться и последовательное, и параллельное подключение сети. В случае последовательного подключения используют импульсные блоки питания. Если собирается цепь из трех светодиодов, то можно обойтись без усилителя. Но если цепь будет включать большее количество элементов, то усилитель необходим.

Во втором случае, то есть при параллельном подключении, необходимо использование двух открытых резисторов и усилителя (с пропускной способностью выше 3 А). Причем первый резистор устанавливается перед усилителем, а второй – после.

При высоком напряжении сети (220 В) прибегают к последовательному подключению. При этом дополнительно используют операционные усилители и понижающие блоки питания.

На рисунках представлены электрические схемы. В каких электрических схемах изображено

Для плетения макраме Ася, Аня и Рита использовали декоративную бечевку. За первый час Ася использовала 50% всего запаса бечевки, а Аня и Рита вместе з … а это же время использовали 4 дециметра бечевки. За следующий час Ася использовала 60% от оставшейся бечевки, а Аня и Рита использовали 3 дециметра бечевки на двоих. В итоге осталось 7 дециметров бечевки. Выразите 0.7 метра в миллиметрах. Ответ округлите до целых.

Петя измерил лист журнала, оказалось, что ширина листа 16 см, а длина 23см. Сколько граммов будет весить квадратный метр бумаги, из которого изготовле … н лист журнала? Ответ округлите до целых.

Найдите массу одного листа журнала, если известно, что масса обложки составляет двадцатую часть от массы всего журнала, а листов в журнале 72 . Ответ … дайте в граммах

Пожалуйста помогите. Срочно!

дано U = 3м/с 1 – 9 м/с t 6c a-?

Для плетения макраме Ася, Аня и Рита использовали декоративную бечевку. За первый час Ася использовала 40%40% всего запаса бечевки, а Аня и Рита вмест … е за это же время использовали 33 дециметра бечевки. За следующий час Ася использовала 80%80% от оставшейся бечевки, а Аня и Рита использовали 11 дециметр бечевки на двоих. В итоге осталось 88 дециметров бечевки.Сколько было бечевки? Ответ вывозить в метрах

Дома у дедушки любознательного мальчика Пети есть книжный стеллаж. На одной полке стоит серия книг, а на другой — — журналы «Потенциал» за несколько … лет. Петя обратил внимание, что полки прогибаются под тяжестью книг и журналов. Он решил определить их массу и взвесил. Оказалось, что масса всех книг с одной полки равна массе всех журналов с другой. Известно, что количество журналов в 4 4 раза больше, чем книг, а масса одного журнала равна 150 150 г. Определите массу книги. Можно считать, что все книги имеют одинаковую массу. Ответ укажите в граммах, округлив до целых.

1) найдите модуль перемещения тела с начала по 4-ю минуту. Ответ выразите в метрах. 2) определите модуль максимального ускорения тела за все время дви … жения. ответ выразите в м/мин² ршшилилилилилилтилдрсдржрсдрсжрсжтосжрмзомзомзомжомжом жомжосжосзосжос

2. Автомобиль, двигаясь с ускорением увеличил свою скорость от 18 км/ч до 54 км/ч за время 10с. Определить ускорение автомобиля Дано СИ Решение Найти … Ответ: [3]

На рисунке изображен система в которой блок и рычаг невесомы и не имебт трения в осях и опоре C,пружины невесомы нити нерастяжимы и невесомыучастки ни … тей не лижащие на блоках вертикальны. Известно что k=39H/м и m=120г считайте что g=H/kг на 15б

Что произойдет с лампочками в параллельной цепи, если одна из лампочек перегорит?

Схема Пример

Если , лампочки подключены в параллельном , ток, протекающий через лампочек , объединяется, образуя ток, протекающий в батарее, при этом падение напряжения составляет 6,0 В на каждые лампочка и все они светятся. Одна лампочка горит горит последовательно цепь разрывает цепь .

Нажмите, чтобы увидеть полный ответ

Кроме того, что произойдет в параллельной цепи, если лампочка отключится?

В параллельной цепи , , если сломается лампа или компонент отключен от одного параллельного провода , компоненты на разных ветвях продолжают работать. И, в отличие от цепи серии , лампы остаются яркими , если добавить больше ламп в параллельно .

Аналогично, что произойдет с другими лампами в последовательной цепи, если одна лампочка перегорит? Когда лампа в цепи серии перегорает , питание всех других ламп отключается от .Следовательно, все лампочки выключены .

Кроме того, что происходит с током в других лампах, если перегорает одна лампа в последовательной цепи?

Что произойдет с током в других двух лампах , если одна лампа в трех- лампе параллельной цепи перегорит ? РЕШЕНИЕ: Если одна из нитей перегорит , сопротивление и разность потенциалов других ламп не изменится; следовательно, их токи останутся прежними.

Что произойдет, если вы добавите больше лампочек в параллельную цепь?

В параллельной цепи ток проходит через отдельные ветви. Если еще одна ветвь – это , добавлено с еще одна лампочка , у тока есть дополнительных путей. Но аккумулятор (или генератор) выдает постоянное напряжение, поэтому ток через оригинальные лампы не меняется, как и их яркость.

Messing Around Activity 3

Messing Around Activity 3
Мессинг

Около
– Лампочки в цепях –
Самый простой способ соединить электронные компоненты в цепи – это подключить их в цепочке, один за другим.Чтобы замкнуть круг, круг должен быть закрытым, подключив последний компонент к первому. Простой круг компонентов называется последовательной схемой. Весь ток течет через каждый составная часть.
Для следующих занятий вам нужно будет понимать принципиальные схемы.
В этом упражнении вы сначала сделаете простую последовательную схему с лампочками. После этого вы подключите лампочки по более сложным схемам.
Выполните следующие действия для создания последовательных цепей.
Используйте беспаечную макетную плату для последовательного подключения маленьких лампочек, как показано на принципиальной схеме. Вам нужно будет припаять выводы к гнездам. так что вы можете прикрепить их к макету.
Рисунок M11 Цепь серии

Если добавить в схему третью лампочку, как вы думаете, что произойдет к яркости лампочек? Попробуйте и убедитесь.
Подумайте о заряде, покидающем батарею и циркулирующем через каждую лампочку.Почему добавление третьей лампочки меняет ситуацию?
Измерение силы тока (в амперах) с помощью вольтметра.
Вольтметр можно превратить в амперметр, подключив его через резистор сопротивлением 1 Ом. резистор.
(I = V / R, поэтому, если сопротивление = 1, показание напряжения = ток)
Вставьте резистор сопротивлением 1 Ом в цепь, в которой вы хотите измерить ток. Измерение тока равно падению напряжения на резисторе сопротивлением 1 Ом.
Цепь с ответвлениями называется параллельной цепью.В точке ветвления ток разделяется на меньшие токи, которые проходят через два или более электронных компоненты «параллельно», а затем объединяются в другой точке ветвления. Электрический ток продолжается через оставшуюся часть схемы обратно в исходное место.
Выполните следующие действия для создания разветвленных (параллельных) цепей.
Подключите две лампы, как показано на схеме ниже. Обратите внимание, что вскоре после ток уходит из батареи, доходит до точки разветвления и разделяется. Два лампочки подключены параллельно, поэтому каждая получает только часть основного тока.
Рисунок M12
Параллельная цепь
Подумайте о зарядах от аккумулятора, проходящих двумя путями. Сравните яркость этих лампочек с лампочками в серии. Что будет случится если сделать третий путь, добавив параллельно третью лампочку?
Подключите комбинированную цепь, показанную на схеме ниже. Примечание относительная яркость лампочек. Предскажите, что будет с оставшимися луковицы, когда вы удалите любую из них. Проверьте свои прогнозы.
Рисунок M13
Комбинированная схема
Измерьте падение напряжения на каждой лампочке и напряжение, создаваемое батарея. Запишите напряжения.
Используйте мультиметр с резистором 1 Ом для измерения тока через каждую лампочку и через аккумулятор. Запишите токи.
Для отчетности
Измерить напряжения и токи в комбинированной цепи. Проведите следующие измерения при горящих лампочках:
Напряжение, поддерживаемое аккумулятором.
Падение напряжения на каждой лампочке (3).
Ток через аккумулятор.
Ток через каждую лампочку (3).
Почему в параллельной цепи лампы ярче, чем в последовательной? Используйте в ответе слова «напряжение» и «ток» .
Что будет разряжать батарею быстрее, последовательная или параллельная цепь? Поясните свой ответ.
Предыдущая страница || Уровень выше || Индекс || Следующая Страница Серия
и параллельные схемы | DI Tech DIcoded
Существует два основных способа подключения более двух компонентов схемы (или нагрузок): последовательно и параллельно.Последовательная цепь – это два или более электрических компонента, соединенных встык. Параллельная схема – это когда компоненты соединены как ступеньки лестницы.
Пример последовательной цепи:
Путь электронов от стороны (-) к стороне (+) проходит через все лампочки.
Если перегорает одна лампочка, она действует как выключатель и выключает всю цепь
В последовательной цепи (при условии, что все нагрузки эквивалентны) напряжение делится (или распределяется) поровну между нагрузками.Каждая нагрузка получает одинаковый ток (амперы). Если бы батарея была 9-вольтовой батареей, то каждый светильник получал бы (использовал) 3 вольта.
Работает одинаково для любого типа нагрузки. Если бы в этой цепи было 3 двигателя, то каждый двигатель получал бы (использовал) 3 вольта.
Пример параллельной цепи:
Каждая лампочка имеет собственный прямой путь к обеим сторонам (-) и (+) цепи.
Если одна из лампочек погаснет, цепь останется исправной, а остальные лампочки продолжат гореть.
В параллельной цепи каждая нагрузка получает одинаковое напряжение. Если бы батарея была 9 вольт, то каждый свет получил бы 9 вольт.
Однако ток будет разделен между каждым из путей (или нагрузок). Это важно, потому что если (например) у вас было 3 двигателя, каждый из которых работал на 9 В, подключенных таким образом, вам нужно было бы убедиться, что батарея способна выдавать достаточный ток для работы всех трех двигателей. Если один двигатель работает с большей нагрузкой, чем другие, он может «откачивать» ток, необходимый другим двигателям, вызывая их остановку.
Аккумуляторы также можно подключать последовательно или параллельно.
При последовательном подключении аккумуляторов напряжение увеличивается. Например, две батареи по 6 В, соединенные последовательно, производят 12 Вольт.
При параллельном подключении батарей напряжение остается прежним, но мощность (или доступный ток) увеличивается. Это означает, что батарейки прослужат дольше. Например, две батареи на 6 В, подключенные параллельно, все равно будут производить 6 В.Но две батареи смогут питать 6-вольтовое устройство в два раза дольше, чем одна батарея.
Если вы решили подключить батареи параллельно или последовательно, убедитесь, что батареи одинаковые. Не смешивайте батареи разных напряжений и размеров в последовательной или параллельной цепи.
Что происходит в параллельной цепи с тремя лампочками? – Mvorganizing.org
Что происходит в параллельной цепи с тремя лампочками?
При параллельном подключении лампочек на каждой лампе подается 120 В, каждая потребляет 1/3 А и каждая рассеивает 40 Вт.Поскольку все три лампы являются лампочками мощностью 40 Вт, они имеют одинаковое сопротивление, поэтому падение напряжения на каждой из них одинаково и составляет одну треть от приложенного напряжения, или 120/3 = 40 вольт.
Как значения ∆V на каждой лампочке соотносятся с напряжением батареи?
Лампочки идентичны, поэтому имеют одинаковое сопротивление. Таким образом, падение напряжения на одной лампочке будет одинаковым для любой лампочки. И падение напряжения на двух или трех лампочках будет больше, чем падение напряжения на одной лампочке.
Какие 3 правила для параллельных цепей?
Три правила параллельных цепей
Все компоненты имеют одинаковое напряжение.
Сопротивления уменьшаются до меньшего общего сопротивления.
Токи ответвления в сумме равняются большему общему току.
Какая цепь зажигает лампочку?
Металлический кожух и наконечник колбы подключены к цепи, образуя замкнутую цепь. Таким образом, электричество может течь по проводам в цепи к нити накала, позволяя лампочке загораться.
Почему не горят лампочки?
Обрыв нити накала электрической лампочки означает обрыв на пути тока между выводами электрического элемента. Следовательно, лампа с предохранителем не загорается, поскольку через ее нить не проходит ток.
Почему загорается лампочка?
Когда лампочка подключается к источнику питания, электрический ток течет от одного металлического контакта к другому. Когда ток проходит через провода и нить накала, нить накала нагревается до точки, в которой она начинает испускать фотоны, которые представляют собой небольшие пакеты видимого света.
Почему лампочка должна быть подключена к батарее, чтобы она светилась?
Чтобы лампочка светилась, она должна быть подключена к батарее, потому что лампочке требуется больше энергии. Батарея является источником электрического тока в цепи, которая светит лампочкой. Следовательно, батарея важна в цепи.
Что нужно сделать с цепью, чтобы лампочка загорелась?
Ответ: Если лампочки соединены параллельно, ток, протекающий через лампочки, объединяется, образуя ток, протекающий в батарее, а падение напряжения равно 6.0 В на каждой лампочке, и все они светятся. В последовательной цепи каждое устройство должно функционировать, чтобы цепь была замкнутой.
Почему лампочка загорается, когда два электрода соприкасаются друг с другом?
Небольшое количество тепла от зажженной лампы изгибает биметаллическую полосу, так что она входит в контакт с другим электродом. Поскольку два электрода соприкасаются друг с другом, току больше не нужно прыгать в виде дуги. Следовательно, через газ не протекают заряженные частицы, и свет гаснет.
Какой водный раствор заставит лампочку загореться?
Хлорид натрия – это растворимая соль, известная как сильный электролит, поскольку она создает концентрированный раствор электрически заряженных ионов. Растворы гидроксида натрия, сильного основания, и серной кислоты, сильной кислоты, замыкают цепь, позволяя лампочке ярко светиться.
Какие технологии используются в лампочке?
Наиболее распространенные типы используемых ламп
Лампа накаливания.Лампы накаливания – одна из старейших технологий изготовления лампочек, восходящая к XIX веку.
Светодиод (светоизлучающий диод)
HID (разряд высокой интенсивности)
Компактный люминесцентный.
Линейный флуоресцентный.
Галоген.
Специальность.
Вывод:
Поглощают ли лампочки тьму?
Электрические лампочки не излучают свет. Они впитывают темноту. Чем больше Dark Absorber, тем больше его способность поглощать темноту.Dark Absorbers, установленные на передней части автомобилей, имеют гораздо большую способность поглощать темноту, чем портативные типы кемпинга.
Как называется лампочка по-английски?
лампа накаливания
Как еще называют электрическую лампочку в цепи?
электрическая лампа (существительное) лампа накаливания (существительное) лампочка (существительное) источник света (существительное)
Что означает лампочка?
Лампочка показана в виде круга с крестом внутри. Он излучает свет, когда через него проходит ток.
Что такое легкий боб?
Британский. : солдат легкой пехоты.
Что такое лампа типа А мощностью 60 Вт?
Стандартная лампа накаливания на 60 Вт дает около 820 люмен. Это означает, что лампа накаливания мощностью 60 Вт дает 13,67 люмен на ватт. Одна из лучших КЛЛ на рынке, лампочка GE Reveal Bright from the Start, потребляет 15 Вт для выработки 740 люмен. Эта лампа имеет эффективность 49,33 люмен на ватт.
Теплый светодиодный свет лучше для глаз?
Теплый свет лучше всего подходит для глаз.Сюда входит отфильтрованный естественный свет и свет, производимый лампами накаливания и светодиодными лампами.
Красный светодиод вреден для глаз?
Ученые из США и Европы предупреждают, что светодиодное освещение может принести больше вреда, чем пользы: исследование, проведенное в Испании в 2012 году, показало, что светодиодное излучение может вызвать необратимое повреждение сетчатки.
лампочек последовательно и параллельно – Научные проекты
Сбор информации:
Узнайте об электричестве, напряжении и токе.Прочтите книги, журналы или спросите профессионалов, которые могут знать, чтобы узнать, как соединительные цепи влияют на распределение электричества между различными устройствами. Следите за тем, откуда вы получили информацию. Ниже приведены образцы информации, которую вы можете найти:
Что такое электричество? Электричество – это поток электронов в проводнике, таком как медный провод. (Это почти как поток воды в трубе. Чтобы вода текла с одной стороны на другую, с одной стороны должно быть некоторое избыточное давление.
Что такое напряжение? Напряжение – это разница в давлении или концентрации электронов между двумя точками. Откройте водопроводный кран и попытайтесь остановить воду рукой. Вы увидите, что давление высокое. Это давление, которое заставляет воду выходить с высокой скоростью. Когда мы говорим об электричестве, это давление называется напряжением.
Что сейчас? Текущее количество электронов, текущих в секунду. Представьте себе широкую реку. Хотя вода движется медленно, каждую секунду мимо вас проходит большое количество воды.Теперь о шланге для воды, которым вы поливаете свой сад. Хотя вода внутри шланга движется очень быстро, общее количество воды, проходящей через одну точку шланга, невелико. Заполнение бассейна одним шлангом может занять несколько дней; в то время как медленный поток воды в большой реке может заполнить тот же бассейн за несколько секунд. Таким образом, поток воды в реке высокий, а в шланге – низкий.
Что такое нагрузка? Нагрузка или резистор – это все, что потребляет электричество.Например, лампа в электрической цепи – это нагрузка.
Что такое параллельная цепь? Параллельная схема имеет более одного резистора (все, что использует электричество для работы) и получила свое название от наличия нескольких (параллельных) путей для движения. Заряды могут перемещаться по любому из нескольких путей. Если один из элементов в цепи сломан, то заряды не будут перемещаться по этому пути, но другие пути будут продолжать пропускать заряды через них. Параллельные цепи встречаются в большинстве бытовых электропроводок.Это сделано для того, чтобы свет не переставал работать только из-за того, что вы выключили телевизор.
Что такое последовательная цепь?
Цепи серии
иногда называют токовой или гирляндной связью. Ток, протекающий в последовательной цепи, должен проходить через каждый компонент в цепи. Следовательно, все компоненты в последовательном соединении проводят одинаковый ток.
Что происходит с током в параллельной цепи при добавлении дополнительных лампочек?

По мере того, как на лампочек было больше , было добавлено , , , текущие увеличились.По мере того, как дополнительных резисторов – , добавляются в параллельных , общая сила тока увеличивается. Следовательно, общее сопротивление цепи должно уменьшиться. Ток в каждой лампочке был одинаковым, потому что все лампочки светились с одинаковой яркостью.

Щелкните, чтобы увидеть полный ответ.

Просто так, что происходит с током в последовательной цепи, когда добавляются новые лампочки?

По мере того, как больше и больше лампочек добавляются , яркость каждой лампочки постепенно уменьшается.Это наблюдение является индикатором того, что ток в цепи уменьшается. Таким образом, для цепей серии , поскольку дополнительных резисторов составляют , добавляются , общий ток в цепи уменьшается.

Кроме того, что происходит с током в параллельной цепи? Напряжение одинаково на всех компонентах параллельной цепи . Сумма токов через каждый путь равна сумме токов , протекающих от источника.Если один из параллельных путей разорван, текущий будет продолжать течь по всем другим путям.

Точно так же вы можете спросить, что происходит с током, когда несколько лампочек добавляются параллельно в параллельную цепь?

В параллельной цепи ток проходит через отдельные ветви. Если другая ветвь , добавленная с другой лампочкой , у текущей есть дополнительный путь. Но аккумулятор (или генератор) вырабатывает постоянное напряжение, поэтому ток через оригинальные лампочки не меняется, как и их яркость.

Что произойдет с общим током в цепи, если вы добавите еще одну лампочку и почему?

Предполагая, что напряжение остается постоянным, ток упадет на , потому что каждая лампа имеет собственное внутреннее сопротивление. Соединение их последовательно увеличило бы общее сопротивление цепи , суммируя отдельные сопротивления ламп. Ток не увеличивается быстро в цепи , когда мы подключаем его к ячейке .

лампочек и батарей рядом – Activity

(0 Рейтинги)
Быстрый просмотр
Уровень оценки: 4 (3-5)
Требуемое время: 1 час
Расходные материалы на группу: 8 долларов США.50
Размер группы: 4
Зависимость действий: Нет
Тематические области: Алгебра, физические науки
Ожидаемые характеристики NGSS:
Поделиться:

Резюме
Каждый день нас окружают схемы, в которых используются схемы «параллельно» и «последовательно».Сложные схемы, разработанные инженерами, состоят из множества более простых параллельных и последовательных схем. В этом практическом задании учащиеся создают параллельные схемы, исследуя их функции и их уникальные особенности. Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).
Инженерное соединение
Инженеры
применяют свое понимание схемотехники при разработке практичных повседневных изделий.Они часто предпочитают использовать параллельные цепи, так что, если одна часть схемы выходит из строя, остальная часть схемы продолжает работать. Например, при проектировании электрической системы для легковых, грузовых автомобилей и внедорожников инженеры-электрики настраивают систему проводки таким образом, чтобы стоп-сигналы и фары включались параллельно. Таким образом, когда одна из лампочек перегорает, другая фара или стоп-сигнал остаются включенными.
Цели обучения
После этого занятия студенты должны уметь:
Определение, распознавание и сборка параллельных цепей и параллельных участков более сложных цепей
Объясните путь электрического заряда через цепь
Понимание уравнений для расчета электроэнергии
Поймите, что инженеры применяют свое понимание схемотехники при разработке практичных повседневных товаров
Образовательные стандарты
Каждый урок или действие TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными дисциплинами K-12, образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).
Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект D2L (www.achievementstandards.org).
В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .
NGSS: научные стандарты нового поколения – наука
Ожидаемые характеристики NGSS
4-ПС3-2. Проведите наблюдения, чтобы доказать, что энергия может передаваться с места на место с помощью звука, света, тепла и электрического тока.(4 класс)
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов.
В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Сквозные концепции
Проведите наблюдения, чтобы получить данные, которые послужат основой для доказательства для объяснения явления или проверки проектного решения.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Энергия может передаваться с места на место с помощью движущихся объектов, звука, света или электрического тока.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Энергия присутствует всякий раз, когда есть движущиеся объекты, звук, свет или тепло. Когда объекты сталкиваются, энергия может передаваться от одного объекта к другому, тем самым изменяя их движение.При таких столкновениях некоторая энергия обычно также передается окружающему воздуху; в результате воздух нагревается и раздается звук.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Свет также передает энергию с места на место.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Энергия также может передаваться с места на место с помощью электрического тока, который затем может использоваться локально для создания движения, звука, тепла или света.С самого начала токи могли быть созданы путем преобразования энергии движения в электрическую.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Энергия может передаваться различными способами и между объектами.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Ожидаемые характеристики NGSS
4-ПС3-4.Примените научные идеи для разработки, тестирования и усовершенствования устройства, преобразующего энергию из одной формы в другую. (4 класс)
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов.
В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Сквозные концепции
Применяйте научные идеи для решения задач проектирования.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Энергия также может передаваться с места на место с помощью электрического тока, который затем может использоваться локально для создания движения, звука, тепла или света. С самого начала токи могли быть созданы путем преобразования энергии движения в электрическую.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Выражение «производить энергию» обычно относится к преобразованию накопленной энергии в желаемую форму для практического использования.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Возможные решения проблемы ограничены доступными материалами и ресурсами (ограничениями). Успешность разработанного решения определяется с учетом желаемых характеристик решения (критериев). Различные предложения по решениям можно сравнивать на основе того, насколько хорошо каждое из них соответствует указанным критериям успеха или насколько хорошо каждое из них учитывает ограничения.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Энергия может передаваться различными способами и между объектами.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Инженеры улучшают существующие технологии или разрабатывают новые.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Большинство ученых и инженеров работают в группах.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Наука влияет на повседневную жизнь.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Общие основные государственные стандарты – математика
Интерпретируйте дробь как деление числителя на знаменатель (a / b = a ÷ b).Решайте словесные задачи, связанные с делением целых чисел, что приводит к ответам в форме дробей или смешанных чисел, например, используя визуальные модели дробей или уравнения для представления проблемы. (Оценка 5) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Сложить, вычесть, умножить и разделить десятичные дроби до сотых, используя конкретные модели или чертежи и стратегии, основанные на разряде, свойствах операций и / или взаимосвязи между сложением и вычитанием; свяжите стратегию с письменным методом и объясните используемую аргументацию.(Оценка 5) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии – Технология
ГОСТ Предложите выравнивание, не указанное выше
Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?
Список материалов
Каждой группе необходимо:
На долю всего класса:
резинки
устройства для зачистки проводов или наждачная бумага (для удаления изоляции на концах проводов)
кусачки
отвертка
Примечание. Многие материалы, необходимые для этой лаборатории, можно повторно использовать во многих других сферах деятельности, связанных с электричеством.Когда батареи изнашиваются, утилизируйте их на свалке с опасными отходами.
Рабочие листы и приложения
Посетите [www.teachengineering.org/activities/view/cub_electricity_lesson06_activity1], чтобы распечатать или загрузить.
Больше подобной программы
Введение / Мотивация
Спросите студентов, принимал ли кто-нибудь из них когда-либо душ, когда кто-то в другой части дома смыл воду из туалета – ОЙ! Вода в душе становится очень горячей, потому что вы были вынуждены делить холодную воду с другим устройством в доме.Аналогичным образом работает параллельная схема. Когда два устройства соединены параллельно, они вынуждены делить ток, протекающий по цепи.
Спросите студентов, есть ли у кого-нибудь из них дома лампа с трехходовой лампой? (Некоторые ответят утвердительно.) Тем ученикам, которые не знакомы с трехсторонней лампочкой, объясните, что она имеет три нити накала, обеспечивающие настройку низкой, средней и высокой яркости, например, 60 Вт / 75 Вт / 100 Вт. Вт. С каждым щелчком лампы лампочка становится ярче.Спросите учеников, у которых дома есть трехпозиционная лампочка, у них когда-либо средний уровень яркости не работал, но самый низкий и самый высокий уровни все еще работают? (Студент может ответить «да».) Напомните студентам, что, когда они строили цепи, которые были включены последовательно, когда одна лампочка была вынута из последовательной цепи, образовалась разомкнутая цепь, и электроны не могли течь, чтобы зажечь другие лампы. Теперь спросите студентов, как это возможно, что, когда средний уровень яркости не работает в трехсторонней лампочке, самый низкий уровень и самый высокий уровень все еще работают? (Ответ: электроны все еще могут течь к двум другим нитям, потому что три нити соединены параллельно.) Объясните учащимся, что нити в трехходовой лампочке соединены «параллельно».
В качестве другого примера расскажите учащимся, что при проектировании электрической системы для легковых, грузовых автомобилей или внедорожников инженеры-электрики проектируют систему проводки таким образом, чтобы стоп-сигналы и фары подключались параллельно. Таким образом, когда одна из лампочек в фаре или стоп-сигнале перегорает, другая фара или стоп-сигнал остается включенной. Фары и стоп-сигналы – это лишь несколько примеров из множества устройств, которые инженеры подключают параллельно .Инженеры часто используют параллельные цепи, чтобы убедиться, что в случае разрыва одной части цепи остальная часть цепи продолжает работать.
Процедура
Рисунок 1. Параллельная цепь (слева) и соответствующая ей принципиальная схема (справа). авторское право
Авторское право © 2003 Джо Фридрихсен, Программа ITL, Университет Колорадо в Боулдере
Предпосылки – Параллельные схемы
Поскольку каждое устройство подключается через одни и те же два узла (точка пересечения двух проводов), напряжение на каждом устройстве одинаковое.
Общее сопротивление параллельной цепи меньше, чем сопротивление любой ветви.
Согласно закону Ома (I = V / R) полный ток равен напряжению, деленному на общее сопротивление.
Общий ток делится между параллельными ветвями. Ветви с более низким сопротивлением имеют более высокий ток, а ветви с более высоким сопротивлением – более низкий ток.
Полный ток равен сумме токов в ветвях.
Общее напряжение для идентичных батарей, подключенных параллельно, такое же, как напряжение на любой одной батарее.
Инженеры подключают устройства параллельно, так что, если одна часть цепи выходит из строя, остальная часть цепи продолжает работать.
До начала деятельности
Соберите все материалы. Если вы выполняли упражнение с последовательной схемой (Урок 5, Лампочки и батареи в ряд), повторно используйте провода, лампочки, патроны для лампочек и батареи из этого упражнения.
Отрежьте четыре куска по 6 дюймов (15 см), два куска по 10 дюймов (25 см) и по одному куску 4 дюйма (10 см) для каждой команды.
Со студентами
Попросите учащихся угадать, сколько батареек потребуется, чтобы зажечь две лампочки, и записать свой прогноз в Рабочем листе «Рядом».
Попросите учащихся использовать инструменты для зачистки проводов или наждачную бумагу, чтобы удалить примерно 1/2 дюйма (1,3 см) изоляции с концов каждого куска провода.
Попросите каждую команду изготовить держатель батареи. Используя малярную ленту, последовательно соедините две батареи типа D. Положительный полюс одной батареи должен касаться отрицательной клеммы второй батареи. Вырежьте держатель для бумажных полотенец по длине двух батареек. Поместите две батарейки в трубку для бумажных полотенец. Подключите 10-дюймовый провод к положительной клемме одной батареи, а другой 10-дюймовый провод к отрицательной клемме второй батареи.
Постройте цепь, используя две последовательно соединенные батареи, выключатель, два патрона и лампочки, включенные параллельно (см. Рисунок 2). Замкните выключатель. Что происходит? (Ответ: загораются обе лампочки.)
Рис. 2. Параллельная цепь с двумя лампочками. Авторское право
Авторское право © 2003 Джо Фридрихсен, Программа ITL, Университет Колорадо в Боулдере
Разомкните выключатель и выньте одну из лампочек из держателя. Замкните выключатель. Что происходит? (Ответ: Загорается оставшаяся в цепи лампочка.См. Рисунок 3.)
Рис. 3. Параллельная цепь с одной удаленной лампочкой и одной лампочкой, оставшейся в цепи. Авторское право
Авторские права © 2003 Джо Фридрихсен, Программа ITL, Университет Колорадо в Боулдере
Откройте выключатель и замените снятую лампочку. Теперь снимаем вторую лампочку. Замкните выключатель. Что происходит? (Ответ: Сейчас в цепи загорается лампочка.)
Разомкните выключатель. Замените снятую лампочку и добавьте третью лампочку параллельно первым двум.Замкните выключатель, чтобы проверить цепь. Что происходит? (Ответ: Каждая из трех лампочек такая же яркая, как когда было только две лампочки.)
Используйте схему одной команды и продемонстрируйте, что происходит с яркостью лампочек, когда вы добавляете четвертую лампочку параллельно. Что происходит? (Ответ: Четвертая лампочка такая же яркая, как и первые три. Кроме того, первые три лампы такие же яркие, как и раньше.)
Используйте полученные знания о параллельных цепях, чтобы заполнить Рабочий лист по математике электроэнергии и Рабочий лист по математике параллельных цепей.Или, если время ограничено, назначьте домашнее задание.
Оценка
Оценка перед началом деятельности
Человек Схема: Попросите трех добровольцев. Назначьте одного добровольца «батареей», а двух – «лампочками». (Это может помочь нарисовать соответствующие символы на листах бумаги и приклеить их к рубашкам.) Попросите учеников физически изобразить последовательную цепь, взявшись за руки. Затем попросите учащихся изобразить параллельную цепь, повернув лампочки и подставку для батареек в одном направлении, при этом их руки касаются локтей человека перед ними.
Прогноз: Раздайте параллельные рабочие листы перед началом занятия. Попросите учащихся предсказать, сколько батарей, по их мнению, потребуется, чтобы зажечь две лампочки, и записать свой прогноз на листе.
Встроенная оценка деятельности
Рабочий лист: Раздайте параллельные рабочие листы перед началом упражнения и попросите учащихся следовать по тексту, сначала нарисовав схему последовательной цепи, которую они строят, а затем заполняя ответы по мере выполнения упражнения.
Оценка после деятельности
Круглый стол: Разделите класс на группы по 3-5 студентов в каждой. Попросите учащихся каждой группы составить список объектов, в которых могут быть параллельные цепи, и каждый человек по очереди записывает идеи. Студенты разносят список по группе, пока не будут исчерпаны все идеи. Попросите команды прочитать ответы вслух и записать их на доске. (Возможные предметы: освещение в доме, бытовая техника, компьютеры, игрушки, проигрыватели компакт-дисков, сотовые телефоны и т. Д.)
Сделайте это весело с Boggle !: Повторите то же действие, что и выше, за исключением случаев, когда команды зачитывают свои ответы вслух и записывают их на доске, спросите, придумали ли другие команды такая же идея. Если у других команд есть такой же ответ на своих листах, все команды должны вычеркнуть этот ответ в своем списке. Побеждает команда, у которой есть самые «уникальные» идеи!
Решение задач / Домашнее задание: Попросите учащихся заполнить Рабочий лист по математике электроэнергии и Рабочий лист по математике параллельных цепей.
Вопросы безопасности
Попросите учащихся не играть с лампочками или держателями. Если какой-либо из этих предметов сломается, они могут нанести травму.
Попросите учащихся не играть с изолированным проводом; они могут порезаться, уколоть себя или других.
Советы по поиску и устранению неисправностей
Чтобы помочь учащимся понять уравнение в Таблице математики электроэнергии, просмотрите его вместе с ними и попросите их найти «отсутствующую переменную».«
Между всеми компонентами цепи должен быть хороший электрический контакт. Если учащимся трудно заставить схему работать, проверьте все соединения.
Расширения деятельности
Используйте цепь одной команды и вставьте параллельно третью батарею. Используйте мультиметр, чтобы измерить напряжение на двух батареях. Как это сравнить с напряжением одной батареи D-cell? (Ответ: напряжение на трех идентичных батареях, подключенных параллельно, такое же, как напряжение на двух батареях.)
Используйте мультиметр, чтобы определить напряжение и ток на одной лампочке, используя простую схему с одной лампочкой. Используйте эти значения, чтобы найти сопротивление лампочки, используя закон Ома R = V / I. Затем используйте мультиметр, чтобы определить напряжение на двух параллельных лампах и ток в цепи. Найдите сопротивление этой нагрузки, используя R = V / I. Сравните сопротивление одной лампочки с сопротивлением двух лампочек, включенных параллельно. Сравните ток в одной лампочке с током в цепи.
Примечание. Мультиметр – это прибор, который сочетает в себе измерительные возможности амперметра (измеряет ток), вольтметра (измеряет разность потенциалов или напряжение между двумя точками) и омметра (измеряет сопротивление) в одном приборе для измерения (ток, напряжение и сопротивление) от цепей. . Мультиметры доступны в Radio Shack (или другом магазине электроники) по цене от 15 до 100 долларов.
Масштабирование активности
Для младших классов используйте рабочие листы по математике в качестве задания или выполняйте их вместе, как класс.
авторское право
© 2004 Регенты Университета Колорадо
Авторы
Ксочитл Замора Томпсон; Сабер Дурен; Джо Фридрихсен; Дарья Котыс-Шварц; Малинда Шефер Зарске; Дениз В. Карлсон
Программа поддержки
Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере
Благодарности
Содержание этой учебной программы по электронной библиотеке было разработано за счет грантов Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), U.S. Департамент образования и Национальный научный фонд (грант ГК-12 № 0338326). Однако это содержание не обязательно отражает политику DOE или NSF, и вы не должны рассчитывать на одобрение со стороны федерального правительства.
Последнее изменение: 30 сентября 2021 г.
.