Преимущества и недостатки последовательного и параллельного подключения проводников

Открытая и закрытая проводка

Различие между способами и заметное невооруженным глазом. Закрытая проводка находится внутри стены, для чего в ней пробиваются или прорезаются канавки (штробы), в которых соединяющий провод скрывается под слоем замазки. Открытая проводка прокладывается по поверхности стены, на которой она держится в специальных креплениях или уложена в пластиковые направляющие – кабель-каналы.

Соответственно, если видно провода, которые подходят к розетке, то проводка открытого типа. В противном случае используется закрытая проводка, для прокладки которой резались стены.

Эти два способа, которыми выполняется подключение розетки, можно объединять между собой – если старые точки подсоединены закрытым способом, то ничего не мешает подключить новую открытым. Нет выбора только в одном случае – в деревянных домах розетку можно подключить исключительно открытым способом, как и делать всю остальную электропроводку.

Открытая проводка – преимущества и недостатки

Понять чем хороша открытая проводка поможет аналогия с самым обычным удлинителем (сетевым фильтром), который по сути является дополнительной веткой электросети, но подключается не к распределительной коробке, а к розетке.

Преимущества:

  • Для установки новой розетки не придется резать стену. Это особенно актуально для тех помещений, в которых уже сделан ремонт.
  • Для монтажа не нужны такие инструменты как штроборез или перфоратор.
  • В случае поломки не придется вскрывать стену – вся проводка находится перед глазами.
  • Скорость монтажа. Даже после того как все работы были закончены, добавить еще одну точку к существующей разводке это дело нескольких минут.
  • При желании можно достаточно быстро полностью изменить разводку – идеальный вариант для временных схем подключения.

Недостатки:

  • Высокая вероятность внешнего воздействия на проводку – дети, домашние животные, можно просто случайно зацепить. Нивелируется этот недостаток прокладкой проводов в кабель-каналах.
  • Открытые провода портят весь интерьер помещения. Правда тут все зависит от дизайнерских способностей владельца помещения – кабель-каналы отлично впишутся в современные дизайнерские решения, а если помещение сделано в стиле ретро, то для этого выпускаются специальные провода и прочая фурнитура.
  • Необходимость закупать специальные крепежи, даже если не используются кабель-каналы – в деревянных домах открытая проводка должна прокладываться на расстоянии 0,5-1 см от поверхности стены. Часто провода прокладываются внутри железных труб – все эти требования направлены на повышение безопасности использования открытой электропроводки.

Как итог, этот способ подключения себя оправдывает если провода к розетке по каким-либо причинам нет смысла прокладывать внутри стены. Кроме того, что проводку будет видно, никаких отличий в работе розетки не будет.

Скрытая проводка – плюсы и минусы

Несмотря на некоторые существенные недостатки, используется практически повсеместно – плюсы ее использования все-таки перевешивают.

Преимущества:

  • Провода к розетке подходят в стене, поэтому снаружи свободно клеятся обои или делается другая отделка.
  • Соответствует всем требования по пожарной безопасности (в зданиях из бетона) – даже если случится короткое замыкание, то возникновения пожара от проводов в стене можно не опасаться.
  • Очень низкая вероятность повреждения проводки – испортить ее можно разве что во время сверления стен.

Недостатки:

  • Для монтажа надо резать стены.
  • Тяжело выполнять ремонтные работы.
  • Если на стенах выполнена отделка, то после прокладки дополнительной розетки придется ее переделывать.

Недостатки нивелируются предварительными расчетами – если заранее спланировать где и какой блок розеток надо установить, то проблем в будущем обычно не возникает.

Параллельное соединение проводников

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

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

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

Смешанные электрические цепи

Определение 1

Смешанным соединением элементов называют всевозможные сочетания последовательной и параллельной разновидностей соединений. В такой цепи возможно различное количество узлов и ветвей.

Смешанным считают такое соединение, при котором в цепи существуют группы сопротивлений, включенных параллельно и последовательно.

Если все сопротивления в этой схеме принимаются за одинаковые, то есть это выглядит таким образом: $R_1 = R_2 = R_3 = R_4 = R_5 = R$, а сопротивления $R_4$ и $R_5$ будут включенными параллельно, то сопротивление участка цепи $cd$ определяется такой формулой:

$R_{cd} = \frac{R_4 R_5}{R_4+R_5} = \frac{R}{2}$

При последовательном соединении сопротивлений $R_3$ и $R_{cd}$ сопротивление участка цепи $ad$ определяется формулой:

$R_{ad} = R_3 + R_cd = R+\frac{R}{2}$

Смешанное соединение и сложные электрические цепи

Частым явлением в электрических цепях считается соединение смешанного типа (то есть комбинирование параллельного и последовательного соединений).

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Если, например, взять 3 прибора, то возможными будут два варианта смешанного соединения. В первом случае мы наблюдаем соединение двух приборов параллельным образом при последовательном подключении к ним третьего.

При условии большего количества приборов, схемы смешанного соединения будут более сложными. Иногда встречаются также усложненные цепи, содержащие несколько ЭДС-источников.

Для расчета сложных цепей применяются различные методики. Наиболее распространенной считается методика, основанная на применении второго закона Кирхгофа. В наиболее общем формате закон сформулирован таким образом: в каком-либо замкнутом контуре алгебраическая сумма ЭДС будет равнозначной такого же типа сумме падений напряжений.

Алгебраическая сумма берется по той причине, что ЭДС, действующие встречным образом в отношении друг друга, или созданные противоположно направленными токами напряжения будут иметь разные знаки.

При расчетах сложной цепи в большинстве примеров бывают известными сопротивления отдельных участков цепи и ЭДС, включенных источников. Для нахождения токов следует (на основе второго закона Кирхгофа) составить уравнения (для замкнутых контуров), в которых токи будут считаться неизвестными величинами.

К таким уравнениям также добавляются уравнения для точек разветвления, составленные по принципу первого закона Кирхгофа. При решении такой системы уравнений определяются токи. В случае с более сложными цепями, подобный метод будет достаточно громоздким, что обусловлено наличием большого числа неизвестных.

Смешанное соединение резисторов

Резистор считается устройством со стабильным значением сопротивления, что позволяет производить регулирование параметров на любых участках электроцепи. Существуют определенные разновидности соединений, к которым, в том числе, будет относиться и соединение смешанного типа для резисторов.

От применения определенного способа в конкретной схеме будет зависеть показатель неустойчивости напряжения (падение напряжения), а также распределение токов в цепи. Вариант смешанного соединения состоит из подключений последовательного и параллельного видов активных сопротивлений. Это объясняет необходимость первоочередного рассмотрения этих двух типов соединений для понимания работы других схем.

Схеме смешанного соединения будут присущи свойства схем последовательного и параллельного соединений резисторов. В таком случае элементы будут частично подключены последовательным способом, а частично – параллельным.

В качестве примера, можно привести схему с последовательным включением резисторов $R_1$ и $R_2$ и при этом параллельным подключением $R_3$. $R_4$.

В свою очередь резистор $R_4$ включается последовательно с предыдущей группой резисторов $R_1$, $R_2$ и $R_3$. Расчет сопротивления для такой цепи будет сопряженным с определенными трудностями. Актуальным здесь будет использование метода преобразования, основанного на последовательном преобразовании (поэтапно) сложной цепи в простейшую за несколько этапов:

Как выбрать правильный способ

Все упирается в сумму, которую можно позволить себе потратить, мощность прибора, который будет к этой розетке подключаться, а также наличия или отсутствия отделки на стенах (желания и возможности ее испортить).

В любом случае самый надежный способ как соединить любую розетку – это отдельное (параллельное) подключение напрямую к главному щитку или распределительной коробке в комнате (если позволяет сечение кабеля). Если же розетка планируется только для подключения телевизора или подобных не особо мощных устройств, то вполне подойдет и шлейфовое соединение.

Если же планируется проводка в новом доме или модернизация (замена) старой в квартире, то в первую очередь надо без лишней скромности представить себе какие электроприборы хотелось бы иметь – что может быть подключено в сеть в принципе. Исходя из этого уже можно рассчитать необходимое сечение проводов и способ их подключения.

Последовательное соединение проводников

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

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

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

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

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

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

Что такое последовательное подключение

Последовательное соединение часто устанавливают для систематизации светильников и нескольких потребителей. Основной принцип — спайка деталей один за одним, последовательно, без переплетений. То есть выход первого контакта соединяют со входом следующего, остальные спаивают точно так же.


Подключение лампочки — первое, что должен уметь электрик

Обратите внимание! Особенностью данной техники подключения является то, что все подсоединенные приборы питаются от единого кабеля из одной первоначальной точки (например, коробки распределения). Отличия последовательного подключения от других схем подсоединения:

Отличия последовательного подключения от других схем подсоединения:

  • уровень тока одинаков на всех элементах и участках соединения;
  • итоговое значение напряжения вычисляется как сумма показателей на каждом из имеющихся участков;
  • максимальное сопротивление равняется сумме сопротивлений каждого из кабелей.


Такое соединение редко используется в чистом виде, чаще как элемент смешанного подключения Уровень общего сопротивления и напряжения всегда выше, чем на отдельных элементах (на участках). Указанные закономерности справедливы для любой сети с последовательным включением, независимо от количества соединенных деталей.

Важно! Недостатком соединения является то, что если один из блоков выйдет из строя, отключится питание всей системы. С другой стороны, проще выяснить участок, где произошел сбой

Особенности цепи, в которой используется параллельное соединение

Как уже отмечалось, в данном варианте монтажа электроцепи, все ее элементы, проводники, соединяются друг с другом параллельным методом. Соответственно, все начала проводников соединяются при помощи медных (преимущественно) проводников в один пучок. Аналогичным способом в одну точку также собираются и концы проводников. Как же рассчитывается сила тока в цепи при параллельном соединении? Лучше всего разобраться в данном вопросе поможет достаточно простой и понятный пример.

Нарисуем на листе бумаги такой вид соединения, который у специалистов называется «разветвленным» и обеспечим нахождение в каждой отдельной ветви по одному резистору (сопротивлению). Далее проследим, каким образом будет вести себя электрический ток, протекающий по цепи. Достигнув места разветвления, ток разделится на каждый резистор, установленный далее по определенной ветке линии. Следовательно, реальный ток в цепи будет равен величина, состоящей из суммы токов на всех сопротивлениях (с учетом количества разветвлений). Как считается сила тока разобрались, а вот напряжение при параллельном сопротивлении на всех элементах в сети будет оставаться одинаковым.

Примечательно, что все установленные на различных ветвях цепи резисторы можно заменить одним таким резистором, эквивалентным по сопротивлении сумме замещаемых элементов. Рассчитать, какова сила тока при параллельном соединении резисторов поможет важнейший закон Ома!

Как происходит подключение лампочек последовательно или параллельно

Чтобы понять, как подключать лампочки — последовательно или параллельно — важно рассмотреть преимущества и недостатки обоих соединений, которые выплывают только на практике. Наиболее часто встречающийся вариант — последовательное и параллельное включения комбинируются по-разному


Наиболее часто встречающийся вариант — последовательное и параллельное включения комбинируются по-разному

Последовательно

Подобное соединение редко применяется в квартирах или домах. Для бытового использования больше подходит смешанный способ. Последовательно соединяют лампочки, если сооружают гирлянду или монтируют свет в длинном коридоре.

При подключении лампочек друг за другом следует учитывать некоторые особенности:

  • через устройства будет протекать ток одинаковой силы;
  • если произойдет резкий спад напряжения, воздействие распределится равномерно на все объекты цепочки;
  • также равномерно распределяется мощность на каждый элемент цепи.

Вам это будет интересно Что такое ГРЩ как он расшифровывается

Обратите внимание! Из-за последовательности спайки и равномерного распределения мощности стандартные лампочки на 220 В выдают свет не в полную силу. Чем больше ламп подключено в сеть, тем меньше света они будут производить


Неравномерность свечения обусловлена различной мощностью при одинаковой силе тока

Если в схему встраивать лампы накаливания с отличающейся мощностью, ярче горит та, что имеет меньшую энергоемкость (обладает большим внутренним сопротивлением). Это объясняется тем, что напряжение при более высоком сопротивлении увеличивается.


Если лампочки в последовательной схеме горят, значит система исправна полностью

Последовательное соединение лампочек в электросети обеспечивает более щадящий режим работы для приборов благодаря равномерно распределяемой мощности (нагрузке). Кроме этого, для фактического соединения потребуется меньшее количество кабеля (по длине).

  • при выходе из строя одного элемента обесточивается вся система;
  • при подключении ламп накаливания разной мощности невозможно обеспечить равномерное освещение помещения.

Важный момент — в последовательную электрическую схему нельзя включать энергосберегающие (светодиодные) лампочки. Для их правильной работы требуется стабильное напряжение в 220 В, подаваемое равномерно на каждый элемент (параллельное соединение).

Параллельно

Основное отличие параллельной схемы соединения элементов — равнозначная подача питания к каждой лампочке в сети независимо от их общего количества. Это значит, что к каждой лампе подается свой ток. Провода, соединяющие детали цепи, подключаются параллельным образом.


Схема для параллельного подключения лампочек отображает тип соединения проводников к элементам

Преимущества данной техники сборки электрической цепи:

  • если один элемент сгорит (лампа или кабель), остальные продолжат работать в прежнем режиме;
  • лампочки накаливания горят настолько мощно, насколько позволяют их характеристики;
  • можно включать в цепь энергосберегающие элементы;
  • чтобы подключить новую лампу в комнате, достаточно вывести из соединения потолочной люстры необходимое число фазных проводников и соединить их в группу.

Основной недостаток — большой расход материала. До каждой точки необходимо вести отдельный провод, что увеличивает протяженность проводов в несколько раз (по сравнению с последовательным соединением).

Обратите внимание! В большинстве случаев используют смешанное соединение проводов и элементов. Основой является параллельное подключение нескольких распредкоробок последовательного типа

На отдельных ветках лампочки соединяют последовательно (например, в длинном коридоре, над кроватью, в других подобных местах жилого помещения).

Вам это будет интересно Особенности провода ПУГНП

Способы соединения проводов или кабелей между собой

Места соединения двух проводников должны удовлетворять следующим требованиям:

  • надежность;
  • механическая прочность.

Соблюсти эти условия можно и при соединении проводников без спайки.

Опрессовка

Этот метод требует наличия специального оборудования. Опрессовка проводов гильзами проводится как для медных, так и для алюминиевых проводов разных диаметров. В зависимости от сечения и материала выбирается гильза.

Алгоритм опрессовки:

  • зачистка изоляции;
  • зачистка проводов до чистого металла;
  • провода нужно скрутить и вставить в гильзу;
  • проводники обжимаются при помощи специальных клещей.

Подбор гильзы вызывает основные сложности. Неправильно выбранный диаметр не сможет обеспечить надежного контакта.

Болтовое соединение

Для контакта используются болты, гайки и несколько шайб. Место соединения получается надежным, но сама конструкция занимает много места и неудобна при укладке.

Порядок соединения такой:

  • зачистка изоляции;
  • зачищенная часть укладывается в виде петли с диаметром, равным сечению болта;
  • на болт надеваются шайба, затем один из проводников, другая шайба, второй проводник и третья шайба;
  • конструкция затягивается гайкой.

С помощью болта можно соединить несколько проводов. Затягивание гайки производится не только руками, но и ключом.

Клеммники

Клеммник представляет собой контактную пластину в полимерном или карболитовом корпусе. С их помощью соединить провода может любой пользователь. Соединение происходит в несколько этапов:

  • зачистка изоляции на 5-7 мм;
  • удаление оксидной пленки;
  • установка проводников в гнезда друг напротив друга;
  • фиксирование болтами.

Плюсы – можно соединить кабели разных диаметров. Недостатки – можно соединить только 2 проводка.

Виды клеммников для многожильных и одножильных кабелей

Всего существует 5 основных видов клеммников:

  • ножевые и штыревые;
  • винтовые;
  • зажимные и самозажимные;
  • колпачковые;
  • ужимные типа «орех».

Первый вид используется редко, они не рассчитаны на большие токи и имеют открытую конструкцию. Винтовые клеммы создают надежный контакт, но не подходят для соединения многожильных кабелей. Зажимные клеммники – самые удобные в применении приборы, для их установки не нужно специальное оборудование. Колпачковые также используются часто, но в отличие от зажимных приборов колпачки можно использовать неоднократно. «Орех» практически не используется.

Клеммы в распределительной коробке (медные или металлические)

Клеммы являются самым распространенным способом соединения в распределительной коробке. Они стоят дешево, легко монтируются, обеспечивают надежную фиксацию контакта и могут использоваться для соединения меди и алюминия. Недостатки:

  • дешевые приборы обладают низким качеством;
  • соединить можно только 2 провода;
  • не подходят для многожильные проводов.

Самозажимные клеммники WAGO

Используется 2 вида клеммников Ваго:

  • С плоскопружинным механизмом – их еще называют одноразовыми, так как повторное использование невозможно. Внутри находится пластина с пружинными лепестками. При установке проводника лепесток отжимается, а провод зажимается.
  • С рычажковым механизмом. Это наилучший вариант соединителя. Зачищенный проводник вставляется в клемму, зажимается рычажок. Возможна повторная установка.

При правильной эксплуатации клеммники Ваго работают 25-30 лет.

Использование наконечников

Для подключения используют 2 вида наконечников и гильз:

  • в первых соединение производится внутри изделия;
  • во втором оконцевание двух электропроводов происходит разными наконечниками.

Соединение внутри гильзы или наконечника является прочным и надежным. Также существуют специальные гильзы для подсоединения медных и алюминиевых проводов.

Пайка наконечников электропроводки

Наконечники соединяются с проводком при помощи пресса. Если его нет, можно обеспечить контакт путем пайки.

Электропровод и наконечник внутри облуживается, зачищенный кабель заводится внутрь.

Всю конструкцию на контакте надо обмотать стекловолоконной лентой, прогреть горелкой до плавления олова.

Сращивание многожильных проводов без скрутки

Сращивать многожильные провода можно также, как и одножильные. Но есть способ более совершенный, при котором соединение получается более аккуратным. Сначала нужно подогнать длины проводов со сдвигом на пару сантиметров и зачистить концы на длину 5-8 мм.

Распушить немного зачищенные участки соединяемой пары и полученные «метелки» вставить друг в друга. Для того, чтобы проводники приняли аккуратную форму, перед пайкой нужно их стянуть тонкой проволочкой. Затем смазать паяльным лаком и пропаять припоем.

Все проводники пропаяны. Зачищаем места пайки наждачной бумагой и изолируем. Прикрепляем с обеих сторон вдоль проводников по одной полоске изоленты и навиваем еще пару слоев.

Так выглядит соединение после покрытия изоляционной лентой. Можно еще улучшить внешний вид, если надфилем подточить места паек со стороны изоляции соседних проводников.

Прочность соединенных многожильных проводов без скрутки пайкой получается очень высокой, что наглядно демонстрирует видеоролик. Как видите, вес монитора 15 кг соединение выдерживает без деформации.

Всего просмотров:
98431

Соединение проводов диаметром менее 1 мм скруткой

Скрутку тонких проводников рассмотрим на примере сращивания кабеля витых пар для компьютерных сетей. Для скрутки тонкие проводники освобождаются от изоляции на длину тридцати диаметров со сдвигом относительно соседних проводников и затем скручиваются так же, как и толстые. Проводники должны обвить друг друга не менее 5 раз. Затем скрутки сгибаются пинцетом пополам. Такой прием увеличивает механическую прочность и уменьшает физический размер скрутки.

Как видите, все восемь проводников соединены скруткой со сдвигом, что позволяет обойтись без изолирования каждого из них по отдельности.

Осталось заправить проводники в оболочку кабеля. Перед заправкой, чтобы было удобнее, можно стянуть проводники витком изолирующей ленты.

Осталось закрепить оболочку кабеля изоляционной лентой и соединение скруткой закончено.

Технологии сращивания кабеля витых пар посвящена отдельная статья «Удлинение кабеля витых пар».

Соединение медных проводов в любом сочетании пайкой

При подключении и ремонте электроприборов приходится удлинять и соединять провода с разным сечением практически в любом сочетании. Рассмотрим случай соединения двух многожильных проводников с разным сечением и количеством жил. Одни провод имеет 6 проводников диаметром по 0,1 мм, а второй 12 проводников диаметром 0,3 мм. Такие тонкие провода надежно простой скруткой не соединить.

Со сдвигом нужно снять изоляцию с проводников. Провода лудятся припоем, и затем провод меньшего сечения навивается вокруг провода с большим сечением. Достаточно навить несколько витков. Пропаивается место скрутки припоем. Если требуется получить прямое соединение проводов, то более тонкий провод загибается и затем место соединения изолируется.

По такой же технологии выполняют соединение тонкого многожильного провода с одножильным большего сечения.

Как очевидно по вышеописанной технологии можно соединять любые медные провода любых электрических цепей. При этом не надо забывать, что допустимая сила тока будет определяться сечением наиболее тонкого провода.

Что такое проводник

В каждой электрической цепи в качестве проводников рассматривается материал или вещество, наделенные свойством проведения электрического тока и обладающие определенным уровнем сопротивления. Этот коэффициент вычисляется по формуле:

  • p – обозначен уровень удельного сопротивления, Oм*м,
  • R – указывает на эффективное сопротивление проводника, Ом,
  • S – это площадь поперечного сечения, м2,
  • I – значение длины проводника, м.

Из вышесказанного следует, что любой проводник может рассматриваться, как резистор, имеющий собственное сопротивление.

В случае, если проводники соединены с использованием последовательной схемы, коэффициент силы тока для каждого из них является одинаковым. А величина общего напряжения в созданной электроцепи представляет собой совокупность напряжений на концах каждого отдельно взятого проводника.

Если используется параллельная схема подсоединения, напряжение между двумя узлами, которыми объединены элементы в электроцепи, падает в них до одинакового значения. В то же время, для определения величины, обратной коэффициенту общего сопротивления, используется метод суммирования величин, которые обратны сопротивлениям проводящих элементов, подключенных параллельно.

Сопротивление при последовательном и параллельном соединении проводников

Рассмотрим участок цепи AB, представляющий собой последовательное соединение двух резисторов с сопротивлениями R1 и R2.

В соответствии с законом Ома полное сопротивление рассматриваемого участка U = IR, где U — общее напряжение на участке цепи АВ, равное сумме напряжений на каждом из резисторов: U = U1 + U2.

I — сила тока на участке цепи АВ. Она одинакова на всём участке и равна силе тока I1 и I2 в каждом из резисторов. Поэтому можно записать:IR = IR1 + IR2,
IR = I(R1 + R2).

Следовательно, R = R1 + R2.

Общее сопротивление цепи при последовательном соединении равно сумме сопротивлений отдельных проводников.

При последовательном соединении нескольких проводников общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников: R = R1 + R2 + … Rn.

Способ последовательного подключения всё новых участков цепи реализован в работе реостата, о котором говорилось на предыдущих уроках. Передвигая ползунок реостата, мы увеличиваем или уменьшаем число витков проволоки, включённых последовательно в цепь. При этом сопротивление цепи соответственно увеличивается или уменьшается.

При последовательном соединении проводников их общая длина увеличивается. Поэтому сопротивление цепи становится больше сопротивления любого из проводников.

СОПРОТИВЛЕНИЕ ПРИ ПАРАЛЛЕЛЬНОМ СОЕДИНЕНИИ

Рассмотрим участок цепи CD, представляющий собой параллельное соединение двух резисторов с сопротивлениями R1 и R2.

В соответствии с законом Ома I = U/R, где R — общее сопротивление рассматриваемого участка цепи; U — общее напряжение на участке цепи CD, равное напряжениям U1 и U2 на каждом из резисторов; I — сила тока на участке цепи CD, она равна сумме токов в каждом из резисторов:  I = I1 + I2.

Поэтому можно записать:

где R1 и R2 — сопротивления первого и второго резисторов соответственно.

Учитывая, что U = U1 = U2, получаем

Следовательно,

Для рассмотренного случая двух резисторов, соединённых параллельно, общее сопротивление цепи можно вычислить по формуле

Таким образом, общее сопротивление цепи при параллельном соединении нескольких резисторов можно вычислить из формулы

Уменьшение общего сопротивления проводников при их параллельном соединении объясняется тем, что общая площадь поперечного сечения проводников на данном участке цепи увеличивается.

В используемых на практике электрических цепях часто встречается смешанное соединение проводников, включающее в себя как последовательные, так и параллельные участки. При расчёте таких цепей сначала вычисляют необходимые величины на каждом из участков цепи, а затем находят её общие параметры.

Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Сопротивление при последовательном и параллельном соединении проводников».

Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).

Просмотров:
3 818

Как выполнить фазировку вводов лампочками накаливания


Допустим, вам нужно подключить параллельно между собой два трехфазных (380В) ввода, от одного источника питания. Вольтметра, мультиметра или тестера у вас под рукой нет. Что делать?

Ведь если перепутать фазы, то запросто можно создать междуфазное КЗ! И здесь вам опять поможет последовательная сборка всего из двух лампочек.

Собираете их по самой первой приведенной схеме и подсоединив один конец провода питания на фазу ввода №1, другим концом поочередно касаетесь жил ввода №2.

При одноименных фазах, лампочки светиться не будут (например фА ввод№1 — фА ввод№2).

А при разных (фА ввод№1 — фВ ввод№2) — они загорятся.

Такой эксперимент только с одной лампой, вам бы никогда не удался, так как она бы моментально взорвалась от повышенного для нее напряжения в 380В. А в последовательной сборке с двумя изделиями одинаковой мощности, к ним будет приложено напряжение в пределах нормы.

Но самое лучшее и практичное применение — это использовать данную схему вовсе не для освещения, а для обогрева. То есть, ваши источники света в первую очередь будут работать не как светильники, а как обогреватели.

Что-то подобное зачастую применяется в инкубаторах.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwittervKontakte
Напишите комментарий