Последовательное соединение проводников, 8 класс

17.  Последовательное соединение проводников       Электрические цепи, которые мы используем, могут состоять не из одного приемника электрического тока, а из нескольких. Эти приемники могут быть подключены различными способами: способами: последовательно, параллельно. Соединение   сопротивлений,   при   котором   цепь   не   имеет   ответвлений, называется последовательным соединением. Это, как в сказке про Репку: мышка за кошку, кошка за Жучку, Жучка за внучку, внучка за бабку, бабка за дедку, дедка   за   репку.   Т.е.   конец   первого   сопротивления   соединяется   с   началом второго, конец второго – с началом третьего и т. д.  На экране вы видите последовательное соединение лампочек и источников питания. Схематично это изображается так:   Определим   силу   тока   в   цепи   при   последовательном   соединении.            Проведем опыт 1.  Соединим с источником постоянного тока (6В) через выключатель два сопротивления последовательно 1 и 2 Ома.   Включим до 1 сопротивления амперметр на 6 А (соблюдая полярность). Замерим силу тока…=2А.  Повторим опыт, подключив амперметр между сопротивлениями. И замерим силу тока….=2А.  Третий раз выполним опыт, включив амперметр за вторым сопротивлением. Замерим силу тока…=2 А. Делаем вывод:  при последовательном соединении сила тока в любых участках цепи одна и та же. I=I1=I2       Определим напряжение в цепи при последовательном соединении. Проведем опыт 2.  Соберем такую цепь, как и в 1 опыте. Только теперь возьмем еще вольтметр (на 6В), подсоединим к нему провода с изолированными держателями.   Прикоснемся   контактами   от   вольтметра   к   клемме   начала   1 сопротивления   ,   вторым   ­     к   контакту   конца   второго   сопротивления   (т.е. замерим общее напряжение двух сопротивлений). Определим общее напряжение …=6В. Теперь коснемся контактами  проводов вольтметра  контактов начала и конца   первого   сопротивления   и   определим   напряжение   на   первом сопротивлении…=2В. Таким же способом определим напряжение на втором… =4В. Т.к. 6В=2В+4В, то делаем вывод: Полное напряжение в цепи при последовательном соединении равно сумме напряжений на отдельных участках цепи. U=U1+U2   Мы можем сделать еще один вывод: напряжение на различных участках цепи с последовательным соединением разных проводников не одинаково.     Зная   закономерности   последовательного   соединения,   можно   создать делитель напряжения.         Если   мы   включим   два   одинаковых   сопротивления,   соединенных последовательно,   то   напряжение   на   одном   будет   в   2   раза   меньше,   чем   на источнике.  А   если   включим   10   одинаковых   сопротивлений,   то   можем   получить делитель   напряжения,   сделав   выводы   от   одного   сопротивления   (будет   одна десятая напряжения от источника), от двух (будет две десятых), от трех (будет три десятых от напряжения источника)   и так до девяти сопротивлений.  Если источник имеет 10 В, то мы таким способом можем получить делитель напряжения от 1 В до 9 В, через 1 вольт. Например,   на   елочной   гирлянде,   где   лампочки   все   соединены последовательно,   каждая   лампочка   имеет   напряжение   3   В,   а   почему   они   не сгорают, когда всю гирлянду включают в сеть 220В?    Если включено 75 лампочек, то на одной лампочке будет     220: 75=2,93(В).  Чтобы учесть возможное колебание напряжения в сети, лучше взять 80 лампочек.     А что будет, если на данной ёлочной гирлянде перегорит одна лампочка?  Вся   гирлянда   потухнет   и   нужно   будет   искать,   какая   именно   лампочка перегорела, чтобы ее заменить. В этом и состоит неудобство последовательного соединения.     Теперь,   используя   закон   Ома   для   каждого   сопротивления   и   общего сопротивления, можем записать:   I∙R= I1∙ R1 +I2∙ R2,  А   так   как  при   последовательном   соединении   сила   тока   в   любых участках цепи одна и та же: I=I1=I2, то сократив на I, получим: R= R1 + R2      Или словами: общее сопротивление всей цепи при последовательном соединении равно сумме всех сопротивлений отдельных участков цепи или проводников.       Итак,   мы   рассмотрели   последовательное   соединение   сопротивлений, которое   широко   используется   на   практике.   Выключатель   или   кнопка   звонка включаются последовательно  с лампочкой или звонком. Это дает возможность управлять: включить в нужный момент или  выключить. Рассмотренный способ деления напряжения часто применяется в электротехнике и радиотехнике. Об этом мы будем говорить в старших классах.