Презентация по физике 11 класс А.В. Касьянов по тему "Соединение проводников"

Соединение проводников Физика 11 класс

Последовательное соединение проводников Последовательное соединение – соединение при котором конец предыдущего проводника соединяется с началом только одного – последующего.

Последовательное соединение проводников   Напряжение U, по определению – это работа по перемещению единичного заряда электрическим полем. Тогда напряжение (работа) на концах последовательного участка будет складываться из напряжений на отдельных элементах

Последовательное соединение проводников При последовательном соединении проводников сила тока, протекающая через резисторы, остается постоянной.   Эту закономерность можно легко объяснить используя определение силы тока и закон сохранения заряда. Как? Сила тока это заряд протекающий через поперечное сечение проводника в единицу времени. Изменение силы тока означает изменение заряда, т.е. он куда-то исчез или откуда-то взялся.

Последовательное соединение проводников   По закону Ома Сила тока на всех участках одинакова, поэтому на нее можно сократить     При последовательном соединении резисторов, общее сопротивление цепи равно сумме их сопротивлений. Общее сопротивление увеличивается

Последовательное соединение проводников (частный случай) Если все сопротивления последовательного соединения одинаковые то   где N – количество резисторов, R0 – сопротивление одного   где N – количество резисторов, U0 – напряжение на одном из них

Параллельное соединение проводников Параллельное соединение проводников – соединение, при котором проводники подключены между одной и той же парой точек (узлами). Узел

Параллельное соединение проводников По закону сохранения заряда, заряд поступающий в узел должен быть равен сумме зарядов выходящих из него за это же время. Узел

Параллельное соединение проводников Так как работа электростатического поля не зависит от формы пути движения заряда, то напряжения на каждом из сопротивлений одинаково. Узел

Параллельное соединение проводников Запишем закон Ома для параллельного соединения.     Для вычисления общего сопротивления приведем к общему   знаменателю.

Параллельное соединение проводников   Посчитаем общее сопротивление для конкретных значений сопротивлений. Воспользуемся полученной формулой.   =0,989 Ом Важно: Общее сопротивление резисторов при параллельном соединении меньше самого малого сопротивления цепи.

Параллельное соединение проводников   Величина называется электрической проводимостью проводника. Единица измерения проводимости – сименс (1 См). При параллельном соединении проводников проводимость цепи равна сумме проводимостей.

Параллельное соединение проводников Так как напряжение на каждом резисторе параллельной цепи одинаково, то   Сила тока обратно пропорциональна величине сопротивления участка. Другими словами через самое маленькое сопротивление идет самый большой ток! Ток идет по пути наименьшего сопротивления.

Параллельное соединение проводников (частный случай) Если все сопротивления параллельного соединения одинаковые то   Общее сопротивление N одинаковых сопротивлений соединенных параллельно в N раз меньше каждого из них.

Соединение проводников

Задачи Задача 1. Найдите сопротивление Rab, если R1=12 Ом, R2=20 Ом, R3=30 Ом. R1 R23 Дано: R1=12 Ом R2=20 Ом R3=30 Ом Rab-? Резисторы R2 и R3 соединены параллельно, поэтому их можно заменить сопротивлением R23 значение которого можно посчитать по формуле:   Резисторы R23 и R1 соединены последовательно, поэтому их можно заменить сопротивлением Rab значение которого можно посчитать по формуле:

Задача 2. Найдите сопротивление Rab, если R1=12 Ом, R2=18 Ом, R3=5 Ом R4=10 Ом. Задачи R2 R1 R3 R4 Дано: R1=12 Ом R2=18 Ом R3=5 Ом R4=10 Ом Rab-? Резисторы R1 и R2 соединены последовательно, поэтому их можно заменить сопротивлением R12 значение которого можно посчитать по формуле: Резисторы R3 и R4 соединены последовательно, поэтому их можно заменить сопротивлением R34 значение которого можно посчитать по формуле:     Из исходной схемы получаем следующую схему (эквивалентную) R12 R34

Задача 3. Найдите сопротивление Rab, см рис. Задачи a R1 b R6 R 5 Дано: R1=R6 = 3 Ом R2=R4 = 2 Ом R3=8 Ом R5= 6 Ом Rab-? R 2 R 4   a R 3 R1 Резисторы R2 , R3 и R4 соединены последовательно, поэтому их можно заменить сопротивлением R234 значение которого можно посчитать по формуле: Резисторы R234 и R5 соединены параллельно, поэтому их можно заменить сопротивлением R2345 значение которого можно посчитать по формуле:   b R6 R234   5

Задача 4. Найдите сопротивление Rab, см рис. b R R R R a R Дано: Rab-? 2 R 2 R Задачи 2 R 2 R 2 R 2 R 2 R

Задачи Задача 4. Найдите сопротивление Rab, см рис. b R R R R a R Дано: Rab-? 2 R 2 R 2 R 2 R 2 R 2 R 2 R Выделенные сопротивления одинаковы по величине и параллельны, следовательно можно заменить эквивалентной схемой Помним! Общее сопротивление двух одинаковых параллельно включенных резисторов в два раза меньше величины каждого из них, общее сопротивление выделенного участка 2R/2=R

Задачи Задача 4. Найдите сопротивление Rab, см рис. b R R R R R R a Дано: Rab-? Помним! Общее сопротивление двух одинаковых последовательно включенных резисторов в два раза больше величины каждого из них, общее сопротивление выделенного участка R+R=2R 2 R 2 R 2 R 2 R 2 R Выделенные сопротивления одинаковы по величине и последовательны, следовательно можно заменить эквивалентной схемой

Задачи Задача 4. Найдите сопротивление Rab, см рис. b R R R R a 2 R Дано: Rab-? Помним! Общее сопротивление двух одинаковых параллельно включенных резисторов в два раза меньше величины каждого из них, общее сопротивление выделенного участка 2R/2=R Если продолжить эти рассуждения, то докажем, что общее сопротивление участка = R 2 R 2 R 2 R 2 R 2 R Выделенные сопротивления одинаковы по величине и параллельны, следовательно можно заменить эквивалентной схемой

Задачи Задача 5. Сила тока протекающего по сопротивлениям 3 Ом равна 3 А. Найдите разность потенциалов и силу тока, протекающего через сопротивления 6 Ом и 8 Ом. Напомним решение задачи 3 R 3 a R1 c b R6 Дано: R1=R6 = 3 Ом R2=R4 = 2 Ом R3=8 Ом R5= 6 Ом Rab-? R 5 d R 2 R 4   a Резисторы R2 , R3 и R4 соединены последовательно, поэтому их можно заменить сопротивлением R234 значение которого можно посчитать по формуле: Резисторы R234 и R5 соединены параллельно, поэтому их можно заменить сопротивлением R2345 значение которого можно посчитать по формуле: R1   b R6 R234   5

Задачи Задача 5. Сила тока протекающего по сопротивлениям 3 Ом равна 3 А. Найдите разность потенциалов и силу тока, протекающего через сопротивления 6 Ом и 8 Ом. a Дано: R1=R6 = 3 Ом R2=R4 = 2 Ом R3=8 Ом R5= 6 Ом Rab-? R1 c b R6 R 5 d По закону Ома R 2 R 4   Продолже ние Общее сопротивление участка ab 10 Ом. R 3 a b R1 R6 c R234 d 5 Все резисторы эквивалентной цепи последовательны, т.е. сила тока одинакова и равна I=3 А

Задачи Задача 5. Сила тока протекающего по сопротивлениям 3 Ом равна 3 А. Найдите разность потенциалов и силу тока, протекающего через сопротивления 6 Ом и 8 Ом. Продолже ние R 3 Напряжение (разность потенциалов) на R1 и R6 одинаковы по закону Ома a b R1 R6 c R234 d 5 Дано: R1=R6 = 3 Ом R2=R4 = 2 Ом R3=8 Ом R5= 6 Ом Rab-? a R1 c R 5 d b R6   R 2 R 4 Тогда   Резистор R5 включен между точками cd

Задачи Задача 5. Сила тока протекающего по сопротивлениям 3 Ом равна 3 А. Найдите разность потенциалов и силу тока, протекающего через сопротивления 6 Ом и 8 Ом. Продолже ние В узел c приходит ток 3 А, через R5 идет ток 2 А, следовательно через R2, R3 и R4 идет ток 1 А. (Почему?) a R1 c R234 d 5 b R6 Дано: R1=R6 = 3 Ом R2=R4 = 2 Ом R3=8 Ом R5= 6 Ом Rab-? a R1 c b R6 R 5 d R 2 R 4 R 3 Тогда по закону Ома напряжение на резисторе R3