Что бы ни происходило в мире, учиться надо всегда. Кстати, для тех, кто не знает, как организовать учебу на удаленке, мы подготовили отдельную статью. А сегодня займемся решением задач на последовательное и параллельное соеднинение проводников. Решение задач – отличный способ, чтобы успокоить нервы и не поддаваться панике.
Присоединяйтесь к нам в телеграме: там вас ждут актуальные новости и приятные скидки.
Последовательное и параллельное соединение проводников: решение задач
Как решать задачи с параллельным и последовательным соединением проводников? Для начала повторите теорию, вспомните общую памятку по решению физических задач и на всякий случай держите под рукой формулы.
Задача №1 на последовательное соединение проводников
Условие
Проводники сопротивлением 20 Ом и 30 Ом соединены последовательно. Напряжение на концах первого проводника равно 12 В. Определите напряжение, сопротивление и силу тока в цепи на втором проводнике, а также полное напряжение.
Решение
По закону Ома:
Для последовательного соединения проводников:
Ответ: 50 Ом; 18 В; 0,6 А; 30 В.
Задача №2 на параллельное соединение проводников
Условие
Два проводника соединены параллельно. Сила тока в первом проводнике равна 0,5 А, во втором — 1 А. Сопротивление первого проводника составляет 18 Ом. Определите сопротивление второго проводника и силу тока на всем участке цепи.
Решение
Для параллельного соединения:
По закону Ома:
Ответ: 1,5 А; 9 Ом.
Задача №3 на последовательное и параллельное соединение проводников
Условие
Электрогрелка состоит из трех одинаковых секций. Во сколько раз быстрее грелка будет нагревать некоторое количество воды от 10 до 100 градусов Цельсия при параллельном включении всех секций, нежели при последовательном их включении?
Решение
Пусть сопротивление каждой секции равно R. Тогда при параллельном включении их в сеть напряжение на каждой секции равно напряжению в сети (U), и на трех секциях будет выделяться тепло:
При последовательном соединении суммарное сопротивление цепи равно 3R, а выделяющееся количество теплоты:
Как видим, выделяющееся тепло для первой схемы в 9 раз больше, так что и скорость нагрева воды будет в 9 раз выше.
Ответ: в 9 раз.
Задача №4 на смешанное соединение проводников
Условие
Участок цепи состоит из двух последовательно соединенных сопротивлений, каждое из которых равно 1 Ом. К этим двум резисторам параллельно подключают еще одно сопротивление, значение которого составляет 2 Ом. Всю эту цепь подключают к источнику тока, который создает на концах данного соединения напряжение 2,4 В. Определите силу тока во всей электрической цепи.
Решение
Согласно схеме, искомая сила тока – это сила тока, протекающая через амперметр.
Резисторы R1 и R2 соединены последовательно, резистор R3 – параллельно к ним.
Резисторы 1 и 2 можно заменить эквивалентным сопротивлением R со штрихом и перерисовать схему в упрощенном виде:
Сопротивления R3 и R со штрихом соединены параллельно, можно найти общее сопротивление электрической цепи по формуле для параллельного соединения:
Теперь цепь можно перерисовать в еще более упрощенном виде и рассчитать силу тока по закону Ома:
Ответ: 2.4 А.
Задача №5 на закон Кирхгофа
Правила Кирхгофа применяются для расчета сложных электрических цепей.Условие
Три сопротивления R1 = 5 Ом, R2 = 1 Ом, R3 = 3 Ом и два источника тока соединены так, как показано на рисунке. Внутренними сопротивлениями источников тока можно пренебречь. ЭДС первого источника тока равна 1,4 В, и сила тока, текущего через сопротивление R3, равна I3= 1 А. Определите ЭДС второго источника тока.
Решение
Выберем направление обхода контуров по часовой стрелке и запишем закон Кирхгофа для точки A (расположим ее между двумя источниками и сопротивлением R2) и двух контуров:
Подставим числа, получим
Решая систему уравнений, получаем ответ: Е2=3.6 В.
Ответ: 3.6 В.
Вопросы на параллельное и последовательное соединение проводников
Вопрос 1. Схематически изобразите последовательное соединение проводников
Ответ. На рисунке ниже изображен участок цепи с последовательно соединенными проводниками:
Вопрос 2. Схематически изобразите параллельное соединение проводников
Ответ. На рисунке ниже изображено параллельное соединение проводников:
Вопрос 3. Приведите основные формулы и соотношения для последовательного соединения проводников.
Ответ. При последовательном соединении:
- Сила тока во всех проводниках одинакова.
- Общее напряжение равно сумме напряжений на каждом проводнике.
- Полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников.
Вопрос 4. Приведите основные формулы и соотношения для параллельного соединения проводников.
Ответ. Для параллельного соединения проводников:
- Напряжение на всех проводниках одинаково.
- Сила тока в неразветвленной цепи равна сумме токов в параллельно соединенных проводниках.
- Величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников.
Вопрос 5. Какие электрические цепи нельзя рассчитать с помощью формул для последовательного и параллельного соединения проводников?
Ответ. С помощью приведенных выше формул можно рассчитать лишь относительно простые электрические цепи. Для расчета сложных цепей, включающих в себя несколько источников тока и состоящих из многих резисторов, применяются правила Кирхгофа.
Нужна помощь в решении задач или любых других учебных заданий? Обращайтесь в профессиональный сервис для учащихся: мы найдем верное решение.
