ВУЗы по физике Готовые работы по физике Как писать работы по физике Примеры решения задач по физике Решить задачу по физике онлайн

Последовательное соединение сопротивлений


·  В этих формулах сила тока выражена в амперах, э. д. с. — в вольтах, сопротивление — в омах.

·  Для выражения малых токов вместо ампера применяют едини­цу, в тысячу раз меньшую ампера, называемую миллиампером (ма); 1 а — 1000 ма.

·  Сопротивление всей цепи:

·  http://www.motor-remont.ru/books/1/index.files/image166.jpg

·  Если под действием э. д. с. в 1 в в замкнутой цепи  протекает ток величиной в 1 а, то сопротивление такой цепи равно 1 ом, т. е. 1 ом = http://www.motor-remont.ru/books/1/index.files/image130.gif

·  Закон Ома справедлив не только для всей цепи, но и для любого ее участка.

·  Если участок цепи не содержит источника энергии, то положи­тельные заряды на этом участке перемещаются из точек более высокого потенциала к точкам более низкого потенциала. Источник энергии затрачивает известную энергию, поддерживая разность потенциалов между началом и концом этого участка. Эта разность потенциалов называется напряжением  между началом  и концом рассматриваемого участка.

·  Таким образом, применяя закон Ома для участка цепи, получим:

·  http://www.motor-remont.ru/books/1/index.files/image169.jpg

·  Закон Ома можно сформулировать следующим образом: сила тока на участке электрической цепи равна напряжению на зажимах этого участка, деленному на его сопротивление.

·  Напряжение на участке цепи равно произведению силы тока на сопротивление этого участка, т. е. U = Ir.

·  Из выражения закона Ома для замкнутой цепи получим

·  http://www.motor-remont.ru/books/1/index.files/image171.jpg

·  где Ir. — падение напряжения в сопротивлении r., т. е. во внешней цепи, или, иначе, напряжение  на зажимах источника энергии (генератора) U,

·     Ir0 — падение напряжения в сопротивлении r0., т. е. внутри источника энергии (генератора); оно определяет часть э. д. с, которая расходуется на проведение тока через внутреннее сопротивление источника энергии.

·  Для измерения силы тока в цепи используется прибор, называе­мый амперметром (миллиамперметром). Напряжение, как указывалось выше, измеряется вольтметром. Условное обозначение ам­перметра и вольтметра показано на рис. 15, а. Для включения амперметра цепь тока разрывается и в месте разрыва концы проводов присоединяются к зажимам  амперметра  (рис.  15,  б). Таким образом, через прибор проходит весь измеряемый ток; такое  включение называется последовательным. Вольтметр подключают  к началу и к концу  участка  цепи,  такое  включение  вольтметра называется параллельным. Вольтметр показывает падение напря­жения на данном участке.  Если вольтметр подключить к началу http://www.motor-remont.ru/books/1/index.files/image173.jpgвнешней цепи — положитель­ному полюсу источника энер­гии и к концу внешней це­пи— к отрицательному по­люсу источника энергии, то он покажет падение напря­жения во всей внешней цепи, которое будет в то же время напряжением на зажимах источника энергии.

·  Напряжение на зажимах источника энергии (генера­тора) равно разности между э. д.с. и падением напряжения на внутреннем сопротивлении этого источника, т. е.

·  U=E – Ir0   (25)

·  Если уменьшать сопротивление внешней цепи r, то сопротивление всей цепи r + r0 также уменьшится, а сила тока в цепи увели­чится. С увеличением силы тока падение напряжения внутри источ­ника энергии (Ir0) возрастет, так как внутреннее сопротивление r0 источника энергии остается неизменным. Следовательно, с умень­шением сопротивления внешней цепи напряжение на зажимах источника энергии также уменьшается. Если зажимы источника энергии  соединить  проводником  с  сопротивлением,  практически равным нулю, то ток в цепи I = http://www.motor-remont.ru/books/1/index.files/image175.gif.

·  Это выражение определяет наибольший ток, который может быть получен в цепи данного источника.

·  Если сопротивление внешней цепи практически равно нулю, то такой режим называется коротким замыканием.

·  Для источников энергии с малым внутренним сопротивлением, например для электрических генераторов (электромашин) и кислот­ных аккумуляторов, короткое замыкание весьма опасно —оно мо­жет вывести из строя эти источники.

·  Короткое замыкание возникает довольно часто, например из-за нарушения изоляции проводов, соединяющих приемник с источни­ком энергии. Лишенные изолирующего покрова металлические (обычно медные) линейные провода при взаимном соприкосновении образуют весьма малое сопротивление, которое по сравнению сопротивлением приемника может быть принято равным нулю.

·  Для защиты электротехнической аппаратуры от токов коротких замыканий применяют различные предохранительные устройства.

·  Пример 1. Аккумуляторная батарея с э. д. с. 42 в и внутренним сопротивле­нием 0,2 ом замкнута на приемник энергии, имеющий сопротивление 4 ом. Опре­делить силу тока в цепи и напряжение на зажимах батареи.

·  Решение.

·  http://www.motor-remont.ru/books/1/index.files/image177.jpg

·  Пример 2. Кислотный аккумулятор имеет э. д. с. 2 в и внутреннее сопротив­ление — r0=0,05 ом. При подключении к аккумулятору внешнего сопротивления про­текает ток силой 4 а. Определить сопротивление внешней цепи.

·  Решение.

·  http://www.motor-remont.ru/books/1/index.files/image179.gif

·  откуда

·  http://www.motor-remont.ru/books/1/index.files/image181.jpg

·  Пример 3. Генератор постоянного тока имеет внутреннее сопротивление 0,3 ом. Определить э. д. с. генератора, если при включении его на приемник энер­гии с сопротивлением 27,5 ом на зажимах генератора устанавливается напряже­ние 110 в.

·  Решение.

·  Силу  тока,  протекающую в замкнутой цепи,  можно найти из  следующего выражения:

·  http://www.motor-remont.ru/books/1/index.files/image183.gifа

·  Э, д. с. генератора равна:

·  Е=U+Ir=110+40,3=111,2 в.

·  Пример 4. Батарея кислотных аккумуляторов с э. д. с. 220 в и внутренним сопротивлением 0,5 ом оказалась замкнутой накоротко. Определить ток в цепи.

·  Решение.

·  http://www.motor-remont.ru/books/1/index.files/image185.jpg

·  Так как для приведенного в примере типа аккумуляторной батареи при нор­мальном (десятичасовом) разряде ток равен 3,6 а, то ток в 440 а является без­условно опасным для целости батареи.

·  § 17. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ

· 

·  http://www.motor-remont.ru/books/1/index.files/image187.jpgЭлектрическая цепь может содержать несколько приемников энергии, имеющих различные сопротивления. 

·  Предположим, что внешняя цепь гене­ратора (рис. 16) состоит из трех приемни­ков энергии с сопротивлениями, соответ­ственно равными r1, r2, r3. Такое соеди­нение приемников, при котором каждый из них поочередно включен в одну за­мкнутую электрическую цепь, называется последовательным. Очевидно, что ток при этом во всех приемниках одинаков, а со­противление внешней цепи равно сумме сопротивлений проводников. Сопротивление прямо пропорционально длине проводника и включение нескольких проводников увеличивает длину пути тока, т. е. увеличивается сопротивление.

·  Для нашего случая формула закона Ома имеет следующий вид:

http://www.motor-remont.ru/books/1/index.files/image189.jpg

Наташа

Автор

Наташа — контент-маркетолог и блогер, но все это не мешает ей оставаться адекватным человеком. Верит во все цвета радуги и не верит в теорию всемирного заговора. Увлекается «нефрохиромантией» и тайно мечтает воссоздать дома Александрийскую библиотеку.

Другие статьи


Распродажа дипломных

Скидка 30% по промокоду Diplom2020

А ты боишься COVID-19?

Пройди опрос и получи промокод