К содержанию

Соединения проводников

Общее сопротивление до шести резисторов, а вместе с ним — напряжение, ток и мощность на каждом. Ответ проверяется сравнением с наименьшим сопротивлением.

Калькулятор

СОПРОТИВЛЕНИЯ, ОМ

Расчёт идёт в браузере — данные никуда не отправляются

Как это считается

Двух формул хватает на всю тему. Разница между ними принципиальная: в одной складываются сопротивления, в другой — обратные им величины.

Rпосл=R1+R2+1Rпар=1R1+1R2+

Дробь надо перевернуть. Сумма обратных величин даёт не сопротивление, а проводимость, и остановиться на ней — главная ошибка темы. Полученное число выглядит правдоподобно и легко проходит мимо внимания.

Проверка тут встроенная и мгновенная: при параллельном соединении общее сопротивление всегда меньше наименьшего из слагаемых. Току открылся дополнительный путь, пройти ему стало легче. Если вышло больше — дробь не перевёрнута.

Что делится, а что общее, проще запомнить через ток: он делится там, где есть разветвление. Значит, параллельно общее напряжение, а последовательно — общий ток.

Сравнение соединений

Одни и те же резисторы ведут себя по-разному — вплоть до того, что происходит при поломке одного из них.

ЧТО ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО ПАРАЛЛЕЛЬНО
Общее сопротивление сумма, больше каждого меньше наименьшего
Сила тока одинакова везде делится по ветвям
Напряжение делится по элементам одинаково на всех
Если один сгорит цепь разорвётся остальные работают
Где встречается ёлочная гирлянда розетки в квартире

Примеры расчёта

Последовательно: делится напряжение

три резистора 10, 20 и 30 Ом подключены к 120 В

  1. Складываем сопротивления

    R=10+20+30=60 Ом

    Ток идёт через каждый резистор по очереди, поэтому препятствия складываются. Общее всегда больше любого из слагаемых.

  2. Находим ток

    I=UR=12060=2 А

    В цепи без разветвлений ток везде один и тот же. Это первое, что отличает последовательное соединение от параллельного.

  3. Распределяем напряжение

    U1=20 В,U2=40 В,U3=60 В

    На большем сопротивлении падает большее напряжение. Сумма падений равна приложенным 120 вольтам — это проверка всей задачи.

Отсюда и поведение старых ёлочных гирлянд: перегорела одна лампочка — разомкнулась вся цепь, и погасли все.

Параллельно: общее меньше наименьшего

те же 10, 20 и 30 Ом, но параллельно, под напряжением 60 В

  1. Складываем обратные величины

    1R=110+120+130=1160

    Складываются не сопротивления, а проводимости. На этом шаге останавливаться нельзя: получена величина, обратная ответу.

  2. Переворачиваем дробь

    R=60115,45 Ом

    Забытый переворот — главная ошибка темы. Ответ 11/60 выглядит как число и легко проходит мимо внимания.

  3. Проверяем

    5,45<10

    Общее сопротивление параллельного участка обязано быть меньше наименьшего из слагаемых: току открылся ещё один путь. Если больше — дробь не перевёрнута.

Те же три резистора дали 60 Ом последовательно и 5,45 Ом параллельно — разница больше чем в десять раз. Схему соединения в условии читают первым делом.

Вопросы

Почему при параллельном соединении сопротивление уменьшается?

Потому что току открывается дополнительный путь. Аналогия с дверями точная: две двери рядом пропускают людей легче, чем одна, хотя каждая по отдельности мешает так же. Общее сопротивление всегда меньше наименьшего из ветвей.

Что делить, а что складывать?

Последовательно складываются сопротивления и напряжения, а ток общий. Параллельно складываются токи и проводимости, а напряжение общее. Запомнить проще через ток: он делится там, где есть разветвление.

Как правильно подключают амперметр и вольтметр?

Амперметр — последовательно с тем участком, где меряют ток: у него маленькое собственное сопротивление, и он почти не меняет режим цепи. Вольтметр — параллельно измеряемому участку: у него большое сопротивление, поэтому через сам прибор течёт ничтожный ток, а показание близко к настоящему напряжению. Перепутать местами — рискованно: включённый параллельно амперметр почти закорачивает участок, а последовательный вольтметр обрывает в цепи ток.

Есть ли формула проще для двух резисторов?

Да: R = R₁R₂ / (R₁ + R₂), произведение на сумму. Она получается из общей и работает только для двух элементов — для трёх её применять нельзя, надо возвращаться к обратным величинам.

Как считать смешанное соединение?

По частям: сначала сворачивают участки, где соединение однородно, потом полученные сопротивления соединяют дальше. Калькулятор считает по одному участку за раз, а результат подставляют в следующий.

Почему в квартире всё включено параллельно?

Чтобы приборы не зависели друг от друга: на каждом одинаковые 220 В, и выключение одного не гасит остальные. При последовательном соединении напряжение делилось бы между ними, и ни один не работал бы нормально.

Как проверить ответ?

Двумя способами. Первый — сравнить общее сопротивление с наименьшим: параллельно оно должно быть меньше, последовательно больше наибольшего. Второй — сложить мощности всех элементов: сумма обязана дать мощность участка.

Похожие калькуляторы

обновлено

Источники: последовательное и параллельное соединение проводников в объёме школьного курса физики 8 класса · расчёт идёт в браузере, формулы и числа примеров покрыты автоматическими тестами.

Нашёл неточность — напиши через форму, поправим.