Преимущества и недостатки последовательного и параллельного подключения проводников

Параллельное соединение проводников

В электрических сетях проводники могут соединяться различными способами: последовательно, параллельно и комбинированно. Среди них параллельное соединение это такой вариант, когда проводники в начальных и конечных точках соединяются между собой. Таким образом, начала и концы нагрузок соединяются вместе, а сами нагрузки располагаются параллельно относительно друг друга. В электрической цепи могут содержаться два, три и более проводников, соединенных параллельно.

Если рассматривать последовательное и параллельное соединение, сила тока в последнем варианте может быть исследована с помощью следующей схемы. Берутся две лампы накаливания, обладающие одинаковым сопротивлением и соединенные параллельно. Для контроля к каждой лампочке подключается собственный амперметр. Кроме того, используется еще один амперметр, контролирующий общую силу тока в цепи. Проверочная схема дополняется источником питания и ключом.

После замыкания ключа нужно контролировать показания измерительных приборов. Амперметр на лампе № 1 покажет силу тока I1, а на лампе № 2 – силу тока I2. Общий амперметр показывает значение силы тока, равное сумме токов отдельно взятых, параллельно соединенных цепей: I = I1 + I2. В отличие от последовательного соединения, при перегорании одной из лампочек, другая будет нормально функционировать. Поэтому в домашних электрических сетях используется параллельное подключение приборов.

С помощью такой же схемы можно установить значение эквивалентного сопротивления. С этой целью в электрическую цепь добавляется вольтметр. Это позволяет измерить напряжение при параллельном соединении, сила тока при этом остается такой же. Здесь также имеются точки пересечения проводников, соединяющих обе лампы.

В результате измерений общее напряжение при параллельном соединении составит: U = U1 = U2. После этого можно рассчитать эквивалентное сопротивление, условно заменяющее все элементы, находящиеся в данной цепи. При параллельном соединении, в соответствии с законом Ома I = U/R, получается следующая формула: U/R = U1/R1 + U2/R2, в которой R является эквивалентным сопротивлением, R1 и R2 – сопротивления обеих лампочек, U = U1 = U2 – значение напряжения, показываемое вольтметром.

Следует учитывать и тот фактор, что токи в каждой цепи, в сумме составляют общую силу тока всей цепи. В окончательном виде формула, отражающая эквивалентное сопротивление будет выглядеть следующим образом: 1/R = 1/R1 + 1/R2. При увеличении количества элементов в таких цепях – увеличивается и число слагаемых в формуле. Различие в основных параметрах отличают друг от друга и источников тока, позволяя использовать их в различных электрических схемах.

Параллельное соединение проводников характеризуется достаточно малым значением эквивалентного сопротивления, поэтому сила тока будет сравнительно высокой. Данный фактор следует учитывать, когда в розетки включается большое количество электроприборов. В этом случае сила тока значительно возрастает, приводя к перегреву кабельных линий и последующим возгораниям.

План внутренней электрической сети в частном доме

Прежде чем составлять схему, где будет указано месторасположение кабелей и проводов, необходимо составить детальный план размещения бытовой техники, приборов освещения и другого электрооборудования как в самом доме, так и на территории домовладения. Принципиальная схема электропроводки в частном доме разрабатывается основываясь именно на этих данных. Допустим, если в жилых комнатах достаточно нескольких розеток для подключения маломощной бытовой техники, то в кухню и ванную комнату необходимо заводить несколько отдельных линий для обеспечения электричеством мощных стиральных машин, микроволновых печей и так далее.

На основании этого плана разрабатывается принципиальная схема разводки электропроводки. Она считается основополагающим документом для проведения монтажных работ и закупки всех необходимых комплектующих и материалов. Схема дает возможность точно рассчитать длину необходимого кабеля и проводов, их сечение, количество разветкоробок, выключателей, розеток и других элементов электропроводки. Она не позволит запутаться при выполнении работ по монтажу и ошибиться в выборе комплектующих изделий по техническим характеристикам. Поэтапный план разработки схемы электропроводки в частном доме приведен ниже.

  1. На первом этапе необходимо определиться с типом электрической проводки. Существует всего два варианта: скрытая или наружная. Первый вид самый распространенный. В этом случае провода и кабели укладывают в специальные штробы, прорезанные в стенах, полах или потолке, после чего они замуровываются цементным раствором или другими строительными материалами. Наружная разводка, весьма популярная в далеком прошлом, сейчас используется в тех случаях, когда не рекомендуется прокладывать каналы в несущих конструкциях дома, а именно в деревянных строениях из бруса, оцилиндрованного бревна и так далее.
  2. Далее следует разделить всю электропроводку по группам потребления. Вся сеть делится на следующие линии: для освещения, питания розеток, силовую, уличную и для хозпостроек. Каждая из линий прорисовывается на отдельном листе с указанием размеров помещений, толщины перегородок и стен и так далее. В заключительной фазе этого этапа, по подготовленным данным, рисуется общий план электропроводки частного дома со всеми элементами сети. Производится расчет необходимого сечения кабелей, количества комплектующих и материалов, необходимых для монтажа электропроводки в целом.

Разрабатывая принципиальную схему электроразводки в частном доме, следует знать, что современные СНиП обязывают исполнителя планировать проводку раздельно по комнатам, с разделение линий розеток и осветительных приборов. Это связано с требованиями безопасной эксплуатации электрических сетей. К тому же по комнатное разделение внутренней проводки более удобно в эксплуатации. При проведении ремонтных работ нет необходимости обесточивать весь дом, достаточно отключить от сети одну комнату.Разделение внутренней сети электроснабжения на линии по мощности и группам потребления позволяет использовать электрооборудование и кабельную продукцию с соответствующими техническими характеристикам. Например, для линии освещения можно применять провод с сечением 1.5 мм² и автоматический выключатель на 16 А. Этого достаточно для нормального функционирования нескольких светильников. А вот для подключения розеток необходимо использовать кабель с сечением 25 мм², соответственно и автомат большей мощности на 25 А. Все это позволяет оптимизировать технические характеристики всей внутренней сети и сократить затраты на приобретение материалов и оборудования.

Все линии проводов и кабелей подходят к электрическому распределительному щиту. Для каждой из них устанавливается автоматический выключатель соответствующей мощности и если необходимо УЗО (устройство защитного отключения). Электрощит является неотъемлемой частью всей системы внутренней проводки и его необходимо включать в принципиальную схему электроразводки в частном доме, квартире или на даче. Для частного дома, возможно, потребуется включить в схему электропроводки стабилизатор напряжения, так как параметры электрического тока, очень часто бывают нестабильными.

Соединение проводов клеммными колодками

Почему я люблю делать соединения клеммными колодками? Дело в том, что в таких соединениях я могу быть вполне уверен, в отличие от клемм Ваго (см. фото, что бывает, в этой статье)

В таких клеммах очень низкое переходное сопротивление и весьма высока надежность, если их правильно применять. Почти так же обстоит дело с обжимными соединительными гильзами. Но для гильз нужен специальный инструмент – пресс-клещи, а для клеммной колодки зачастую достаточно отвертки.

Для более качественного монтажа нужно постараться, чтобы площадь соприкосновения провода с площадкой клеммы была максимальной, а сам провод – максимально чистым. В идеале гибкий многожильный провод нужно оконцевать наконечниками.

Названия для таких клемм много, и иногда возникает путаница.

Возможны такие названия: линейка винтовых клемм, блок зажимов, клеммная колодка, колодка клеммная, и, в конце концов, черный карболитовый клеммник.

В английском варианте это название звучит как Screw Barrier Terminal Block. Сокращенно  – Terminal Block, первые буквы этих слов (TB) входят в торговое название. Далее идут две цифры, обозначающие номинальный ток, ещё две цифры – количество клемм в колодке.

Например:

  • TB1512 (15Ампер 12 клемм),
  • TB3504 (35А, 4 клеммы),
  • TB45, TB60 – клеммники на 45 и 60 Ампер.

Вот пример, как я применял такие клеммные колодки для питания целого офиса:

Применение клеммных колодок для соединения вводных проводов

Применение клеммных колодок TB4504 для соединения вводных проводов

Подробнее от таких важных соединениях – в статье про подключение трехфазных реле напряжения.

Именно такие клеммы я использую там, где большие токи и большая цена ошибки. Например, в труднодоступных местах, на вводе в жилища, и т.п.

Минус таких клемм вижу только один – размеры. Такие клеммники не вмещаются в стандартные распределительные коробки, и их приходится размещать иначе. Например, как показано в данной статье.

Вариант соединения есть ещё один – через клеммы защитных автоматов, где надежность ничуть не меньше, и применяется этот способ повсеместно.

Подключение кабеля

К существующей розетке подключаются так:

  1. конец нового кабеля подрезают до удобной длины;
  2. освобождают концы жил от изоляции на длину 1 см. Существует специальный инструмент для этой операции — стриппер (он же кримпер), исключающий возможность повреждения жилы. За его отсутствием, изоляцию аккуратно срезают обычным ножом, стараясь не повредить жилу;
  3. оголенные концы жил сгибают в петли и слегка сдавливают плоскогубцами;
  4. отжав распорные усики, извлекают внутреннюю часть розетки и ослабляют винты на клеммах фазы и нуля. Заземляющий проводник откручивают полностью;
  5. силовые жилы нового кабеля вводят в клеммы и затягивают винты. Теперь в каждой клемме по две жилы — от питающего кабеля и от перемычки для новой розетки. Цвета изоляции на жилах в каждой клемме совпадают.

Заземление подключают иначе. Для него соединение шлейфом недопустимо из-за низкой надежности: при отгорании контакта в одной из розеток, все последующие останутся без заземления. Согласно ПУЭ, положено соблюсти неразрывность проводника, выполнив ответвление для каждой розетки.

Поступают так:

  • на открученную жилу заземления питающего кабеля надевают опрессовочную гильзу и заводят в нее еще две жилы: от кабеля-перемычки и короткий отрезок — ответвление для существующей розетки;
  • опрессовывают гильзу пресс-клещами;
  • надевают на нее термоусадочную трубку и нагревают последнюю термофеном или зажигалкой (изоляция);
  • прикручивают ответвление к контакту заземления существующей розетки.

Аналогично поступают при подключении каждой последующей розетки шлейфа. Существующую розетку собирают

Важно убедиться, что ограничитель на ее внутренней части (прямоугольная металлическая пластина) не передавливает провод-перемычку. Если это обнаружилось, для провода делают вырез в подрозетнике, а при необходимости углубляют отверстие в стене

Как определить общее сопротивление произвольного соединения проводников?

То есть такого, в котором последовательные участки сменяют параллельные, и наоборот. Для них по-прежнему справедливы все описанные законы. Только применять их нужно поэтапно.

Сперва полагается мысленно развернуть схему. Если представить ее сложно, то нужно нарисовать то, что получается. Объяснение станет понятнее, если рассмотреть его на конкретном примере (см. рисунок).

Ее удобно начать рисовать с точек Б и В. Их необходимо поставить на некотором удалении друг от друга и от краев листа. Слева к точке Б подходит один провод, а вправо направлены уже два. Точка В, напротив, слева имеет два ответвления, а после нее расположен один провод.

Теперь необходимо заполнить пространство между этими точками. По верхнему проводу нужно расположить три резистора с коэффициентами 2, 3 и 4, а снизу пойдет тот, у которого индекс равен 5. Первые три соединены последовательно. С пятым резистором они параллельны.

Оставшиеся два резистора (первый и шестой) включены последовательно с рассмотренным участком БВ. Поэтому рисунок можно просто дополнить двумя прямоугольниками по обе стороны от выбранных точек. Осталось применить формулы для расчета сопротивления:

  • сначала ту, которая приведена для последовательного соединения;
  • потом для параллельного;
  • и снова для последовательного.

Подобным образом можно развернуть любую, даже очень сложную схему.

Подготовка к подключению проводов

Любые электромонтажные работы следует выполнять со знанием дела

Важно помнить, что от правильности их проведения зависит безопасность и жизнь всех людей и животных, проживающих в доме, квартире или на даче. Оплошность недопустима — в лучшем случае хорошего контакта не будет

А это нерабочие электроточки.

В худшем случае кого-то из членов семьи, друзей или знакомых, заглянувших в гости, может ударить током от неправильно изолированного соединения. Или же произойдет возгорание проводки, что грозит пожаром.

Для качественного и правильного выполнения соединений электрических проводов нужны:

  • знание основных видов и принципов соединения;
  • наличие специальных инструментов для выполнения электромонтажных работ;
  • наличие всех расходных материалов, которые пригодятся при выполнении конкретного типа соединения;
  • предварительные тренировки на отдельных отрезках проводов.

Когда все необходимое имеется, следует тщательно подготовить будущее место работы. Для этого нужно обесточить все провода, с которыми предстоит иметь дело. Это очень важный шаг, который нельзя игнорировать!


Не имея знаний по электромонтажу, лучше доверить замену электрической проводки профессиональному электрику

Чтобы не получить удар тока, лучше лишний раз убедиться, что квартира или дом действительно обесточены. В таком случае удобно воспользоваться индикаторной отверткой — это недорогой инструмент, который можно приобрести даже в интернет магазине.


Удобно когда помимо желания все сделать своими руками есть еще и нужный инструмент — с ним электромонтажные работы выполнять в разы проще и быстрее

В ситуации, когда есть серьезные опасения в целесообразности проведения электромонтажных работ собственноручно, лучше обратиться к электрику. Причем следует приглашать лишь опытного мастера, имеющего не только опыт проведения подобных работ, но и специальное образование.

Услуги электрика будут особенно актуальны, если предстоит замена проводки во всей квартире/доме. Экономить на этом нельзя — в итоге можно заплатить двойную или тройную цену, или и вовсе поплатиться своим имуществом.

Виды электропроводок

Параллельное подключение трех розеток к одному проводу

Прежде чем разобраться с тем, как соединяются три розетки от одного провода, желательно ознакомиться с существующими видами прокладки электрических цепей. В соответствии с правилами их обустройства, прописанными в ПУЭ, современные электропроводки имеют два исполнения: закрытое и открытое. В первом случае жгут с проводами, по которому подается напряжение, прокладывается скрыто. Для него в стенах и потолке проделываются специальные выемки (штробы), в которые укладывается кабель. Преимущества скрытой прокладки:

  • Надежная защита от механических повреждений.
  • Безопасность эксплуатации электропроводки.
  • Отсутствие наружных проводов, ухудшающих эстетичность комнат и других помещений.

Недостаток состоит в сложности доступа к кабелю при необходимости его восстановления или полной замены, ремонт потребует больших трудовых затрат.

При открытом способе прокладка ведется по поверхности стен и потолка. Жгуты в этом случае размещаются в специальных коробах (кабельных каналах) или в гофре. С их помощью удается скрыть проводящие жилы, которые остаются, тем не менее, доступными для контроля и ремонта.

Преимущества этого способа прокладки:

  • Простота обслуживания и восстановления.
  • Доступность при необходимости подключения промежуточной розетки.
  • Возможность обустройства электропроводки в стиле «ретро».

Недостаток этого приема – потребность в отведении специальных участков стен под прокладку кабельных каналов или гофры, не заставляя эти зоны мебелью. Для устранения этого неудобства жгуты прокладывают в специальных нишах, имеющихся в пластиковых плинтусах.

Виды соединений

Существует несколько способов соединения проводников между собой. Тот или иной случай используется в зависимости от вида собираемой цепи. Принято, что ток движется от положительного полюса источника энергии к минусовому. Это условное положение, оно связано с тем, что про электроток учёные узнали раньше, чем о частице, участвующей в переносе зарядов — электроне. Поэтому любая цепь будет состоять как минимум из трёх элементов: источника, проводника, нагрузки. Под последней понимается приёмник, преобразующий электричество в полезную работу.

Соединение элементов электрической цепи может быть выполнено двумя способами:

  1. Параллельным — все элементы одним из выводов присоединяются к одной точке, а вторым к тоже общей, но уже другой.
  2. Последовательным — все проводники соединяются последовательно друг за другом, то есть по прямой. Вход одного элемента подключается к входному электроду другого.

С точки зрения физики, соединение проводников определяет путь прохождения носителей зарядов. Так, при возникновении разницы потенциалов, работы по перемещению зарядов свободные электроны начинают двигаться в одну сторону. При этом в некоторых местах, точках разветвления проводящей линии происходит их перераспределение. Этот процесс довольно просто можно понять, представив циркуляцию воды по замкнутым трубам. Так и электроток проходит по всем разветвлениям и собирается в одной точке.

Таким образом, источник тока всегда будет присоединён параллельно к электрической цепи. Кратко путь прохождения заряженной частицы можно описать так. Из генератора выходит заряд, который под действием электромагнитной силы попадает в проводник. Далее образованный ток начинает двигаться по всем проводящим частям схемы, раздваиваясь и вновь соединяясь в различных точках. После он поступает на нагрузку. В ней происходит преобразование электричества, а его остатки вновь по проводнику текут на другой вывод генератора.

Почему заземление шлейфом запрещено

Электробезопасность один из главных вопросов, который приходится рассматривать при создании и эксплуатации электрических сетей. Меры, направленные на снижение риска возгораний или поражения человека электрическим током увеличивают стоимость современных электросетей, усложняют проведение электромонтажных работ, однако это достойная плата за главное условие – электробезопасность. Согласно стандартам, применяемым ныне в строительстве, минимизация вероятности поражения электрическим током от случайного пробоя на корпус электроприбора обеспечивается защитным заземлением. Именно поэтому современные электрические розетки оснащены третьим контактом, позволяющим посредством нулевых защитных проводников подключать корпуса защищаемых приборов к контуру заземления. Использование трехжильных кабелей состоящих из фазных проводников, нулевых проводов и «земляной» жилы кабеля усложняет:

  • проведение электромонтажных работ;
  • процедуру подключения розеток;

но самое главное обеспечивает электробезопасность сети.

Опасность подключения розеток шлейфом

В настоящий момент не утихают споры в отношении того каким образом подключать электрические розетки:

  • звездой, когда к каждой из них от распределительного щита подводится отдельная линия;
  • шлейфом, в этом случае на отдельную линию параллельно устанавливается группа розеток (при этом соединение каждого из контактов розетки, в том числе защитный ноль, получается последовательным с аналогичным контактом остальных розеток).

Решение спора подсказывают правила установки электрооборудования (ПУЭ) пунктом 1.7.144 запрещающие соединение защитных проводников шлейфом, тем не менее, стремление сэкономить на дорогостоящем кабеле и монтажных работах толкает многих электриков на их нарушение. Так в чем же опасность? Почему ПУЭ так бескомпромиссны в отношении подключения шлейфом?

Это вопрос безопасности. Когда контакты розеток подключены непосредственно к распределительному щиту обрыв защитного провода, обеспечивающего контакт корпуса прибора и общей шины PE, угрожает только этой розетке. При соединении группы розеток шлейфом, заземляющий проводник подводится к ближайшей в группе розетке, затем ко второй и так далее, а в качестве транзитного контакта используется зачастую винтовые клеммы розеток.

Надежность такого соединения доверия не внушает, со временем оно может ослабевать и контакт с подводящим PE проводником нарушаться. В случае, когда контакт с PE проводником нарушается на ближайшей к щиту розетке:

  • исчезает защита всех розеток группы;
  • при пробое на корпус одного из включенных приборов, напряжение прикосновения появляется на корпусах всех приборов включенных в розетки группы.

Это значительно увеличивает угрозу поражения электрическим током, поэтому подключение защитных нулевых проводников недопустимо.

Так можно подключать розетки шлейфом или нет, и если да, как это сделать? Решение все же имеется, правда его скорее следует называть параллельным. В рассматриваемом пункте ПУЭ речь идет о заземляющем проводнике, поэтому параллельно соединяют жилы кабеля идущего к щитку и ко всем розеткам (фазный и нулевой), при этом суммарный ток нагрузок шлейфа должен соответствовать сечению жил кабеля. Кроме того следует позаботиться о качестве их соединения. Для этого ни в коем случае не использовать контакты розетки, контакты проводов лучше опрессовать гильзами и изолировать термоусадочной трубкой. Все соединения можно делать в распределительных коробках, а лучше использовать подрозетники увеличенной глубины.

При подключении к PE проводнику следует делать отвод от последнего, ни в коем случае не нарушая целостности его токопроводящей жилы, с аналогичной опрессовкой и изоляцией. Это обеспечит надежное соединения розеток с шиной РЕ, но самое главное нисколько не противоречит ПУЭ.

Выключатель нагрузки представляет собой обыкновенный модульный выключатель, выполненный в корпусе аналогичном автоматическому выключателю и производящий коммутацию электрических линий вручную.

По своему назначению электромагнитные пускатели делятся на обычные и реверсивные. В конструкции реверсивных магнитных пускателей заложено два обычных (в спаренном корпусе) с взаимной блокировкой друг друга, исключающей их одновременное включение и обеспечивающей электрическую блокировку.

Читайте далее:

Подключение розеток шлейфом по ПУЭ

Подключение розеток шлейфом плюсы и минусы

Шлейфовое соединение розеток

Последовательное и параллельное соединение розеток

Подключение розеток параллельно или последовательно

Как подключены розетки и выключатели

Общая часть строения цепи, надеемся, понятна всем. Теперь давайте посмотрим, как подключаются к ней электроточки.

Схема подключения светильников через двухклавишный выключатель

Итак, у нас есть групповой питающий провод, который приходит в распределительную коробку. Провод этот может иметь две или три жилы. По современным стандартам для этих целей используются именно трехжильные провода. Стоит сказать, что схема подключения от количества имеющихся проводов сильно не поменяется.

  • Все три провода будут иметь разную цветовую маркировку. Белый или розовый – это фаза, синий – это нуль, а желто-зеленый – заземление. Будьте внимательны и осторожны при выполнении подключений, так как всегда есть вероятность, что электрик неправильно подсоединил провода к автомату. Предварительно проверьте провода на напряжение тестером.
  • Начнем разбор с подключения розетки. Фаза и нуль соединяются с ее силовыми контактами, тогда как «земля» — с заземляющим. То есть для ее подключения к сети задействуется все три провода.

Заземление требуется для передачи заряда с корпуса устройств в заземляющий контур, что позволяет избежать поражения электрическим током

  • С выключателем все немного сложнее, так как в эту часть цепи еще входит осветительный прибор.
  • Итак, мы имеем три провода в коробке – они отделены друг от друга и мы четко видим цветовую маркировку, которая соответствует фактическим параметрам цепи. От распределительной коробки до коробки выключателя прокладывается двухжильный или трехжильный провод – первый берется под одноклавишный выключатель, а второй – под двухклавишный. Если клавиш еще больше, то количество проводников растет пропорционально.
  • Зачищенные концы провода мы прикручиваем к клеммам выключателя. Сразу скажем, что на этот прибор подходить будут только фазные провода, вне зависимости от их количества. Дело в том, что задача выключателя – разрывать цепь и прекращать подачу электричества к осветительному прибору. То есть концы провода – это ввод и вывод.
  • Уже в распределительной коробке одна жила соединяет с фазным проводником группового провода. Вторую жилу соединяют с другим проводом, который протягивается к светильнику как фаза. У этого провода также две или три жилы – вторая соединяется с нулем по цветовой маркировке, а третья с заземлением. То же самое делаем, если выключатель двухклавишный, но уже по немного усложненной схеме. Тут задача состоит в том, чтобы разбить осветительные приборы по группам и включать их по отдельности.

Соединение проводов в распределительной коробке

Видео – Подключение розетки и выключателя

Если вышеизложенное вы прочитали внимательно, то уже понимаете, что схемы подключения точек совершенно разные и в коробке выключателя попросту нет нуля и заземления, чтобы можно было подключить розетку. Так как же это возможно сделать? Назовем все допустимые способы.

Примеры использования

  • Батареи гальванических элементов или аккумуляторов, в которых отдельные химические источники тока соединены последовательно (для увеличения напряжения) или параллельно (для увеличения тока).
  • Регулировка мощности электрического устройства, состоящего из нескольких одинаковых потребителей электроэнергии, путём их переключения с параллельного на последовательное соединение. Таким способом регулируется мощность конфорки электрической плиты, состоящей из нескольких спиралей; мощность (скорость движения) электровоза, имеющего несколько тяговых двигателей.
  • Делитель напряжения
  • Балласт
  • Шунт

Электрические цепи. Последовательное и параллельное соединения проводников

Подробности
Просмотров: 420

«Физика – 10 класс»

Как выглядит зависимость силы тока в проводнике от напряжения на нём?
Как выглядит зависимость силы тока в проводнике от его сопротивления?

От источника тока энергия может быть передана по проводам к устройствам, потребляющим энергию: электрической лампе, радиоприёмнику и др. Для этого составляют электрические цепи различной сложности.

К наиболее простым и часто встречающимся соединениям проводников относятся последовательное и параллельное соединения.

Последовательное соединение проводников.

При последовательном соединении электрическая цепь не имеет разветвлений. Все проводники включают в цепь поочерёдно друг за другом. На рисунке (15.5, а) показано последовательное соединение двух проводников 1 и 2, имеющих сопротивления R1 и R2. Это могут быть две лампы, две обмотки электродвигателя и др.

Сила тока в обоих проводниках одинакова, т. е.

I1 = I2 = I.         (15.5)

В проводниках электрический заряд в случае постоянного тока не накапливается, и через любое поперечное сечение проводника за определённое время проходит один и тот же заряд.

Напряжение на концах рассматриваемого участка цепи складывается из напряжений на первом и втором проводниках:

U = U1 + U2.

Применяя закон Ома для всего участка в целом и для участков с сопротивлениями проводников R1 и R2, можно доказать, что полное сопротивление всего участка цепи при последовательном соединении равно:

R = R1 + R2.         (15.6)

Это правило можно применить для любого числа последовательно соединённых проводников.

Напряжения на проводниках и их сопротивления при последовательном соединении связаны соотношением

Параллельное соединение проводников.

На рисунке (15.5, б) показано параллельное соединение двух проводников 1 и 2 сопротивлениями R1 и R2. В этом случае электрический ток I разветвляется на две части. Силу тока в первом и втором проводниках обозначим через I1 и I2.

Так как в точке а — разветвлении проводников (такую точку называют узлом) — электрический заряд не накапливается, то заряд, поступающий в единицу времени в узел, равен заряду, уходящему из узла за это же время. Следовательно,

I = I1 + I2.         (15.8)

Напряжение U на концах проводников, соединённых параллельно, одинаково, так как они присоединены к одним и тем же точкам цепи.

В осветительной сети обычно поддерживается напряжение 220 В. На это напряжение рассчитаны приборы, потребляющие электрическую энергию. Поэтому параллельное соединение — самый распространённый способ соединения различных потребителей. В этом случае выход из строя одного прибора не отражается на работе остальных, тогда как при последовательном соединении выход из строя одного прибора размыкает цепь. Применяя закон Ома для всего участка в целом и для участков проводников сопротивлениями R1 и R2, можно доказать, что величина, обратная полному сопротивлению участка ab, равна сумме величин, обратных сопротивлениям отдельных проводников:

Отсюда следует, что для двух проводников

Напряжения на параллельно соединённых проводниках равны: I1R1 = I2R2. Следовательно,

Обратим внимание на то, что если в какой-то из участков цепи, по которой идёт постоянный ток, параллельно к одному из резисторов подключить конденсатор, то ток через конденсатор не будет идти, цепь на участке с конденсатором будет разомкнута. Однако между обкладками конденсатора будет напряжение, равное напряжению на резисторе, и на обкладках накопится заряд q = CU

Рассмотрим цепочку сопротивлений R — 2R, называемую матрицей (рис. 15.6).

На последнем (правом) звене матрицы напряжение делится пополам из-за равенства сопротивлений, на предыдущем звене напряжение тоже делится пополам, поскольку оно распределяется между резистором сопротивлением R и двумя параллельными резисторами сопротивлениями 2R и т. д. Эта идея — деления напряжения — лежит в основе преобразования двоичного кода в постоянное напряжение, что необходимо для работы компьютеров.

Следующая страница «Примеры решения задач по теме «Закон Ома. Последовательное и параллельное соединения проводников»»

Назад в раздел «Физика – 10 класс, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский»

Законы постоянного тока – Физика, учебник для 10 класса – Класс!ная физика

Электрический ток. Сила тока —
Закон Ома для участка цепи. Сопротивление —
Электрические цепи. Последовательное и параллельное соединения проводников —
Примеры решения задач по теме «Закон Ома. Последовательное и параллельное соединения проводников» —
Работа и мощность постоянного тока —
Электродвижущая сила —
Закон Ома для полной цепи —
Примеры решения задач по теме «Работа и мощность постоянного тока. Закон Ома для полной цепи»

Выводы и полезное видео по теме

Чтобы качественно обжать гильзу при соединении электропроводов, понадобится тренировка и специальный инструмент — пресс-клещи. Подробный процесс опрессовки в видео:

Даже самый дорогой клеммник может оказаться дешевой подделкой. В видео ролике продемонстрированы основные отличия оригинала Wago:

В видео показан способ болтового соединения медного и алюминиевого провода:

Соединение проводов с помощью сварки можно посмотреть в видео ролике:

В выборе способа соединения электропроводов следует ориентироваться на целесообразность его применения в конкретной ситуации. Если требуется полностью заменить проводку в дома/квартире, а личного опыта проведения электромонтажных работ нет, как и специального инструмента, лучший вариант — пригласить профессионального электрика. Такое решение позволит не волноваться о безопасности своего дома.

Поделитесь собственным опытом в выполнении электросоединений. Не исключено, что ваши советы будут полезны посетителям сайта. Пишите, пожалуйста, комментарии, размещайте фото по теме, задавайте вопросы в расположенном ниже блоке для двустороннего общения.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookXВКонтакте
Напишите комментарий