Меню

8 класс физика видеоурок последовательное соединение проводов

Схема последовательного соединения

Что такое последовательное подключение

Последовательное соединение часто устанавливают для систематизации светильников и нескольких потребителей. Основной принцип — спайка деталей один за одним, последовательно, без переплетений. То есть выход первого контакта соединяют со входом следующего, остальные спаивают точно так же.


Подключение лампочки — первое, что должен уметь электрик

Обратите внимание! Особенностью данной техники подключения является то, что все подсоединенные приборы питаются от единого кабеля из одной первоначальной точки (например, коробки распределения).

Отличия последовательного подключения от других схем подсоединения:

  • уровень тока одинаков на всех элементах и участках соединения;
  • итоговое значение напряжения вычисляется как сумма показателей на каждом из имеющихся участков;
  • максимальное сопротивление равняется сумме сопротивлений каждого из кабелей.


Такое соединение редко используется в чистом виде, чаще как элемент смешанного подключения
Уровень общего сопротивления и напряжения всегда выше, чем на отдельных элементах (на участках). Указанные закономерности справедливы для любой сети с последовательным включением, независимо от количества соединенных деталей.

Важно! Недостатком соединения является то, что если один из блоков выйдет из строя, отключится питание всей системы. С другой стороны, проще выяснить участок, где произошел сбой.

Последовательное соединение

При данном типе подключения проводники монтируются один за другим. В результате конец первого является началом второго и т. д. Особенность такого соединения заключается в отсутствии разветвлений. Со свойствами созданной этим способом электроцепи можно познакомиться на примере схемы с двумя потребителями, выключателем и источником питания. Последовательное подсоединение проводников обладает несколькими особенностями:

  • сила тока при последовательном соединении одинакова в любом потребителе;
  • общее напряжение соответствует сумме напряжений на всех нагрузках;
  • сопротивление электроцепи составляют показатели сопротивления каждого потребителя.

Последовательное соединение проводников

Этот тип подключения предполагает возможность использования любого числа нагрузок. На этапе конструирования цепи следует помнить, что показатель общего сопротивления обязательно будет превышать уровень сопротивления отдельного участка. Этот факт объясняется увеличением длины проводов. В результате можно получить формулу для определения сопротивления всей цепи: R = R * n. В ней n равно числу проводников.

Что касается напряжения (U), то этот показатель на любом участке электроцепи будет меньше суммарного показателя в n раз. Например, если в бытовую электросеть с U = 220 В подключить 5 лампочек равной мощности, то напряжение на каждом элементе составит 44 вольта.

Также в процессе конструирования электроцепей важно помнить еще об одной важнейшей особенности последовательного подсоединения. Если в процессе работы выходит из строя даже один проводник, то ток не сможет проходить по всей схеме. Отличным примером, иллюстрирующим это свойство, будет ёлочная гирлянда. Достаточно сгореть одной лампе, и вся конструкция перестанет функционировать. Чтобы обнаружить вышедший из строя элемент, придется проверить всю гирлянду.

Как происходит подключение лампочек последовательно или параллельно

Чтобы понять, как подключать лампочки — последовательно или параллельно — важно рассмотреть преимущества и недостатки обоих соединений, которые выплывают только на практике.


Наиболее часто встречающийся вариант — последовательное и параллельное включения комбинируются по-разному

Последовательно

Подобное соединение редко применяется в квартирах или домах. Для бытового использования больше подходит смешанный способ. Последовательно соединяют лампочки, если сооружают гирлянду или монтируют свет в длинном коридоре.

При подключении лампочек друг за другом следует учитывать некоторые особенности:

  • через устройства будет протекать ток одинаковой силы;
  • если произойдет резкий спад напряжения, воздействие распределится равномерно на все объекты цепочки;
  • также равномерно распределяется мощность на каждый элемент цепи.
Читайте также:  Вязка жгутов проводов нитками

Вам это будет интересно Металлический рукав

Обратите внимание! Из-за последовательности спайки и равномерного распределения мощности стандартные лампочки на 220 В выдают свет не в полную силу. Чем больше ламп подключено в сеть, тем меньше света они будут производить.


Неравномерность свечения обусловлена различной мощностью при одинаковой силе тока

Если в схему встраивать лампы накаливания с отличающейся мощностью, ярче горит та, что имеет меньшую энергоемкость (обладает большим внутренним сопротивлением). Это объясняется тем, что напряжение при более высоком сопротивлении увеличивается.


Если лампочки в последовательной схеме горят, значит система исправна полностью

Последовательное соединение лампочек в электросети обеспечивает более щадящий режим работы для приборов благодаря равномерно распределяемой мощности (нагрузке). Кроме этого, для фактического соединения потребуется меньшее количество кабеля (по длине).

Основные недостатки системы:

  • при выходе из строя одного элемента обесточивается вся система;
  • при подключении ламп накаливания разной мощности невозможно обеспечить равномерное освещение помещения.

Важный момент — в последовательную электрическую схему нельзя включать энергосберегающие (светодиодные) лампочки. Для их правильной работы требуется стабильное напряжение в 220 В, подаваемое равномерно на каждый элемент (параллельное соединение).

Параллельно

Основное отличие параллельной схемы соединения элементов — равнозначная подача питания к каждой лампочке в сети независимо от их общего количества. Это значит, что к каждой лампе подается свой ток. Провода, соединяющие детали цепи, подключаются параллельным образом.


Схема для параллельного подключения лампочек отображает тип соединения проводников к элементам

Преимущества данной техники сборки электрической цепи:

  • если один элемент сгорит (лампа или кабель), остальные продолжат работать в прежнем режиме;
  • лампочки накаливания горят настолько мощно, насколько позволяют их характеристики;
  • можно включать в цепь энергосберегающие элементы;
  • чтобы подключить новую лампу в комнате, достаточно вывести из соединения потолочной люстры необходимое число фазных проводников и соединить их в группу.

Основной недостаток — большой расход материала. До каждой точки необходимо вести отдельный провод, что увеличивает протяженность проводов в несколько раз (по сравнению с последовательным соединением).

Обратите внимание! В большинстве случаев используют смешанное соединение проводов и элементов. Основой является параллельное подключение нескольких распредкоробок последовательного типа. На отдельных ветках лампочки соединяют последовательно (например, в длинном коридоре, над кроватью, в других подобных местах жилого помещения).

Вам это будет интересно Защитный короб для кабеля

Формулы последовательного и параллельного подключения

Для расчета последовательного и параллельного подключений используются отдельные формулы.


Все расчеты основываются на законе Ома и справедливы для любой электрической цепи

Если необходимо рассчитать значение сопротивления ®, то считают один за другим: R = R1 + R2 + R3 (количество не ограничено, важно сложить показатели всех участков).

Обратите внимание! Если электрическая цепь соединяется смешанным типом, значения просчитываются отдельно для каждого участка — параллельного и последовательного. Затем результаты складывают и получают итоговое значение.

Чтобы рассчитать падение напряжения для разных подключений, используют следующие формулы (последовательное и параллельное соответственно):

  • U = I * Rобщ.;
  • U = U1 = U2 и так далее (значение напряжения равно на всех участках).

В данной формуле U — итоговое значение напряжения, Rобщ — общее сопротивление элементов цепи, I — уровень тока, подаваемого на участок электрической цепи.

Расчет силы тока вычисляется следующим образом (соответствие прежнее — друг за другом и параллельное):

  • I = I1 = I2 и так далее (уровень одинаков независимо от подключенных элементов и участка);
  • I = I1 + I2 + I3 (складываются значения всех соединений).
Читайте также:  Провод 2x1 5 многожильный

Из приведенных формул следует, что при подключении друг за другом создается одинаковый уровень напряжения, при параллельном — силы тока.

Проектирование электрических цепей Параллельное подсоединение катушек Параллельное подключение проводников Последовательное и параллельное соединение проводников | 3

Параллельное соединение проводников


Соединение кабелей в электропроводке возможно тремя вариантами: параллельно, последовательно, смешанно. Первый метод – параллельное подключение – заключается в том, что проводники соединяются между собой в начальной и конечной точках. Получается, что нагрузки с обоих концов сливаются, а напряжение получается параллельным. В одной электрической сети параллельно могут быть соединены два, три и больше кабелей.

Чтобы проверить интенсивность прохождения тока при таком подключении, в параллельную сеть подключают две лампочки (показатели должны быть идентичными – сопротивление, напряжение). Чтобы произвести испытание и проконтролировать результат, к каждой подводят амперметр (устройство, измеряющее силу тока). Третий прибор запитывают на сеть в целом, чтобы увидеть показатель на всей сети. Дополнительные элементы – питание, ключ.

После того как схема собрана, ключом активируют питание и сравнивают результаты на амперметрах. На общем показатель должен быть равен сумме двух, подключенных к лампам. В данном случае считается, что система работает исправно – напряжение при параллельном соединении подается в нормальном режиме.

Если на одном участке произойдет замыкание, лампочки останутся в рабочем состоянии. Ток поступает по замкнутому контуру с двух сторон. Ремонт будет необходим в любом случае, но свет и питание останутся.

Если к указанной системе подключить вольтметр, можно оценить показатели сопротивления сети. Эквивалентный показатель укажет на уровень сопротивления сети при той же интенсивности тока.

Схемы последовательного и параллельного соединений лампочек

Для параллельного и последовательного подключений лампочек используют специальные схемы. Чтобы упростить понимание, используются однотипные изображения элементов. Например, входы и выходы обозначаются вертикальной чертой и «+» или «—». Элементы электросети (лампочки, светильники) — перечеркнутый круг, резисторы — пустой прямоугольник.


Символические изображения на электротехнических схемах однотипны, так привычнее и удобнее читать порядок подключения элементов

Подключение лампочки — одна из самых простых операций для электрика. Другой вопрос — организация общей цепи в жилом помещении или сборка люстры с несколькими лампами накаливания. Чтобы избежать сложностей в период эксплуатации, максимально предотвратить поломки и упростить будущий ремонт сетей, необходимо заранее ознакомиться с возможными схемами подключений, учесть их преимущества и недостатки.

Источник

Урок физики в 8-м классе по теме «Последовательное и параллельное соединение проводников»

  • познакомить учащихся с последовательным и параллельным соединениями проводников;
  • познакомить учащихся с закономерностями, существующими в цепи с последовательным и параллельным соединениями проводников;
  • развивать способности учащихся анализировать, сравнивать, делать выводы.
  • развивать умение решать задачи.

Наглядные пособия и оборудование:

  • презентация (приложение);
  • мультимедийный проектор;
  • цепи с последовательно и параллельно соединёнными лампочками.
  1. Вводная часть. Сообщение учителя.
  2. Актуализация знаний. Фронтальный опрос.
  3. Последовательное и параллельное соединение проводников. Демонстрация, беседа, презентация, объяснение нового материала, работа с таблицей.
  4. Закрепление изученного материала. Работа с презентацией. Решение задач.
  5. Подведение итогов, домашнее задание. Сообщение учителя.

Вопросы для учащихся находятся на слайдах презентации:

  1. Что называется сопротивлением?
  2. В чём причина сопротивления?
  3. От каких параметров зависит сопротивление проводника?
  4. Сформулируйте закон Ома для участка цепи.
  5. Силу тока в цепи увеличили в два раза. Как изменилось сопротивление проводника?
  6. Напряжение в цепи уменьшили в два раза. Как изменилось сопротивление проводника?
  7. Длину проводника уменьшили в три раза. Как изменилось сопротивление проводника?
  8. Проволоку согнули пополам. Как изменилось сопротивление проволоки?
  9. По графику сравните электрическое сопротивление проводников.
Читайте также:  Провод массы для сварочного инвертора

Последовательное и параллельное соединения проводников:

На слайде появляется таблица, учащиеся переносят её в тетрадь.

Источник



Последовательное соединение проводников

Урок 47. Физика 8 класс

Доступ к видеоуроку ограничен

Конспект урока «Последовательное соединение проводников»

При последовательном соединении конец одного проводника подсоединяется к началу другого. Последовательное соединение — это соединение без ответвлений.

Мы уже видели много примеров такого соединения и всегда обращали внимание на то, что сила тока на всех участках такого соединения одинакова:

Также, мы знаем, что чем длиннее проводник, тем больше его сопротивление. Поэтому, при последовательном соединении, общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений всех элементов цепи:

Каждый провод, резистор или прибор имеет свое собственное сопротивление. Из этих сопротивлений и складывается общее сопротивление цепи. Как правило, сопротивление резисторов в десятки раз больше, чем сопротивление проводов, поэтому, сопротивление проводов часто не учитывается в цепях с резисторами.

Напряжение на концах того или иного участка цепи рассчитывается с помощью закона Ома. Так как, сила тока на всех участках одинакова, самое большое напряжение будет на концах участка цепи с наибольшим сопротивлением. Это вполне логично, поскольку, напряжение характеризуется работой по переносу заряда, а на прохождение тока через проводник с бо́льшим сопротивлением требуется больше энергии. Если сложить напряжения на всех участках цепи, то мы получим полное напряжение, то есть напряжение на полюсах источника:

Задача 1. К источнику тока с напряжением 12 В последовательно подключены 2 резистора. Известно, что сопротивление одного из резисторов 3 Ом, а напряжение на другом резисторе составляет 9 В. Найдите сопротивление второго резистора и силу тока в цепи. Сопротивлением проводов можно пренебречь.

Задача 2. На рисунке показана схема подключения вольтметра и двух амперметров к цепи. Мы знаем, что первый амперметр исправен, и он показывает 2 А. Вольтметр тоже исправен и показывает 6 В. Второй амперметр самодельный, поэтому обладает слишком большим внутренним сопротивлением для измерения силы тока. Найдите это сопротивление, если второй амперметр показывает 1,5 А.

Задача 3. Студент наблюдает за тем, как меняется сила тока в цепи, схему которой вы видите на рисунке. Сопротивление резистора первого резистора составляет 10 Ом. Студент записывает данные в таблицу и строит график. Он пытается объяснить этот график.

Начнём с того, что ток не может меняться без причины. Из таблицы мы видим, что напряжение остается неизменным, значит, дело не в источнике тока. Поскольку в цепи больше нет никаких элементов, кроме резисторов, и сопротивление первого резистора нам известно, значит, дело во втором резисторе. На графике мы видим, что сила тока очень быстро меняется, практически перескакивая с одного значения на другое. Если бы значения силы тока незначительно колебались вокруг какого-то одного значения, то это можно было бы списать на погрешность измерений. Однако, изменения, которые мы наблюдаем на графике практически случайные. Единственным объяснением может быть только то, что второй резистор является реостатом. Из полученных данных, мы можем вычислить в каком диапазоне изменялось сопротивление реостата за последние 5 мин.

Источник