Σύνδεση αγωγών. Ο νόμος του Ohm για ένα πλήρες κύκλωμα. Ηλεκτροκινητική δύναμη

Ο νόμος του Ohm για ένα τμήμα ενός κυκλώματος: τρέχουσα δύναμηΕγώ Τοποθεσία ενεργοποιημένη ηλεκτρικό κύκλωμαευθέως ανάλογη της τάσηςU στα άκρα της τομής και είναι αντιστρόφως ανάλογο της αντίστασής του R.

Τύπος νόμου: Εγώ =. Από εδώ γράφουμε τους τύπους U = IR Και R= .

Εικ.1. Τμήμα αλυσίδας Εικ.2. Ολοκληρωμένη αλυσίδα

Ο νόμος του Ohm για πλήρης αλυσίδα: τρέχουσα δύναμηΕγώ πλήρες ηλεκτρικό κύκλωμαίσο με το emf (ηλεκτροκινητική δύναμη) της πηγής ρεύματος μιδιαιρούμενο με τη συνολική αντίσταση του κυκλώματος (R+r).Η συνολική αντίσταση του κυκλώματος είναι ίση με το άθροισμα των αντιστάσεων του εξωτερικού κυκλώματος Rκαι εσωτερική rτρέχουσα πηγή.Τύπος νόμου Ι =

. Στο Σχ. Τα 1 και 2 δείχνουν διαγράμματα ηλεκτρικών κυκλωμάτων.

3. Σειρά και παράλληλη σύνδεση αγωγών

Οι αγωγοί στα ηλεκτρικά κυκλώματα μπορούν να συνδεθούν διαδοχικάΚαι παράλληλο. Μια μικτή ένωση συνδυάζει και τις δύο αυτές ενώσεις.

Μια αντίσταση, όταν είναι ενεργοποιημένη αντί για όλους τους άλλους αγωγούς που βρίσκονται ανάμεσα σε δύο σημεία του κυκλώματος, το ρεύμα και η τάση παραμένουν αμετάβλητα, ονομάζεται ισοδύναμη αντίσταση αυτούς τους αγωγούς.

Σειριακή σύνδεση

Μια σύνδεση ονομάζεται σειριακή στην οποία Κάθε αγωγός συνδέεται μόνο με έναν προηγούμενο και έναν επόμενο αγωγό.

Όπως προκύπτει από το πρώτο Οι κανόνες του Kirchhoff, όταν οι αγωγοί συνδέονται σε σειρά, η ισχύς του ηλεκτρικού ρεύματος που διαρρέει όλους τους αγωγούς είναι η ίδια (βάσει του νόμου διατήρησης του φορτίου).

1. Πότε σειριακή σύνδεση αγωγοί(Εικ. 1) Η ισχύς ρεύματος σε όλους τους αγωγούς είναι η ίδια:Εγώ 1 = Εγώ 2 = Εγώ 3 = Εγώ

Ρύζι. 1.Σειριακή σύνδεση δύο αγωγών.

2. Σύμφωνα με το νόμο του Ohm, τάση U 1 Και U 2 στους αγωγούς είναι ίσοι U 1 = IR 1 , U 2 = IR 2 , U 3 = IR 3 .

Η τάση κατά τη σύνδεση αγωγών σε σειρά είναι ίση με το άθροισμα των τάσεων σε επιμέρους τμήματα (αγωγούς) του ηλεκτρικού κυκλώματος.

U = u1 + u2 + u3

Νόμος του Ohm, τάση U 1, U 2 στους αγωγούς είναι ίσοι U 1 = IR 1 , U 2 = IR 2 , Σύμφωνα με τον δεύτερο κανόνα του Kirchhoff, η τάση σε ολόκληρο το τμήμα είναι:

U = U 1 + U 2 = IR 1 + IR 2 = I(R 1 + R 2 )= I·R. Παίρνουμε:R = R 1 + R 2

Συνολική τάσηU στους αγωγούς ισούται με το άθροισμα των τάσεωνU 1 , U 2 , U 3 ισούται με:U = U 1 + U 2 + U 3 = Εγώ · (R 1 + R 2 + R 3 ) = IR

ΟπουR EKV – ισοδύναμοςαντίσταση ολόκληρου του κυκλώματος. Από εδώ: R EKV = R 1 + R 2 + R 3

Με σύνδεση σε σειρά, η ισοδύναμη αντίσταση του κυκλώματος είναι ίση με το άθροισμα των αντιστάσεων των επιμέρους τμημάτων του κυκλώματος : Ρ EKV = R 1 + R 2 + R 3 +…

Αυτό το αποτέλεσμα είναι αληθινό για οποιοδήποτε αριθμόαγωγοί που συνδέονται σε σειρά.

Από το νόμο Omas προκύπτει: εάν οι τρέχουσες δυνάμεις είναι ίσες σε μια σύνδεση σειράς:

Εγώ = , Εγώ = . Από εδώ = ή =, δηλαδή, οι τάσεις σε επιμέρους τμήματα του κυκλώματος είναι ευθέως ανάλογες με τις αντιστάσεις των τμημάτων.

Για σειριακή σύνδεση nπανομοιότυποι αγωγοί, η συνολική τάση είναι ίση με το γινόμενο της τάσης ενός U 1 από τον αριθμό τους n:

U ΥΣΤΕΡΟ = n · U 1 . Το ίδιο και για τις αντιστάσεις : R ΥΣΤΕΡΟ = n · R 1

Όταν ανοίγει το κύκλωμα ενός από τους συνδεδεμένους σε σειρά καταναλωτές, το ρεύμα εξαφανίζεται σε ολόκληρο το κύκλωμα, επομένως η σύνδεση σε σειρά στην πράξη δεν είναι πάντα βολική.

Ηλεκτρική ενέργεια. Ο νόμος του Ohm. Συνεπής και παράλληλη σύνδεσηαγωγοί.

Εάν τοποθετηθεί μονωμένος αγωγός ηλεκτρικό πεδίοτότε μια δύναμη θα δράσει στα ελεύθερα φορτία q στον αγωγό.Σαν αποτέλεσμα, στον αγωγό εμφανίζεται μια βραχυπρόθεσμη κίνηση ελεύθερων φορτίων. Αυτή η διαδικασία θα τελειώσει όταν το δικό του ηλεκτρικό πεδίο των φορτίων που προκύπτουν στην επιφάνεια του αγωγού αντισταθμίσει πλήρως το εξωτερικό πεδίο. Το ηλεκτροστατικό πεδίο που προκύπτει μέσα στον αγωγό θα είναι μηδέν.

Ωστόσο, σε αγωγούς, υπό ορισμένες συνθήκες, μπορεί να συμβεί συνεχής διατεταγμένη κίνηση των ελεύθερων φορέων ηλεκτρικού φορτίου.

Η συνεχής διατεταγμένη κίνηση των φορτίων ονομάζεται ηλεκτρικό ρεύμα.

Η κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος λαμβάνεται ως η κατεύθυνση κίνησης των θετικών ελεύθερων φορτίων. Για να υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα σε έναν αγωγό, πρέπει να δημιουργηθεί ηλεκτρικό πεδίο σε αυτόν.

Ένα ποσοτικό μέτρο του ηλεκτρικού ρεύματος είναι η ένταση ρεύματος I.

Βαθμωτό μέγεθος φυσική ποσότητα, ίση με την αναλογία του φορτίου Δq που μεταφέρεται μέσω της διατομής του αγωγού κατά το χρονικό διάστημα Δt, προς αυτό το χρονικό διάστημα ονομάζεται ισχύς ηλεκτρικού ρεύματος. (Εικ. 1.7.1)

DIV_ADBLOCK15">

Η φύση των εξωτερικών δυνάμεων μπορεί να ποικίλλει. Σε γαλβανικές κυψέλες ή μπαταρίες προκύπτουν ως αποτέλεσμα ηλεκτροχημικών διεργασιών, σε γεννήτριες συνεχές ρεύμαεξωτερικές δυνάμεις προκύπτουν όταν οι αγωγοί κινούνται σε ένα μαγνητικό πεδίο. Η πηγή ρεύματος στο ηλεκτρικό κύκλωμα παίζει τον ίδιο ρόλο με την αντλία, η οποία είναι απαραίτητη για την άντληση υγρού σε ένα κλειστό κύκλωμα. υδραυλικό σύστημα. Υπό την επίδραση εξωτερικών δυνάμεων, τα ηλεκτρικά φορτία κινούνται μέσα στην πηγή ρεύματος ενάντια στις δυνάμεις του ηλεκτροστατικού πεδίου, λόγω των οποίων μπορεί να διατηρηθεί σταθερό ηλεκτρικό ρεύμα σε ένα κλειστό κύκλωμα.

Κατά τη μετακίνηση ηλεκτρικά φορτίαΣε ένα κύκλωμα συνεχούς ρεύματος, οι εξωτερικές δυνάμεις που δρουν μέσα στις πηγές ρεύματος εκτελούν έργο.

Ένα φυσικό μέγεθος ίσο με τον λόγο του έργου Ast των εξωτερικών δυνάμεων όταν μετακινείται ένα φορτίο q από τον αρνητικό πόλο μιας πηγής ρεύματος στον θετικό πόλο προς την τιμή αυτού του φορτίου ονομάζεται ηλεκτροκινητική δύναμηπηγή (EMF):

DIV_ADBLOCK17">

Η τιμή U12 ονομάζεται συνήθως τάση στο τμήμα κυκλώματος 1–2. Στην περίπτωση ομογενούς διατομής, η τάση είναι ίση με τη διαφορά δυναμικού: U12 = φ1 – φ2.

Ο Γερμανός φυσικός G. Ohm διαπίστωσε πειραματικά το 1826 ότι η ισχύς του ρεύματος I που ρέει μέσω ενός ομοιογενούς μεταλλικού αγωγού (δηλαδή ενός αγωγού στον οποίο δεν υπάρχει

ενεργούν εξωτερικές δυνάμεις) είναι ανάλογη με την τάση U στα άκρα του αγωγού:

όπου R = συνιστ.

Η τιμή R ονομάζεται συνήθως ηλεκτρική αντίσταση. Ένας αγωγός που έχει ηλεκτρική αντίσταση ονομάζεται αντίσταση. Αυτή η σχέση εκφράζει το νόμο του Ohm για ένα ομοιογενές τμήμα της αλυσίδας:

Το ρεύμα σε έναν αγωγό είναι ευθέως ανάλογο με την εφαρμοζόμενη τάση και αντιστρόφως ανάλογο με την αντίσταση του αγωγού.

Η μονάδα SI ηλεκτρικής αντίστασης των αγωγών είναι το Ω (Ω). Μια αντίσταση 1 ohm έχει ένα τμήμα του κυκλώματος στο οποίο εμφανίζεται ρεύμα 1 A με τάση 1 V.

Οι αγωγοί που υπακούουν στο νόμο του Ohm ονομάζονται γραμμικοί. Η γραφική εξάρτηση του ρεύματος I από την τάση U (τέτοια γραφήματα ονομάζονται χαρακτηριστικά ρεύματος-τάσης, συντομογραφία VAC) απεικονίζεται με μια ευθεία γραμμή που διέρχεται από την αρχή των συντεταγμένων.

Για ένα τμήμα ενός κυκλώματος που περιέχει ένα emf, ο νόμος του Ohm είναι γραμμένος με την ακόλουθη μορφή:

IR = U12 = φ1 – φ2 + ɛ = Δφ12 + ɛ.

Αυτή η σχέση συνήθως ονομάζεται γενικευμένος νόμος του Ohm ή νόμος του Ohm για ένα ανομοιογενές τμήμα της αλυσίδας.

Στο Σχ. Το 1.7.2 δείχνει ένα κλειστό κύκλωμα DC. Το τμήμα της αλυσίδας (cd) είναι ομοιόμορφο.

Εικόνα 1.7.2.

Κλειστό κύκλωμα DC.

Νόμος του Ohm για ένα πλήρες κύκλωμα: η ισχύς του ρεύματος σε ένα πλήρες κύκλωμα είναι ίση με την ηλεκτροκινητική δύναμη της πηγής διαιρούμενη με το άθροισμα των αντιστάσεων των ομοιογενών και ανομοιογενών τμημάτων του κυκλώματος.

DIV_ADBLOCK19">

(Ρ<< r), тогда в цепи потечет ток короткого замыкания

Το ρεύμα βραχυκυκλώματος είναι το μέγιστο ρεύμα που μπορεί να ληφθεί από μια δεδομένη πηγή με ηλεκτροκινητική δύναμη και εσωτερική αντίσταση r. Για πηγές με χαμηλή εσωτερική αντίσταση, το ρεύμα βραχυκυκλώματος μπορεί να είναι πολύ υψηλό και να προκαλέσει καταστροφή του ηλεκτρικού κυκλώματος ή της πηγής. Για παράδειγμα, οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος που χρησιμοποιούνται στα αυτοκίνητα μπορεί να έχουν ρεύματα βραχυκυκλώματος αρκετών εκατοντάδων αμπέρ. Τα βραχυκυκλώματα σε δίκτυα φωτισμού που τροφοδοτούνται από υποσταθμούς (χιλιάδες αμπέρ) είναι ιδιαίτερα επικίνδυνα. Για την αποφυγή των καταστροφικών επιπτώσεων τέτοιων μεγάλων ρευμάτων, στο κύκλωμα περιλαμβάνονται ασφάλειες ή ειδικοί διακόπτες κυκλώματος.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, για την αποφυγή επικίνδυνων τιμών ρεύματος βραχυκυκλώματος, κάποια εξωτερική αντίσταση συνδέεται σε σειρά με την πηγή. Τότε η αντίσταση r είναι ίση με το άθροισμα της εσωτερικής αντίστασης της πηγής και της εξωτερικής αντίστασης και όταν βραχυκύκλωματο ρεύμα δεν θα είναι υπερβολικά υψηλό.

Εάν το εξωτερικό κύκλωμα είναι ανοιχτό, τότε Δφba = – Δφab = ɛ, δηλαδή, η διαφορά δυναμικού στους πόλους μιας ανοιχτής μπαταρίας είναι ίση με το emf της.

Εάν η εξωτερική αντίσταση φορτίου R είναι ενεργοποιημένη και το ρεύμα I ρέει μέσω της μπαταρίας, η διαφορά δυναμικού στους πόλους της γίνεται ίση με Δφba = ɛ – Ir.

Στο Σχ. Το 1.7.3 δείχνει μια σχηματική αναπαράσταση μιας πηγής συνεχούς ρεύματος με ίσο emf και εσωτερική αντίσταση r σε τρεις τρόπους: «ρελαντί», λειτουργία φορτίου και λειτουργία βραχυκυκλώματος (βραχυκύκλωμα).

Εικόνα 1.8.3.

Σχηματική αναπαράσταση πηγής συνεχούς ρεύματος: 1 – μπαταρία ανοιχτή. 2 – η μπαταρία είναι κλειστή σε εξωτερική αντίσταση R. 3 – λειτουργία βραχυκυκλώματος.

Για τη μέτρηση τάσεων και ρευμάτων σε ηλεκτρικά κυκλώματα συνεχούς ρεύματος, χρησιμοποιούνται ειδικά όργανα - βολτόμετρα και αμπερόμετρα.

Ένα βολτόμετρο έχει σχεδιαστεί για να μετράει τη διαφορά δυναμικού που εφαρμόζεται στους ακροδέκτες του. Συνδέεται παράλληλα με το τμήμα του κυκλώματος στο οποίο μετράται η διαφορά δυναμικού. Κάθε βολτόμετρο έχει κάποια εσωτερική αντίσταση RB. Για να διασφαλιστεί ότι το βολτόμετρο δεν εισάγει αισθητή ανακατανομή των ρευμάτων όταν συνδέεται στο κύκλωμα που μετράται, εσωτερική αντίστασηπρέπει να είναι μεγάλη σε σύγκριση με την αντίσταση του τμήματος του κυκλώματος στο οποίο είναι συνδεδεμένο. Για το κύκλωμα που φαίνεται στο Σχ. 1.7 4, αυτή η συνθήκη γράφεται με τη μορφή: RB >> R1.

Αυτή η συνθήκη σημαίνει ότι το ρεύμα IB = Δφcd / RB που διαρρέει το βολτόμετρο είναι πολύ μικρότερο από το ρεύμα I = Δφcd / R1 που διαρρέει το τμήμα κυκλώματος που ελέγχεται.

Δεδομένου ότι δεν υπάρχουν εξωτερικές δυνάμεις που δρουν μέσα στο βολτόμετρο, η διαφορά δυναμικού στους ακροδέκτες του συμπίπτει, εξ ορισμού, με την τάση. Επομένως, μπορούμε να πούμε ότι ένα βολτόμετρο μετρά την τάση.

Ένα αμπερόμετρο έχει σχεδιαστεί για τη μέτρηση του ρεύματος σε ένα κύκλωμα. Το αμπερόμετρο συνδέεται σε σειρά με το ανοιχτό κύκλωμα του ηλεκτρικού κυκλώματος έτσι ώστε όλο το μετρούμενο ρεύμα να περνά μέσα από αυτό. Το αμπερόμετρο έχει επίσης κάποια εσωτερική αντίσταση RA. Σε αντίθεση με ένα βολτόμετρο, η εσωτερική αντίσταση ενός αμπερόμετρου πρέπει να είναι αρκετά μικρή σε σύγκριση με τη συνολική αντίσταση ολόκληρου του κυκλώματος. Για το κύκλωμα στο Σχ. 1.7.4 Η αντίσταση του αμπερόμετρου πρέπει να ικανοποιεί την συνθήκη RA<< (r + R1 + R2),

έτσι ώστε όταν το αμπερόμετρο είναι ενεργοποιημένο, το ρεύμα στο κύκλωμα δεν αλλάζει.

Τα όργανα μέτρησης - βολτόμετρα και αμπερόμετρα - διατίθενται σε δύο τύπους: δείκτη (αναλογικό) και ψηφιακό. Οι ψηφιακοί ηλεκτρικοί μετρητές είναι πολύπλοκες ηλεκτρονικές συσκευές. Συνήθως, τα ψηφιακά όργανα παρέχουν μεγαλύτερη ακρίβεια μέτρησης.

Εικόνα 1.7.4.

Σύνδεση αμπερόμετρου (Α) και βολτόμετρου (Β) σε ηλεκτρικό κύκλωμα

Σειριακή και παράλληλη σύνδεση αγωγών.

Οι αγωγοί στα ηλεκτρικά κυκλώματα μπορούν να συνδεθούν σε σειρά και παράλληλα.

Κατά τη σύνδεση αγωγών σε σειρά (Εικ. 1.8.1), η ισχύς ρεύματος σε όλους τους αγωγούς είναι η ίδια: I1 = I2 = I.

Εικόνα 1.8.1.

Σειρά σύνδεση αγωγών.

Σύμφωνα με το νόμο του Ohm, οι τάσεις U1 και U2 στους αγωγούς είναι ίσες με U1 = IR1, U2 = IR2.

Η συνολική τάση U και στους δύο αγωγούς είναι ίση με το άθροισμα των τάσεων U1 και U2:

U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR,

όπου R είναι η ηλεκτρική αντίσταση ολόκληρου του κυκλώματος. Αυτό υπονοεί:

Σε μια σειριακή σύνδεση, η συνολική αντίσταση του κυκλώματος είναι ίση με το άθροισμα των αντιστάσεων των μεμονωμένων αγωγών.

Αυτό το αποτέλεσμα ισχύει για οποιονδήποτε αριθμό αγωγών συνδεδεμένων σε σειρά.

Με παράλληλη σύνδεση (Εικ. 1.8.2), οι τάσεις U1 και U2 και στους δύο αγωγούς είναι ίδιες: U1 = U2 = U.

Εικόνα 1.8.2.

Παράλληλη σύνδεση αγωγών.

Το άθροισμα των ρευμάτων I1 + I2 που διαρρέουν και τους δύο αγωγούς είναι ίσο με το ρεύμα σε ένα μη διακλαδισμένο κύκλωμα:

Αυτό το αποτέλεσμα προκύπτει από το γεγονός ότι τα φορτία δεν μπορούν να συσσωρευτούν σε σημεία διακλάδωσης ρεύματος (κόμβοι Α και Β) σε ένα κύκλωμα συνεχούς ρεύματος. Για παράδειγμα, το φορτίο IΔt ρέει στον κόμβο Α κατά τη διάρκεια του χρόνου Δt και το φορτίο I1Δt + I2Δt ρέει μακριά από τον κόμβο κατά τον ίδιο χρόνο. Ως εκ τούτου,

Γράψιμο με βάση το νόμο του Ohm:

όπου R είναι η ηλεκτρική αντίσταση ολόκληρου του κυκλώματος, παίρνουμε:

Κατά την παράλληλη σύνδεση αγωγών, το αντίστροφο της συνολικής αντίστασης του κυκλώματος είναι ίσο με το άθροισμα των αντίστροφων των αντιστάσεων των παράλληλα συνδεδεμένων αγωγών.

Αυτό το αποτέλεσμα ισχύει για οποιονδήποτε αριθμό αγωγών που συνδέονται παράλληλα.

Οι τύποι για σειριακή και παράλληλη σύνδεση αγωγών επιτρέπουν σε πολλές περιπτώσεις τον υπολογισμό της αντίστασης ενός πολύπλοκου κυκλώματος που αποτελείται από πολλές αντιστάσεις. Στο Σχ. Το 1.8.3 δείχνει ένα παράδειγμα τέτοιου σύνθετου κυκλώματος και υποδεικνύει την ακολουθία των υπολογισμών.

Εικόνα 1.8.3.

Υπολογισμός αντίστασης σύνθετου κυκλώματος. Οι αντιστάσεις όλων των αγωγών υποδεικνύονται σε ohms (Ohm)

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι δεν μπορούν να υπολογιστούν όλα τα πολύπλοκα κυκλώματα που αποτελούνται από αγωγούς με διαφορετικές αντιστάσεις χρησιμοποιώντας τύπους για σειριακές και παράλληλες συνδέσεις. Στο Σχ. Το 1.8.4 δείχνει ένα παράδειγμα ηλεκτρικού κυκλώματος που δεν μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας την παραπάνω μέθοδο.

Εικόνα 1.8.4.

Παράδειγμα ηλεκτρικού κυκλώματος που δεν ανάγεται σε συνδυασμό σειρών και παράλληλων αγωγών

Μάθημα Νο 36-169 Σύνδεση αγωγών. Ο νόμος του Ohm για ένα πλήρες κύκλωμα. Ηλεκτροκινητική δύναμη. D/z: 8,6; ρήτρα 8.7; ρήτρα 8.9

1. Σύνδεση αγωγών.

1.1 Σειρά - χημική ένωση, στο οποίο συνδέεται το άκρο του προηγούμενου αγωγούμε την αρχή του επόμενου.

Για σειριακή σύνδεση: Εγώ 1 = Εγώ 2 (αν το ρεύμα είναι σταθερό, τότε κατά τη διάρκεια του χρόνου t ρέουν ίσα φορτία σε οποιοδήποτε τμήμα του αγωγού)

U = U 1 + U 2 (το έργο των ηλεκτροστατικών δυνάμεων κατά τη μετακίνηση ενός φορτίου μονάδας μέσω των τμημάτων 1 και 2 είναι ίσο με το άθροισμα του έργου σε αυτά τα τμήματα).

Ισοδύναμος αγωγός (αντίσταση) είναι ένας αγωγός που αντικαθιστά μια ομάδα αγωγών (αντίσταση) χωρίς να αλλάζει τα ρεύματα και οι τάσεις στο τμήμα του υπό εξέταση κυκλώματος.

Σύμφωνα με το νόμο του Ohm: U = IR , εκείνοι. U 1 = IR 1; U 2 = IR 2;

IR=IR 1 +IR 2 = I(R1 +R2), δηλ. R= R 1 +R 2 ή αλλιώς R=

Ειδική περίπτωση: R = nR ,

Όταν συνδέεται σε σειρά, η ισοδύναμη αντίσταση του συνόλουκύκλωμα είναι ίσο με το άθροισμα των αντιστάσεων των επιμέρους τμημάτων του κυκλώματος.Αφού I 1 =I 2; Ι 1 = ; Ι 2 = ; τότε U 1 = I 1 R 1 και U 2 = I 2 R 2 επομένως, =
Όταν οι αγωγοί συνδέονται σε σειρά, η τάση που ενεργεί στους αγωγούς είναι ευθέως ανάλογη με την αντίστασή τους.

Μειονέκτημα: όταν ανοίγει το κύκλωμα ενός από τους συνδεδεμένους σε σειρά καταναλωτές, το ρεύμα εξαφανίζεται σε όλο το κύκλωμα (άβολο στην πράξη).

1.2 Παράλληλο - σύνδεση,στον οποίο οι αρχές των αγωγών συνδέονται σε έναν κόμβο και τα άκρα σε έναν άλλο.

U=U 1 =U 2 ; I= I 1 =I 2 Σύμφωνα με το νόμο του Ohm: I= Εγώ 1 =; Εγώ 2 =

, δηλ. = + = + ή =

; q =q 1 + q 2

Η αγωγιμότητα ολόκληρου του κλάδου (όλοι οι παράλληλα συνδεδεμένοι αγωγοί μαζί) είναι ίση με το άθροισμα των αγωγιμότητας των επιμέρους κλάδων (κάθε παράλληλα συνδεδεμένος αγωγός).

Ειδική περίπτωση: R 1 = R 2 =…=R n, τότε R =, όπου n είναι ο αριθμός των αγωγών με την ίδια αντίσταση.

Από τις σχέσεις U 1 =U 2 ; U 1 = ; U 2 = ακολουθεί ότι =- όταν οι αγωγοί συνδέονται παράλληλα, οι αντοχές του ρεύματος στους κλάδους είναι αντιστρόφως ανάλογες με τις αντιστάσεις τους.

Πλεονέκτημα: εάν η τάση μεταξύ των κόμβων παραμένει σταθερή, τότε τα ρεύματα στους κλάδους είναι ανεξάρτητα μεταξύ τους

2. Νόμος του Ohm για ένα πλήρες κύκλωμα

Η πλήρης αλυσίδα περιέχει:

- εξωτερική περιοχή -τρέχουσες συσκευές καταναλωτή, ρύθμισης, παρακολούθησης κ.λπ. με κοινή αντίσταση R

- εσωτερικός χώρος -πηγή ρεύματος με emf ε και με εσωτερική αντίσταση r (η αντίσταση που διαθέτει η πηγή ηλεκτρική ενέργεια, δεδομένου ότι είναι αγωγός, το ρεύμα παράγει θερμότητα σε αυτό).

Ας εξετάσουμε ένα κλειστό κύκλωμα που αποτελείται από ένα εξωτερικό τμήμα που έχει αντίσταση R και ένα εσωτερικό μέρος - μια πηγή ρεύματος της οποίας η αντίσταση r.

Σύμφωνα με το νόμο της διατήρησης της ενέργειας, το emf της πηγής ρεύματος είναι ίσο με το άθροισμα των πτώσεων τάσης

εξωτερικά και εσωτερικά τμήματα του κυκλώματος, καθώς όταν κινείται κατά μήκος ενός κλειστού κυκλώματος το φορτίο επιστρέφει στην αρχική του θέση - σε ένα σημείο με το ίδιο δυναμικό (δηλαδή φ A = φ B): ε = IR + Ir ,

Οπου IR και Ir - πτώση τάσηςστα εξωτερικά και εσωτερικά τμήματα της αλυσίδας. Εξ ου και ο νόμος του Ohm για το πλήρες κύκλωμα:

3.EMFΗ δράση των εξωτερικών δυνάμεων χαρακτηρίζεται από ένα φυσικό μέγεθος που ονομάζεται ηλεκτροκινητική δύναμη (EMF).

Η ηλεκτροκινητική δύναμη σε έναν κλειστό βρόχο είναι η αναλογία του έργου που γίνεται από τις εξωτερικές δυνάμεις όταν μετακινείται ένα φορτίο κατά μήκος του βρόχου προς το φορτίο: ε=

Εάν είναι σε μπαταρίαγραμμένο 1,5 V, τότε αυτό σημαίνειΤι εξωτερικές δυνάμεις (γειαμικρόφωνο σε αυτήν την περίπτωση)κάντε 1,5 J εργασία στο μετακινώντας ένα φορτίο 1 C απόένας πόλους μπαταρίαςσε άλλο. Συνεχές ρεύμα δεν μπορεί να υπάρχει σε ένα κάστρο μια σπασμένη αλυσίδα, αν δεν υπάρχει υποκρίνομαι εξωτερικές δυνάμεις δηλαδή δεν υπάρχει EMF.

Το EMF, όπως και η ισχύς του ρεύματος, είναι ένα αλγεβρικό μέγεθος. Εάν το EMF προωθεί την κίνηση θετικών φορτίων μέσα

στην επιλεγμένη κατεύθυνση, τότε θεωρείται θετικό (ε > 0). Εάν το EMF εμποδίζει την κίνηση των θετικών φορτίων προς την επιλεγμένη κατεύθυνση, τότε θεωρείται αρνητικό (ε

Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι αυτός ο τύπος μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο όταν το ρεύμα ρέει μέσα στην πηγή από τον αρνητικό πόλο στον θετικό και στο εξωτερικό κύκλωμα από το θετικό στο αρνητικό.

3. Σύνδεση πηγών ηλεκτρικής ενέργειας σε μπαταρία.

3.1. Σειριακή σύνδεση. Ο πόλος «+» της προηγούμενης πηγής συνδέεται με τον πόλο «-» της επόμενης. Ο νόμος του Ohm για ολόκληρο το κύκλωμα σε σειριακή σύνδεση. Ι =

3.2. Παράλληλη σύνδεση. Ο πόλος "+" συνδέεται σε ένα τερματικό,

και ο πόλος «-» πηγαίνει στον άλλο. Ο νόμος του Ohm για ολόκληρο το κύκλωμα παράλληλα

σύνδεση: Ι =

3.3 Μικτή σύνδεση. Ο νόμος του Ohm για ολόκληρο το κύκλωμα με μικτή σύνδεση:

εγώ =

Ερωτήσεις εξετάσεων

A. 1,2 Ohm B. 5,2 Ohm C. 5 Ohm

Αν R 1 =2 Ohm, R 2 =3 Ohm, R 3 =4 Ohm A. 1,2 Ohm B. 5,2 Ohm C. 5 Ohm

31. Ποιο φυσικό μέγεθος καθορίζεται από τον λόγο του έργου που κάνουν οι εξωτερικές δυνάμεις κατά τη μετακίνηση ενός φορτίου q σε ένα κλειστό ηλεκτρικό κύκλωμα προς την τιμή αυτού του φορτίου;

Α. Δύναμη ρεύματος. Β. Τάση. Β. Ηλεκτρική αντίσταση. Δ. Ηλεκτρική ειδική αντίσταση. Δ. Ηλεκτροκινητική δύναμη.

32.Ποιος από τους παρακάτω τύπους εκφράζει το νόμο του Ohm για ένα πλήρες κύκλωμα;

ΕΝΑ.Εγώ = ; ΣΙ.Εγώ =

; ΣΕ.IUΔt; ΣΟΛ.Π= UI; ΡΕ.ρ = ρ 0 (1+αt).

33. Μια πηγή ρεύματος με emf 18 V έχει εσωτερική αντίσταση 30 Ohms. Τι τιμή θα έχει το ρεύμα κατά τη σύνδεση μιας αντίστασης με ηλεκτρική αντίσταση 60 ohms σε αυτήν την πηγή;A. 0.6 A. B. 0.3 A. C. 0.2 A. D. 0.9 A.D. 0,4 Α.

Καθήκοντα

№

1. Γαλβανικό κύτταρομε EMF 5,0 V και εσωτερική αντίσταση 0,2 Ohm συνδέεται με αγωγό με αντίσταση 40,0 Ohm. Ποια είναι η τάση U; σε αυτόν τον αγωγό;

№ Δίκτυο 2 V με τάση 220 V, δύο ηλεκτρλαμπτήρες

αντίσταση 200 Ohm το καθένα. Προσδιορίστε το ρεύμα που διέρχεται από κάθε λάμπα.

№ 3 Βρείτε τη συνολική αντίσταση του τμήματος του κυκλώματος που φαίνεται στο σχήμα,

Αν R 1 = 20 Ohm, R 2 = R. 3 =R 4 =15 Ohm, R 5 =3 Ohm, R 6 =90 Ohm.

№ 4. Δίνονται τέσσερις αντιστάσεις των 60 ohms η καθεμία. Σχεδιάστε διαγράμματα σύνδεσης και για τις τέσσερις αντιστάσεις έτσι ώστε η συνολική αντίσταση να είναι ίση με: 15, 45, 60, 80, 150 και 240 Ohm αντίστοιχα. Δίπλα σε κάθε διάγραμμα γράψτε έναν υπολογισμό της συνολικής αντίστασης.

№ 5. Το emf της πηγής ηλεκτρικής ενέργειας είναι 100 V. Με εξωτερική αντίσταση 49 Ohms, το ρεύμα στο κύκλωμα

2 Α. Βρείτε την πτώση τάσης στο εσωτερικό της πηγής και την εσωτερική αντίστασή της.

№ 6. Η διαφορά δυναμικού στους ακροδέκτες μιας ανοιχτής πηγής ρεύματος είναι 4 V. Προσδιορίστε την εσωτερική αντίσταση της πηγής ρεύματος εάν, με αντίσταση εξωτερικός χώροςΤο ρεύμα κυκλώματος 4 Ohm είναι 0,8 A.

№ 7. Μια πηγή ρεύματος με emf 220 V και εσωτερική αντίσταση 2 Ohms κλείνεται από έναν αγωγό με αντίσταση 108 Ohms. Προσδιορίστε την πτώση τάσης μέσα στην πηγή ρεύματος.

№ 8. Προσδιορίστε το EMF και την εσωτερική αντίσταση της πηγής ρεύματος εάν, με εξωτερική αντίσταση 3,9 Ohms, το ρεύμα στο κύκλωμα είναι 0,5 A και με εξωτερική αντίσταση 1,9 Ohm, το ρεύμα είναι 1 A.

№ 9. Προσδιορίστε την ισχύ του ρεύματος κατά τη διάρκεια βραχυκυκλώματος μπαταρίας με emf 12 V, εάν όταν βραχυκυκλώνεται σε εξωτερική αντίσταση 4 Ohm, η ισχύς ρεύματος στο κύκλωμα είναι 2 A. Γιατί κατά τη διάρκεια βραχυκυκλώματος η τάση πτώση στο εξωτερικό τμήμα του κυκλώματος είναι κοντά στο μηδέν, αν και σε αυτή την περίπτωση στο κύκλωμα έχει το μεγαλύτερο ρεύμα;

№ 10. Το emf της πηγής ρεύματος είναι 220 V, η εσωτερική αντίσταση είναι 1,5 Ohms. Ποια αντίσταση πρέπει να ληφθεί στο εξωτερικό τμήμα του κυκλώματος ώστε η ισχύς του ρεύματος να είναι 4 Α;