Параллельное соединение проводников

1.

ФИЗИКА 8 КЛАСС
Параллельное
соединение проводников
Подготовила: Соболь Яна, ученица 11 «А» класса
МБОУ СОШ 5 г. Солнечногорск

2.

Что такое параллельное соединение?
Определение
Параллельное соединение — способ соединения проводников, при
котором начала всех проводников соединены в одной точке , а концы —
в другой .
Примеры из жизни
Лампочки в квартире — каждая работает независимо
Бытовые приборы в розетках
Гирлянда — если одна лампа перегорит, остальные горят
Ключевой признак: Ток разветвляется и течёт по нескольким путям
Схематическое изображение

3.

Схема параллельного соединения
Электрическая схема
Особенности схемы
1
Все резисторы подключены к одним и тем же точкам
цепи
2
Ток разветвляется между параллельными ветвями
3
Каждый проводник под одним напряжением
4
При выходе из строя одного остальные работают
Практический вывод
Именно поэтому в квартире все розетки подключены
Общий ток
Ток через R₁
Ток через R₂
I
I₁
I₂
параллельно — чтобы можно было включать и выключать
приборы независимо!

4.

Напряжение при параллельном соединении
Первый закон
Визуализация закона
Напряжение на всех параллельно соединённых проводниках
одинаково и равно напряжению на всём участке цепи.
U = U₁ = U₂ = U₃
Почему это так?
В параллельном соединении начала всех проводников подключены к одной
точке, а концы — к другой. Разность потенциалов между этими точками
одинакова для всех проводников.
Пример: Все лампы в квартире получают одно и то же напряжение 220 В

5.

Сила тока при параллельном соединении
Разветвление тока
Второй закон
Сила тока в неразветвлённой части цепи равна сумме сил тока в отдельных
параллельных проводниках.
I = I₁ + I₂ + I₃
Почему токи складываются?
При параллельном соединении ток разветвляется на несколько путей. Общее количество
электрического заряда, проходящего через всю цепь в единицу времени, равно сумме
зарядов, проходящих через каждый проводник отдельно.
Пример расчёта
Если I₁ = 2 А, I₂ = 3 А, I₃ = 5 А
I = 2 + 3 + 5 = 10 А

6.

Сопротивление при параллельном соединении
Два частных случая
Третий закон
1. Два проводника
Обратная величина полного сопротивления равна сумме обратных
R = (R₁ × R₂) / (R₁ + R₂)
величин сопротивлений отдельных проводников.
1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃
2. n одинаковых проводников
R = R₁ / n
Сопротивление уменьшается в n раз
Важный вывод
Полное сопротивление при параллельном соединении всегда меньше
наименьшего из сопротивлений!
Это происходит потому, что при параллельном соединении увеличивается общая
площадь поперечного сечения проводника.
Пример
R₁ = 6 Ом, R₂ = 3 Ом
1/R = 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6 = 1/2
R = 2 Ом < 3 Ом ✓

7.

Основные формулы
Напряжение
Сила тока
U = U₁ = U₂
Сопротивление
I = I₁ + I₂
Напряжение на всех параллельных проводниках
1/R = 1/R₁ + 1/R₂
Полное сопротивление меньше каждого из них
Общий ток равен сумме токов в ветвях
одинаково
Сводная таблица обозначений
U
Напряжение
вольты (В)
I
Сила тока
амперы (А)
R
Сопротивление
омы (Ом)
Закон Ома для участка цепи: I = U/R | U = I×R | R = U/I
R₁,₂
Сопротивления ветвей
отдельных проводников

8.

Пример решения задачи
Условие задачи
Два резистора сопротивлением R₁ = 4 Ом и R₂ = 12 Ом соединены
Решение
Шаг 1: Полное сопротивление
параллельно и подключены к источнику напряжения U = 12 В. Найдите
1/R = 1/R₁ + 1/R₂
полное сопротивление цепи, силу тока в каждом резисторе и общую силу
1/R = 1/4 + 1/12 = 3/12 + 1/12 = 4/12 = 1/3
тока.
R = 3 Ом
Шаг 2: Токи в резисторах
План решения
I₁ = U/R₁ = 12/4 = 3 А
I₂ = U/R₂ = 12/12 = 1 А
1
Найти полное сопротивление R
2
Найти токи I₁ и I₂ по закону Ома
Шаг 3: Общий ток
I = I₁ + I₂ = 3 + 1
3
Найти общий ток I
I=4А
Проверка: I = U/R = 12/3 = 4 А ✓

9.

Сравнение типов соединения
Параметр
Последовательное
Параллельное
R₁
R₁
R₂
R₂
I = I₁ = I₂
Одинаков
I = I₁ + I₂
Складывается
Напряжение
U = U₁ + U₂
Складывается
U = U₁ = U₂
Одинаково
Сопротивление
R = R₁ + R₂
Увеличивается
1/R = 1/R₁ + 1/R₂
Уменьшается
Все элементы зависят друг от друга
Элементы независимы
Схема
Ток
Зависимость

10.

Применение параллельного соединения
Домашняя электропроводка
Гирлянды
В современных гирляндах лампочки соединены параллельно, чтобы при
перегорании одной остальные продолжали гореть.
Бытовые приборы
Телевизор, холодильник, стиральная машина — все работают от одного
напряжения
Компьютер и монитор можно включать и выключать отдельно
Кухонные приборы (чайник, микроволновка, тостер) независимы
Все розетки подключены параллельно
Каждая лампа работает независимо
Напряжение 220 В в каждой точке
Важно: Автоматы защиты также подключены параллельно

11.

Преимущества и недостатки
Недостатки
Преимущества
1
Независимость работы
Сложность расчётов
1
Формулы сложнее, чем при последовательном соединении
Выход из строя одного элемента не влияет на работу остальных
2
2
Увеличение тока
Общий ток больше, требуются провода большего сечения
Постоянное напряжение
Все приборы получают одно и то же номинальное напряжение
3
Сложность диагностики
При коротком замыкании сложнее найти неисправность
3
Отдельное управление
Каждый прибор можно включать и выключать независимо
Итог
Преимущества значительно перевешивают недостатки, поэтому параллельное
соединение используется в домашней электропроводке.

12.

ВЫВОДЫ
Что мы узнали?
Напряжение
Сила тока
одинаково
сумме токов
I = I₁ + I₂
Сопротивление
уменьшается
1/R = 1/R₁ + 1/R₂
U = U₁ = U₂
Параллельное соединение — основа домашней электропроводки, позволяющая использовать бытовые приборы независимо друг
от друга