|
|
|
Электрические цепи, с которыми приходится иметь дело
на практике, обычно состоят не из одного приемника электрического тока, а из
нескольких различных, которые могут быть соединены между собой по-разному. Зная
сопротивление каждого и способ их соединения, можно рассчитать общее
сопротивление цепи.
На рисунке изображена цепь
последовательного соединения двух электрических ламп, а на втором рисунке -
схема такого соединения. Если выключить одну лампу, то цепь разомкнется и другая
лампа погаснет.
Последовательное соединение находит широкое
применение в технике. Например, электрический звонок включается последовательно
с кнопкой, поэтому звонок звенит только тогда, когда кнопка нажата, т. е. цепь
замкнута. Электрический выключатель включается последовательно с тем прибором,
который он должен включать и выключать: лампочкой, электромотором и т. д.
Лампочки в елочной гирлянде включаются также
последовательно.
Изучим свойства цепи с
последовательным соединением приборов и устройств. Мы уже знаем, что при
последовательном соединении сила тока в любых частях цепи одна и та же, т.
е.
I=I1=I2
А чему
равно сопротивление последовательно соединенных проводников? Соединяя проводники
последовательно, мы как бы увеличиваем длину проводника. Поэтому сопротивление
цепи становится больше сопротивления одного проводника. Общее сопротивление цепи
при последовательном соединении равно сумме сопротивлений отдельных проводников
(или отдельных участков цепи): R=R1+R2 Напряжение на концах отдельных участков
цепи рассчитывается на основе закона
Ома:
U1=I·R1, U2=I·R2. Отсюда видно, что
напряжение будет большим на проводнике с наибольшим сопротивлением, так как сила
тока везде одинакова. Полное напряжение в цепи при последовательном соединении,
или напряжение на полюсах источника тока, равно сумме напряжений на отдельных
участках цепи: U=U1+U2. Это равенство вытекает из закона сохранения
энергии. Ведь электрическое напряжение на участке цепи измеряется работой
электрического тока, совершающейся при прохождении по этому участку цепи
электрического заряда в 1 Кл. Эта работа совершается за счет энергии
электрического поля, и энергия, израсходованная на всем участке цепи, равна
сумме энергий, которые расходуются на отдельных проводниках, составляющих
участок этой цепи. Все приведенные закономерности справедливы для любого числа
последовательно соединенных проводников.
