2020-08-05
176ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ И ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЯ РЕЗИСТОРОВ
Общие сведения
1. Если резисторы или любые другие нагрузки соединены последовательно (рис.1), по ним проходит один и тот же ток. Величина тока определяется приложенным напряжением U и суммарным сопротивлением 
:
, где 
.
Рис.1
На каждый отдельный резистор при этом приходится некоторое частичное напряжение. Сумма частичных напряжений в соответствии со вторым законом Кирхгофа равна полному приложенному напряжению: 
2. Если резисторы или любые другие нагрузки соединены параллельно (рис.2), все они находятся под одинаковым напряжением:
Рис.2.
В каждой ветви цепи протекает свой ток. Сумма токов всех ветвей в соответствии с первым законом Кирхгофа равна полному току: I = I1 + I2 +I3.
Величина тока ветви зависит от приложенного напряжения и сопротивления данной ветви: 
; 
; 
Ток в неразветвленной части цепи зависит от приложенного напряжения и эквивалентного сопротивления цепи: 
.
|
|
|
Для вычисления эквивалентного сопротивления цепи служит формула:
.
Экспериментальная часть
Задание 1.
Измеряя токи и напряжения, убедитесь, что ток одинаков в любой точке последовательной цепи и что сумма частичных напряжений равна напряжению, приложенному ко всей цепи.
Порядок выполнения эксперимента
Рис.2.
Соберите цепь согласно схеме (рис. 2), вставив перемычки между точками А-В, С-В, Е-F и G-Н Поочередно удаляя перемычки и включая на их место амперметр (мультиметр), измерьте токи вдоль всей последовательной цепи.
Затем измерьте частичные напряжения (падения напряжения) между точками В -С, В - Е, Г - С, а также полное напряжение цепи между точками В - С. Все измеренные величины занесите в табл. 1.
Рассчитайте сопротивления всех участков цепи и полное сопротивление цепи по закону Ома R = U /I и занесите результаты в табл. 2:
Таблица 1
| Ток, мA | Падение напряжения, В | Падение напряжения, В | |||||
| Точки цепи | Точки цепи | Точки цепи | |||||
| A-B | C-D | E-F | H-G | B-C | D-E | F-G | B-G |
Рассчитайте сопротивления всех участков цепи и полное сопротивление цепи по закону Ома R = U/I и занесите результаты в табл.2.
Таблица 2
| R1=UBC/I, Ом | R2 =U DE /I, Ом | R3=UFG/I, Ом | Rполн= UBG/I, Ом |
Проверьте выражение: Rполн. = R1+R2+R3: Rполн. = Ом
Задание 2.
Измеряя напряжения и токи, убедитесь, что напряжение, прикладываемое к каждому резистору, одинаково и что сумма токов ветвей равна полному току цепи.
Порядок выполнения эксперимента
Соберите цепь согласно схеме (рис. 2), вставив перемычки между точками А - В, С-D, Е - F, С-Н и L-К. Подайте постоянное напряжение 10 В на вход цепи
|
|
|
Рис. 2
Поочередно удаляя перемычки и включая мультиметр в разрывы между точками А-В, С-D, Е-F, С-Н и L-К, измерьте токи (I1, I2, I3, SI) в соответствующих ветвях.
Измерьте напряжения на резисторах R1, R2 и R3 (между точками D-К, F-К, Н-К).
Занесите измеренные величины в табл. 3.
Таблица 3
| Напряжения, В | Токи ветвей, мA | Полный ток цепи, мA | |||||
| Точки измерения | Точки измерения | Точки измерения | |||||
| D-K (UR1) | F-K (UR2) | H-K (UR3) | C-D (I 1) | E-F (I 2) | G-H (I 3) | A-B (S I) | L-K (S I) |
Рассчитайте сопротивления всех участков цепи и полное сопротивление цепи по закону Ома и занесите результаты в таблицу 4.
Таблица 4
| R1= U/ I 1, Ом | R2= U/I2, Ом | R3== U/I3, Ω | Rполн= U/S I ., Ом |
Проверьте выражение: 
, то есть 
Ом.
Контрольные вопросы
1. Какие соединения называются последовательными?
2. Опишите порядок выполнения работы.
3. Каковы падения напряжения по отношению к сопротивлениям соответствующих резисторов?
4. Какие соединения называются параллельными?
5. Опишите порядок выполнения работы.
6. Каково полное сопротивление цепи с параллельным соединением резисторов?
7.Каковы токи ветвей по отношению к сопротивлениям этих ветвей?
