Частина I НАВЧАЛЬНИЙ ДОВІДНИК — З ПРИКЛАДАМИ ТА ЗАВДАННЯМИ

ЕЛЕКТРОДИНАМІКА

2. ЗАКОНИ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ

2.3. ПОСЛІДОВНЕ І ПАРАЛЕЛЬНЕ З'ЄДНАННЯ ПРОВІДНИКІВ

2.3.1. ПОСЛІДОВНЕ З'ЄДНАННЯ ПРОВІДНИКІВ

З'єднання провідників називають послідовним, якщо ділянка кола не містить розгалужень (рис. 2.4).

Рис. 2.4

Закони послідовного з'єднання провідників

♦ Сила струму в кожному із послідовно з'єднаних провідників однакова і дорівнює силі струму в ділянці кола:

I = I₁ = I₂ =...= I_n.

♦ Загальна напруга на ділянці дорівнює сумі напруг на окремих провідниках:

U = U₁ + U₂+... + U_n.

♦ Загальний опір ділянки дорівнює сумі опорів провідників:

R = R₁ + R₂ +... + R_n.

♦ Якщо маемо п однакових резисторів опором R' кожен, то R = nR'.

♦ У разі послідовного з'єднання двох провідників напруга на кожному провіднику прямо пропорційна його опору.

= .

2.3.2. ПАРАЛЕЛЬНЕ З'ЄДНАННЯ ПРОВІДНИКІВ

З'єднання провідників називають паралельним, якщо для проходження струму в ділянці кола є декілька шляхів і всі ці шляхи мають дві спільні точки — вузли (рис. 2.5). Характерною ознакою кола із паралельним з'єднанням провідників є наявність розгалужень.

Рис. 2.5

Закони паралельного з'єднання провідників

♦ Напруга на кожному з паралельно з'єднаних провідників однакова і дорівнює напрузі на ділянці:

U = U₁ = U₂ =... = U_n.

♦ Загальна сила струму в ділянці дорівнює сумі сил струмів в кожному із провідників:

І = І₁ + І₂+... + І_n.

♦ Загальний опір ділянки обчислюється за формулою:

= + + … + .

♦ Якщо маємо n однакових резисторів опором R' кожен, то R = .

♦ У разі паралельного з'єднання двох провідників сила струму в кожному провіднику обернено пропорційна його опору:

= .

2.3.3. РЕОСТАТ. ПОТЕЦІОМЕТР

Реостат - це пристрій зі змінним опором, призначений для регулювання сили струму в ділянці електричного кола.

♦ Будова повзункового реостата (рис. 2.6,а). На керамічний циліндр 1 намотано обмотку (ізольований металевий дріт) 2. Над обмоткою закріплено металевий стрижень 3, по якому може вільно рухатися повзунок 4, що контактує з металом в містах дотику. Дві клеми: клема 1 з'єднана зі стрижнем, клема 2 з'єднана з обмоткою.

♦ Принцип дії. Пересуваючи повзунок уздовж обмотки, змінюють довжину ділянки, в якій проходить струм. Унаслідок цього опір кола плавно змінюється, а це згідно із законом Ома приводить до плавної зміни сили струму. Наприклад, якщо повзунок реостата, зображеного на схемі (рис. 2.6. б), пересувати вліво, то довжина ділянки, в якій проходить струм, буде зменшуватися, а отже, зменшуватиметься й її опір, внаслідок чого сила струму в колі збільшиться і лампа світитиме яскравіше.

Рис. 2.6

Потенціометр — це пристрій зі змінним опором, призначений для регулювання напруги на ділянці електричного кола.

♦ Будова. Потенціометром може слугувати повзунковий реостат із трьома клемами: одна клема приєднана до повзунка, а дві клеми — до кінців обмотки.

♦ Принцип дії (рис. 2.7). До клем обмотки А і D подається напруга від джерела струму (вхідна напруга U ) Клеми В і D з'єднані зі споживачем, напругу на якому слід регулювати (вихідна напруга U₁,). Пересуваючи повзунок реостата праворуч, змінюємо опір R₁ ділянки BD від R (опір ділянки AD — опір реостата) до нуля. Це приводить до зменшення вихідної напруги від U до нуля: І = = U₁ = .

Рис. 2.7