Параллельное соединение проводников.

Другой способ соединения проводников, применяемый в практике, называется параллельным соединением. На рисунке 79, а изображено параллельное соединение двух электрических ламп, а на рисунке 79, б — схема этого соединения. Обратите внимание на важные особенности такого соединения.







При параллельном соединении все входящие в него проводники одним своим концом присоединяются к одной точке цепи А, а вторым концом к другой точке В (см. рис. 79, б). Поэтому напряжение на участке цепи АВ и на концах всех параллельно соединённых проводников одно и то же:

U = U1 = U2.

Очень удобно поэтому применять параллельное соединение потребителей в быту и в технике, так как все потребители в этом случае изготавливаются в расчёте на одинаковое напряжение. Кроме того, при выключении одного потребителя другие продолжают действовать, ток в них не прерывается, так как цепь остаётся замкнутой.

При параллельном соединении ток в точке В (см. рис. 79, б) разветвляется на два тока I1 и I2, сходящиеся вновь в точке А, подобно тому как изображённый на рисунке 80 поток воды в реке распределяется по двум каналам, сходящимся затем вновь.

Поэтому сила тока в неразветвлённой части цепи равна сумме сил токов в отдельных параллельно соединённых проводниках:

I = I1 + I2

При параллельном соединении как бы увеличивается площадь поперечного сечения проводника. Поэтому общее сопротивление цепи уменьшается и становится меньше сопротивления каждого из проводников, входящих в цепь. Так, например, сопротивление цепи R, состоящей из двух одинаковых ламп, сопротивлением R1 каждая, в два раза меньше сопротивления одной лампы: R = R1/2

Общее сопротивление цепи при параллельном соединении проводников определяется по формуле:

В одну и ту же электрическую цепь параллельно могут быть включены самые различные потребители электрической энергии. На рисунке 81 показано параллельное включение электрических ламп, нагревательных приборов и электродвигателя. Такая схема соединения потребителей тока используется, например, в жилых помещениях; в точках а и б провода осветительной сети вводятся в квартиру.

Потребители, параллельно включаемые в данную сеть, должны быть рассчитаны на одно и то же напряжение, равное напряжению в сети.

Напряжение в сети, используемое у нас для освещения и в бытовых приборах, равно 220 В. Поэтому электрические лампы и различные бытовые электроприборы изготовляют на 220 В.

В практике часто применяется смешанное (последовательное и параллельное) соединение проводников.

Зная сопротивления проводников, соединённых параллельно, и напряжение на этом участке цепи, можно определить многие другие электрические величины этой цепи. Для этого нужно использовать формулы: U = U1 = U2 и I  = I1 + I2, а также закон Ома для участка цепи.

Пример. В осветительную сеть комнаты включены две электрические лампы, сопротивления которых 200 и 300 Ом. Напряжение в сети 120 В. Определить силу тока в каждой лампе, силу тока в подводящих проводах (т. е. силу тока до разветвления), общее сопротивление участка, состоящего из двух ламп.

Запишем условие задачи и решим её.

Решив задачу, мы убедились, что общее сопротивление участка цепи R = 120 Ом, состоящего из двух параллельно соединённых проводников сопротивлением Rx = 200 Ом и R2 = = 300 Ом, меньше сопротивления каждого проводника.

Домашнее задание:
I. Учить § 49.
II. Ответить на вопросы:
1. Какое соединение проводников называют параллельным? Изобразите его на схеме.
2. Какая из электрических величин одинакова для всех проводников, соединённых параллельно?
3. Как выражается сила тока в цепи до её разветвления через силы токов в отдельных ветвях разветвления?
4. Как изменяется общее сопротивление разветвления после увеличения числа проводников в разветвлении?
5. Какое соединение проводников применяется в жилых помещениях?
6. Какие напряжения используются для бытовых нужд?
III. Решить упражнение 33.
1. Два проводника сопротивлением 10 и 15 0м соединены параллельно и подключены к напряжению 12 В. Определите силу тока в каждом проводнике и силу тока до разветвления.
2. Почему бытовые приборы в помещении необходимо соединять параллельно?
3. Три потребителя сопротивлением 20, 40, 24 Ом соединены параллельно. Напряжение на концах этого участка цепи 24 В. Определите силу тока в каждом потребителе, общую силу тока в участке цепи и сопротивление участка цепи.
4. Два проводника имеют сопротивления 5 Ом и 500 Ом. Почему при последовательном соединении этих проводников их общее сопротивление будет больше 500 Ом, а при параллельном соединении меньше 5 Ом?
5. На рисунке 82 изображена схема смешанного соединения проводников, сопротивления которых: R1 = 4 Ом, R2 = 6 Ом, R3 = 12 Ом, R4 = 2 Ом. Амперметр показывает силу тока 1 А. Определите напряжение между точками B и С и силу тока в каждом проводнике.