Физикада параллель және тізбектей қосылу тақырыбы оқытылады және ол тек өткізгіштер ғана емес, конденсаторлар да болуы мүмкін. Мұнда олардың әрқайсысының диаграммада қалай көрінетіні туралы шатастырмау маңызды. Содан кейін ғана нақты формулаларды қолданыңыз. Айтпақшы, оларды жатқа есте сақтау керек.
Осы екі қосылысты қалай ажыратуға болады?
Сызбаға мұқият қараңыз. Егер сымдар жол ретінде ұсынылса, онда ондағы машиналар резисторлардың рөлін атқарады. Айыры жоқ түзу жолда көліктер бірінен соң бірі тізбектеліп жүреді. Өткізгіштердің тізбектей қосылуы да бірдей көрінеді. Бұл жағдайда жолдың шектеусіз саны болуы мүмкін, бірақ бір қиылыс емес. Жол (сымдар) қалай қозғалса да, машиналар (резисторлар) әрқашан бірінен соң бірі, бір тізбекте орналасады.
Егер параллель қосылым қарастырылса, бұл мүлдем басқа мәселе. Содан кейін резисторларды басында спортшылармен салыстыруға болады. Оларәрқайсысы өз жолында тұрады, бірақ олардың қозғалыс бағыты бірдей, ал мәре сызығы бір жерде. Сол сияқты, резисторлар - олардың әрқайсысының өз сымы бар, бірақ олардың барлығы белгілі бір уақытта қосылған.
Ағымдағы күш формулалары
Ол үнемі «Электр энергиясы» тақырыбында талқыланады. Параллель және тізбекті қосылыстар резисторлардағы ток шамасына әртүрлі жолдармен әсер етеді. Олар үшін есте сақтауға болатын формулалар шығарылады. Бірақ оларға салынған мағынаны есте сақтау жеткілікті.
Демек, өткізгіштердің тізбектей қосылуындағы ток әрқашан бірдей болады. Яғни, олардың әрқайсысында ток күшінің мәні әртүрлі емес. Егер сіз сымды құбырмен салыстырсаңыз, аналогия жасай аласыз. Онда су әрқашан бірдей ағады. Ал оның жолындағы барлық кедергілер бір күшпен жойылады. Токпен бірдей. Сондықтан резисторлардың тізбектей жалғануы бар тізбектегі жалпы токтың формуласы келесідей болады:
I gen=I 1=Мен 2
Мұнда I әрпі ток күшін білдіреді. Бұл әдеттегі белгі, сондықтан оны есте сақтау керек.
Параллель қосылымдағы ток енді тұрақты мән болмайды. Құбырға ұқсас ұқсастықпен, егер магистральдық құбырда тармақ болса, су екі ағынға бөлінеді. Дәл осындай құбылыс токпен, оның жолында сымдардың тармақталуы пайда болған кезде байқалады. Өткізгіштер параллель қосылған кездегі жалпы ток күші формуласы:
I gen=I 1 + I 2
Егер тармақталу сымдардан тұратын болсаекіден көп болса, жоғарыдағы формулада бірдей санмен көбірек терминдер болады.
Стресс формулалары
Өткізгіштер тізбектей жалғанған тізбекті қарастырғанда, бүкіл секциядағы кернеу әрбір нақты резистордағы осы мәндердің қосындысымен анықталады. Бұл жағдайды плиталармен салыстыруға болады. Бір адамға олардың біреуін ұстау оңай болады, екіншісін де жақын жерде алады, бірақ қиындықпен. Бір адам енді бір-бірінің қасында үш табақты ұстай алмайды, екіншісінің көмегі қажет болады. Тағыда басқа. Адамдардың күш-жігері қосылды.
Өткізгіштердің тізбектей жалғануы бар тізбек бөлігінің жалпы кернеуінің формуласы келесідей:
U gen=U 1 + U 2, мұнда U – қабылданған белгі электр кернеуі үшін.
Резисторлардың параллель қосылуы қарастырылса, басқа жағдай туындайды. Пластиналар бір-бірінің үстіне қойылғанда, оларды бір адам ұстай алады. Сондықтан ештеңе қосудың қажеті жоқ. Дәл осындай ұқсастық өткізгіштер параллель қосылғанда байқалады. Олардың әрқайсысындағы кернеу бірдей және олардың барлығында бірден болатын кернеуге тең. Жалпы кернеу формуласы:
U gen=U 1=U 2
Электрлік кедергі формулалары
Енді оларды жаттай алмайсыз, бірақ Ом заңының формуласын біліп, одан қалағанын шығарыңыз. Бұл заңнан шығатыныкернеу ток пен кедергінің көбейтіндісіне тең. Яғни, U=IR, мұндағы R - кедергі.
Онда жұмыс істеу керек формула өткізгіштердің қалай қосылғанына байланысты:
- қатар бойынша, сондықтан кернеу үшін теңдік қажет - IgenRtotal=I1R1 + I2R2;
- параллельде ток күші формуласын қолдану қажет - Uжалпы / Rбарлығы=U 1/ R1 + U2 / R2 .
Одан кейін қарапайым түрлендірулер жүреді, олар бірінші теңдікте барлық токтар бірдей мәнге ие, ал екіншісінде кернеулер тең болады. Сондықтан оларды қысқартуға болады. Яғни, келесі өрнектер алынады:
- R gen=R 1 + R 2 (өткізгіштерді тізбектей қосу үшін)
- 1 / R gen=1 / R 1 + 1 / R 2(параллель қосылғанда).
Желіге қосылған резисторлар саны артқанда, бұл өрнектердегі терминдер саны өзгереді.
Өткізгіштердің параллель және тізбектей қосылуы жалпы кедергіге басқаша әсер ететінін атап өткен жөн. Олардың біріншісі тізбек бөлігінің кедергісін азайтады. Оның үстіне, ол қолданылатын резисторлардың ең кішісіне қарағанда аз болып шықты. Тізбектей жалғанған кезде бәрі қисынды: мәндер қосылады, сондықтан жалпы сан әрқашан ең үлкен болады.
Жұмыс ағымы
Алдыңғы үш шама тізбектегі өткізгіштердің параллель қосылу және тізбектей орналасу заңдарын құрайды. Сондықтан оларды білу өте қажет. Жұмыс пен қуат туралы сіз тек негізгі формуланы есте сақтауыңыз керек. Ол былай жазылады: A \u003d IUt, мұндағы A – токтың жұмысы, t – оның өткізгіш арқылы өту уақыты.
Тізбекті қосылыммен жалпы жұмысты анықтау үшін бастапқы өрнектегі кернеуді ауыстыру қажет. Сіз мына теңдікке ие боласыз: A \u003d I(U 1 + U 2)t, жақшаларды аша отырып, Бүкіл бөлім бойынша жұмыс олардың әрбір нақты ағымдағы тұтынушыдағы сомасына тең.
Параллель қосылу схемасы қарастырылса, пайымдау дәл осылай жалғасады. Тек ток күшін ауыстыру керек. Бірақ нәтиже бірдей болады: A=A 1 + A 2.
Ағымдағы қуат
Тізбек бөлігінің қуатының формуласын («P» белгісі) шығарған кезде, тағы бір формуланы пайдалану керек: P \u003d UI. Осындай пайымдаудан кейін параллель және тізбекті қосылымдар болатыны белгілі болды. қуат үшін мынадай формуламен сипатталған: P \u003d P1 + P 2.
Яғни, схемалар қалай құрастырылғанына қарамастан, жалпы қуат жұмысқа қатысқандардың қосындысы болады. Бұл көптеген қуатты құрылғыларды бір уақытта пәтер желісіне қосу мүмкін еместігін түсіндіреді. Ол жүкті көтере алмайды.
Өткізгіштердің қосылуы жаңа жылдық гирлянданы жөндеуге қалай әсер етеді?
Шамдардың бірі жанып кеткеннен кейін олардың қалай қосылғаны бірден белгілі болады. Сағатсериялық қосылым, олардың ешқайсысы жанбайды. Бұл жарамсыз болып қалған шамның тізбекте үзіліс жасайтындығына байланысты. Сондықтан, қайсысының өртеніп кеткенін анықтау үшін бәрін тексеріп, оны ауыстырыңыз - және гирлянда жұмыс істей бастайды.
Егер ол параллель қосылымды пайдаланса, шамдардың бірі істен шыққан кезде ол жұмысын тоқтатпайды. Өйткені, тізбек толығымен үзілмейді, тек бір параллель бөлік болады. Мұндай гирлянданы жөндеу үшін схеманың барлық элементтерін тексеру қажет емес, тек жарқырамайтындарын ғана тексеру керек.
Резисторлардың орнына конденсаторлар қосылса, тізбекте не болады?
Оларды тізбектей қосқанда келесі жағдай байқалады: қуат көзінің плюстарынан зарядтар тек экстремалды конденсаторлардың сыртқы тақталарына келеді. Олардың арасындағылар бұл зарядты тізбек бойымен өткізеді. Бұл барлық пластиналарда бірдей зарядтардың пайда болуын түсіндіреді, бірақ әртүрлі белгілермен. Сондықтан тізбектей қосылған әрбір конденсатордың электр зарядын былай жазуға болады:
q ген =q 1=q 2.
Әрбір конденсатордағы кернеуді анықтау үшін мына формуланы білу қажет: U=q / C. Онда C - конденсатордың сыйымдылығы.
Толық кернеу резисторлар сияқты бірдей заңға бағынады. Сондықтан сыйымдылық формуласындағы кернеуді қосындымен ауыстырсақ, құрылғылардың жалпы сыйымдылығын мына формула арқылы есептеу керек екенін аламыз:
C=q / (U 1 + U2).
Бөлшектерді аударып, кернеу мен зарядтың қатынасын сыйымдылыққа ауыстыру арқылы бұл формуланы жеңілдетуге болады. Мынадай теңдік шығады: 1 / С=1 / С 1 + 1 / С 2.
Конденсаторлар параллель қосылғанда жағдай басқаша көрінеді. Содан кейін жалпы заряд барлық құрылғылардың пластиналарында жинақталған барлық зарядтардың қосындысымен анықталады. Ал кернеудің мәні әлі де жалпы заңдарға сәйкес анықталады. Демек, параллель қосылған конденсаторлардың жалпы сыйымдылығының формуласы:
С=(q 1 + q 2) / U.
Яғни, бұл мән қосылымда пайдаланылатын құрылғылардың әрқайсысының қосындысы ретінде қарастырылады:
S=S 1 + S 2.
Өткізгіштердің ерікті қосылуының толық кедергісі қалай анықталады?
Яғни, кезекті бөлімдер параллельділерді ауыстыратын бөлім және керісінше. Олар үшін сипатталған барлық заңдар әлі де күшінде. Тек оларды кезең-кезеңімен қолдану қажет.
Біріншіден, бұл схеманы ойша кеңейту керек. Егер оны елестету қиын болса, онда не болатынын сурет салу керек. Егер нақты мысалмен қарастырсақ, түсініктеме түсінікті болады (суретті қараңыз).
Сызуды B және C нүктелерінен бастау ыңғайлы. Оларды бір-бірінен және парақтың шеттерінен біршама қашықтықта орналастыру керек. Сол жақта бір сым В нүктесіне жақындайды, ал екеуі қазірдің өзінде оңға бағытталған. В нүктесінің сол жағында екі тармақ және одан кейін бір сым бар.
Енді олардың арасындағы бос орынды толтыру керекнүктелер. Үстіңгі сымның бойымен коэффициенттері 2, 3 және 4 болатын үш резисторды қою керек, ал индексі 5 болатын төменнен шығады. Алғашқы үшеуі тізбектей жалғанған. Бесінші резистормен олар параллель.
Қалған екі резистор (бірінші және алтыншы) BV-нің қарастырылған бөлімімен тізбектей қосылған. Сондықтан сызбаны жай ғана таңдалған нүктелердің екі жағында екі тіктөртбұрышпен толықтыруға болады. Қарсылықты есептеу үшін формулаларды қолдану қалады:
- бірінші сериялық қосылым үшін берілген;
- содан кейін параллель үшін;
- және қайтадан қатарынан.
Осылайша кез келген, тіпті өте күрделі схеманы қолдануға болады.
Өткізгіштерді тізбектей қосу мәселесі
Жағдай. Екі шам мен резистор тізбекте бірінен соң бірі жалғанған. Жалпы кернеу 110 В, ток күші 12 А. Әрбір шам 40 В-та есептелсе, резистордың мәні қандай?
Шешім. Тізбекті байланыс қарастырылатындықтан, оның заңдарының формулалары белгілі. Тек оларды дұрыс қолдану керек. Резистордағы кернеу мәнін табудан бастаңыз. Ол үшін жалпы шамадан бір шамның екі еселенген кернеуін алып тастау керек. 30 В шықты.
Енді екі шама белгілі, U және I (олардың екіншісі шартта берілген, өйткені жалпы ток әрбір сериялық тұтынушыдағы токқа тең), біз резистордың кедергісін пайдаланып есептей аламыз Ом заңы. Ол 2,5 Ом болып шықты.
Жауап. Резистордың кедергісі 2,5 Ом.
Тапсырмаконденсаторларды қосу үшін, параллель және сериялы
Жағдай. Сыйымдылығы 20, 25 және 30 микрофарад болатын үш конденсатор бар. Тізбектей және параллель қосылғанда олардың жалпы сыйымдылығын анықтаңыз.
Шешім. Параллель қосылымнан бастау оңайырақ. Бұл жағдайда барлық үш мәнді қосу керек. Осылайша, жалпы сыйымдылық 75 мкФ құрайды.
Бұл конденсаторлар тізбектей жалғанған кезде есептеулер біршама күрделірек болады. Өйткені, алдымен осы қуаттардың әрқайсысына бірлік қатынасын табу керек, содан кейін оларды бір-біріне қосу керек. Бірлік жалпы сыйымдылыққа бөлгенде 37/300 болады екен. Содан кейін қажетті мән шамамен 8 микрофарад болады.
Жауап. Сериялық қосылымдағы жалпы сыйымдылық 8 мкФ, параллельді - 75 мкФ.
