Фізика. Повторне видання. 8 клас. Сиротюк

§ 32. Паралельне з’єднання провідників

Послідовно з’єднані прилади працюють усі разом у замкнутому колі або всі не працюють у незамкнутому, а це не завжди зручно. Наприклад, для освітлення будинку або кімнати немає потреби, щоб одночасно світили всі лампи. У разі їх послідовного з’єднання, вимикаючи одну з ламп, ми вимикаємо й решту. Якщо треба, щоб прилади працювали в колі незалежно, то використовують паралельне з’єднання провідників.

При паралельному з’єднанні споживачів (провідників) виводи кожного з них приєднують до спільної для всіх пари затискачів (точок або вузлів кола).

Мал. 187

На малюнку 187, а показано паралельне з’єднання двох електричних ламп, а на малюнку 187, б - схему цього з’єднання (у точках А і В - вузли кола). Якщо одну лампу викрутити, то друга продовжуватиме світитися.

Виконавши подібні досліди, переконаємося, що напруга на ділянці кола АВ і на кінцях усіх паралельно з’єднаних провідників однакова, тобто

U = U1 = U2.

У побуті й техніці зручно застосовувати паралельне з’єднання споживачів, оскільки вони розраховані на однакову напругу.

При паралельному з’єднанні струм І у точці А (мал. 187, б) розгалужується на два струми - I1 та I2, які сходяться знову в точці В, подібно до того, як потік води в річці розділяється на два рукави, що потім знову сходяться (мал. 187, в). Стає очевидним зв’язок між значеннями сили струму в гілках паралельного кола.

Сила струму в нерозгалуженій ділянці кола дорівнює сумі струмів в окремих паралельно з’єднаних провідниках, тобто

I = I1 + I2.

При паралельному з’єднанні ніби збільшується товщина провідника, тому загальний опір кола зменшується і стає меншим від опору кожного з провідників, увімкнених у коло. Використовуючи закон Ома, можна вивести співвідношення для визначення загального опору кола при паралельному з’єднанні:

Якщо коло складається з двох паралельно з’єднаних однакових ламп з опором Rл кожна, то загальний опір кола R буде вдвічі менший від опору однієї лампи: R = Rл/2.

В електричних колах часто зустрічається також змішане, або складне, з’єднання, яке є комбінацією послідовного й паралельного з’єднань. У випадку трьох резисторів можливі два варіанти змішаного з’єднання.

Мал. 188

У першому випадку (мал. 188, а) є дві послідовно з’єднані ділянки, одна з яких є паралельним з’єднанням. Загальний опір кола в цьому випадку

У другому випадку (мал. 188, б) все коло слід розглядати як паралельне з’єднання, у якому одна гілка сама є послідовним з’єднанням.

Загальний опір кола в цьому випадку

Для більшого числа резисторів можуть бути складені різні, складніші схеми змішаного з’єднання.

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО

  • 1. Чому при паралельному з’єднанні двох провідників справджується формула I = I1 + I2?
  • 2. Чому на практиці паралельне з’єднання провідників є найпоширенішим з’єднанням?
  • 3. Поясніть, чому закон загального опору для паралельного з’єднання двох провідників має такий вид:

  • 4. Доведіть, що при паралельному з’єднанні сила струму в кожному з будь-якої пари провідників та їх опори пов’язані співвідношенням

  • 5. Чому паралельне з’єднання провідників є економічнішим, ніж послідовне?