Какое соединение лампочек является только последовательным тест

Главное меню

Соглашение

Регистрация

Английский язык

Астрономия

Белорусский язык

Информатика

Итальянский язык

Краеведение

Литература

Математика

Немецкий язык

Обществознание

Окружающий мир

Русский язык

Технология

Физкультура

Для учителей

Дошкольникам

VIP — доступ

Автор: Чижова В.А. | ID: 8420 | Дата: 2.7.2016

Помещать страницу в закладки могут только зарегистрированные пользователи
Зарегистрироваться

Получение сертификата
о прохождении теста

Последовательно или параллельно? Сравнение последовательных и параллельных цепей

Существует три основных типа электрических цепей: последовательные, параллельные и комбинированные. Понимание этих схемных конфигураций поможет вам в анализе цепей, и с помощью нескольких основных правил вы сможете легко рассчитать ток и напряжение каждого компонента. Итак, в этой статье давайте более подробно рассмотрим основы последовательной и параллельной цепей, сравним последовательное соединение с параллельным, а также перечислим некоторые области применения последовательной и параллельной цепей. В заключение рассмотрим особенности подключения электронагревателей последовательно или параллельно.

Что такое последовательная цепь?
- Делитель напряжения
- Применение последовательной цепи
- Цепь делителя тока
- Применение параллельной схемы
Что такое последовательная цепь?

Простая цепь постоянного тока состоит из замкнутого пути, по которому течет постоянный ток. Простейшим источником постоянного тока является батарея, и если мы подключим небольшую лампу к клеммам батареи, то получится простая цепь постоянного тока. Но практические схемы состоят из большего количества компонентов, чем одна лампа.

Если цепь состоит из более чем одного компонента и если все они соединены встык так, что через них протекает один и тот же ток, то такая цепь называется последовательной цепью.

Если мы возьмем в качестве примера простейший электрический компонент, к примеру, резистор, то следующая схема показывает три резистора, соединенных последовательно с источником напряжения. В последовательной цепи ток может течь только одним путем.

Поскольку ток во всех резисторах одинаков, мы можем легко рассчитать напряжение на отдельных резисторах, используя закон Ома.

Если V — напряжение питания, I — ток в цепи, R ₁ , R ₂ , R ₃ — сопротивления, а V _R1 , V _R2 и V _R3 — напряжения на соответствующих резисторах, то применяя закон Ома, получаем .

Если R — полное сопротивление цепи, то V = IR и, следовательно,

Таким образом, общее сопротивление цепи последовательного резистора равно сумме сопротивлений отдельных элементов.

Делитель напряжения

Из приведенного выше объяснения последовательной цепи вы, возможно, заметили интересный момент о напряжениях на отдельных резисторах. Давайте упростим это обсуждение, рассмотрев всего два последовательно соединенных резистора.

Здесь V — напряжение питания, R ₁ и R ₂ — резисторы, а V _{R 1} и V _R ₂ — напряжения на резисторах R ₁ и R ₂ соответственно.

Закон Ома

Если мы посчитаем напряжение на R ₂ , то получим

Напряжение на резисторе R ₂ является частью входного напряжения. Это известно как схема делителя напряжения или схема делителя потенциала.

Закон напряжения Кирхгофа

Из предыдущей последовательной схемы, состоящей из трех резисторов, мы установили, что напряжение источника равно сумме напряжений на отдельных резисторах.

Преобразовывая это уравнение, мы получаем закон Кирхгофа о напряжении.

Согласно закону Кирхгофа о напряжении, алгебраическая сумма напряжений в замкнутом контуре равна нулю.

Применение последовательной цепи

Одним из самых известных примеров применения последовательной цепи являются наши праздничные новогодние гирлянды. Во время Нового Года и других праздников мы украшаем наши дома разноцветными огнями, состоящими из нескольких последовательно соединенных лампочек.

Основная проблема с праздничными лампочками с последовательным соединением заключается в том, что даже если одна лампочка перегорает, это прерывает подачу тока, и вся гирлянда не загорается. Поэтому у многих есть целые пакеты неработающих гирлянд, которые можно вроде как и пройти тестером по каждой лампочке и устранить неисправность простой скруткой проводков, но все руки не доходят и проще купить новую.

Что такое параллельная цепь?

В последовательной цепи есть только один путь для протекания тока. При переходе к параллельной цепи будет более одного пути для протекания тока. Если еще раз взять три резистора, то на следующих изображениях показаны разные конфигурации нескольких элементов схемы, соединенных параллельно.

Схемы на изображении выше могут выглядеть по-разному, но на самом деле они одинаковы. Если присмотреться, то один конец всех элементов схемы (в данном случае резисторов) общий, а другой конец тоже. Итак, параллельная цепь из двух элементов состоит из двух общих точек.

Чтобы больше понять о параллельных цепях, рассмотрим следующую схему, в которой у нас есть три резистора, подключенных параллельно к источнику напряжения. Поскольку все три резистора подключены к источнику напряжения, напряжение на всех резисторах одинаково.

Но то же самое не относится к течению, поскольку у него есть несколько путей для протекания. Если I — общий ток, а I _R1 , I _R2 и I _R3 — токи, протекающие через соответствующие резисторы, то общий ток равен сумме отдельных токов.

Закон Ома

Применяя закон Ома , получаем I _R1 = V / R ₁ , I _R2 = V / R ₂ и I _R3 = V / R ₃

Если R — полное сопротивление цепи, I = V / R. Используя все это в приведенном выше уравнении, мы получаем

Для параллельно соединенных резисторов обратная величина полного сопротивления равна сумме обратных величин отдельных сопротивлений.

Закон Кирхгофа

Из приведенного выше обсуждения мы имеем общий ток в цепи как сумму отдельных токов в соответствующих резисторах.

Мы можем изменить приведенное выше уравнение и получить закон тока Кирхгофа.

Согласно закону токов Кирхгофа, алгебраическая сумма токов, входящих в узел и выходящих из узла, равна нулю.

Цепь делителя тока

Точно так же, как последовательная цепь резисторов может быть сконфигурирована как цепь делителя напряжения, параллельная цепь резисторов может привести к цепи делителя тока.

Хотя делитель напряжения довольно популярен, использование делителя тока зависит от сферы применения.

Применение параллельной схемы

Важным примером применения параллельной схемы является наша домашняя электропроводка. Базовая проводка во всех домах на самом деле является параллельной конфигурацией. Таким образом, все параллельные ветви получают полные 120 В (или 240 В), а ток зависит от нагрузки.

Даже если возникает проблема/неисправность в одной параллельной ветви или цепи, затрагиваются только приборы или устройства, подключенные к этой цепи, в то время как остальные ветви работают нормально.

Параллельное и последовательное соединение: сравнение

В следующей таблице показано простое сравнение последовательных и параллельных цепей.

В последовательной цепи через все элементы протекает одинаковый ток.

В параллельной цепи ток может иметь более одного пути.

Все компоненты соединены встык, имея только одну общую точку между компонентами.

Один конец всех компонентов в параллели соединен с общей точкой, а другой конец с другой общей точкой. Итак, параллельная цепь имеет две общие точки.

Напряжение на компонентах неодинаково и зависит от индивидуального сопротивления.

Напряжение на всех компонентах в параллельной цепи одинаково и равно напряжению питания.

Если в последовательной цепи выходит из строя один компонент, то вся цепь перестает функционировать, поскольку существует только один путь тока.

Даже если одна из параллельных ветвей выходит из строя, остальные ветки продолжают нормально работать.

Ток одинаков во всех компонентах, а сумма отдельных напряжений равна напряжению питания.

Напряжение одинаково для всех компонентов, включенных параллельно, а сумма отдельных токов равна общему току в цепи.

Если у нас есть три последовательно соединенных резистора, то эквивалентное сопротивление представляет собой сумму отдельных сопротивлений (R = R ₁ + R ₂ + R ₃ ).

Если мы соединили три резистора параллельно, то инверсия эквивалентного сопротивления равна сумме инверсий отдельных сопротивлений (1/R = 1/R ₁ + 1/R ₂ + 1/R ₃ )

Последовательное или параллельное подключение нагревателей: что лучше?

Давайте разберемся, как же правильно подключать электронагреватели к сети питания: параллельно или последовательно? Как мы уже выяснили раньше, отказ хотя бы одного элемента при последовательном соединении приводит к отказу всей ветви цепи. Поэтому параллельно можно подключить большое количество нагревателей, но при последовательном обычно используют не больше 2-3 ТЭНов. При этом, если нужно подключить ТЭНы последовательно, они обязательно должны быть одинаковой мощности, чтобы получать одинаковое напряжение. Например, можно последовательно подключить два нагревателя, рассчитанные на 240 В к источнику питания 480 В. При параллельном соединении источник питания должен совпадать с номинальным напряжением нагревателя.

Параллельное подключение нагревателей

Последовательное подключение нагревателей

На каждый ТЭН будет подаваться одинаковое напряжение

Для одинаковых ТЭНов напряжение будет рассчитываться по формуле Uобщ/количество ТЭНов

Общая мощность нагревателей = сумма мощностей всех ТЭНов

Общая мощность нагревателей = Мощность одного ТЭНа / количество нагревателей

Поломка одного ТЭНа снизит мощность системы, но не повлияет на работу в целом

Поломка даже одного нагревателя приведет полностью к отказу всей цепи

Частой причиной того, что нагреватели подключают последовательно, не смотря на все недостатки этого метода, заключается в том, что в наличии имеются ТЭНы, не рассчитанные на напряжение источника питания и таким способом нужно уменьшить напряжение, подаваемое на ТЭН. Но помните, что последовательно можно подключать только одинаковые нагреватели, чтобы напряжение между ними делилось равномерно.

Но все же рекомендуем вам выбирать или изготавливать на заказ нагревательные элементы, которые максимально будет подходить для вашей системы и источника питания, чтобы не пришлось подключать их последовательно только из-за несоответствия параметров.

Вывод

Серийные и параллельные цепи являются двумя основными формами электрических цепей. Четкое понимание этих двух схем поможет вам легко проанализировать любую сложную схему. Мы изучили основы последовательной цепи, параллельной цепи, сравнили серию и параллельную цепь, а также некоторые примеры их применения и подробно рассмотрели применение последовательного и параллельного соединения для подключения нагревателей.

Остались вопросы? Задайте их нам по телефону или по электронной почте. Наши специалисты ответят на все и помогут с подбором нагревательных элементов. Компания ТЕРМОЭЛЕМЕНТ производит промышленные нагреватели и материалы к системам нагрева.

Последовательное соединение проводников

Будьте внимательны! У Вас есть 10 минут на прохождение теста. Система оценивания — 5 балльная. Разбалловка теста — 3,4,5 баллов, в зависимости от сложности вопроса. Порядок заданий и вариантов ответов в тесте случайный. С допущенными ошибками и верными ответами можно будет ознакомиться после прохождения теста. Удачи!

Система оценки: 5 балльная

Список вопросов теста

Вопрос 1

Укажите истинность определений. Последовательное соединение — это.

Варианты ответов
- такое соединение, при котором проводники имеют по одной общей точке.
- такое соединение, при котором проводники имеют по две общие точки.
- такое соединение, при котором проводники не имеют общих точек.
- такое соединение, при котором проводники имеют по три общие точки.
Вопрос 2

Закончите предложение: при последовательном соединении сила тока во всех проводниках. Ответ запишите в слово в нужной форме. Например, энергия

Вопрос 3

Заполните пропуск. При последовательном соединении полное напряжение в цепи равно . напряжений на отдельных её участках.

Варианты ответов
- сумме
- разности
- произведению
- частному
Вопрос 4

Где применяется последовательное соединение проводников? Ответьте «да» или «нет».

Варианты ответов
- ёлочная гирлянда
- квартира
- производство
- на космических станциях
Вопрос 5

Сколько электрических лампочек нужно взять, для изготовления ёлочной гирлянды, чтобы её можно было включать в осветительную сеть с напряжением 220 В, если каждая лампа имеет сопротивление 23 Ом и рассчитана на силу тока 0,28 А? В ответ запишите только число. Например, 10

Вопрос 6

Определите показания приборов в цепи, схема которой представлена на рисунке. Сопротивления резисторов R₁ = 20 Ом, R₂ = 40 Ом. Ответ запишите без единиц измерения через пробел в порядке: сила тока, напряжение. Например, 1 2

Вопрос 7

Чему равно полное сопротивление последовательной цепи из резисторов R1 = 100 Ом, R₂ = 0,20 кОм, R₃ = 0,007 МОм?

Варианты ответов
- 7300 Ом
- 73000 Ом
- 700 Ом
- 73 мОм
Вопрос 8

Резистор сопротивлением 8,0 Ом соединён последовательно с нихромовой проволокой сечением 0,22 мм 2 и длиной 80 см. Определите силу тока в цепи при подаче на неё напряжения 12 В. Ответ дайте с точностью до ампера. Единицы измерения не пишите. Например, 9

Вопрос 9

Лампу сопротивлением 4,0 Ом, рассчитанную на номинальное напряжение 12 В, нужно подключить к источнику, имеющему напряжение 15 В. Какое дополнительное сопротивление нужно включить в цепь?

Варианты ответов

Вопрос 10

Укажите верные ответы.
К источнику с напряжением 12 В подключены последовательно резисторы сопротивлением R1 =8,0 Ом и R2 = 16 Ом. Чему равно полное сопротивление цепи? Какова сила тока в каждом резисторе? Каково напряжение на каждом резисторе?

Варианты ответов
- Rобщ = 24 Ом
- Rобщ = 8 Ом
- I = 0,5 А
- I = 1,5 А
- U1 = 4 В
- U2 = 8 В
- U2 = 4 В
- U1 = 8 В
Решение задач (последовательное и параллельное соединение проводников)

8.4.3.12 – рассчитывать электрические цепи, используя закон Ома для участка цепи в последовательном и параллельном соединении проводников.
8.4.3.2 – применять условные обозначения элементов электрической цепи и объяснять их назначение.

Цели урока:

Закрепить ранее изученный материал и решить задачи (уметь сравнивать два вида соединения и делать вычисления; уметь самостоятельно рисовать электрические схемы и собирать цепь; использовать закон Ома для участка цепи в последовательном и параллельном соединении).

Критерии успеха:

Учащийся достиг цели обучения, если
- правильно собирает последовательные и параллельные цепи;
- выполняет расчеты для тока и напряжения, используя закон Ома для участка цепи;
- вычисляет общее сопротивление цепи;
- делает правильные выводы.
Языковые цели:

Учащиеся могут:
— устно рассказать о различиях последовательного и параллельного соединения;
— объяснить, где используется параллельное и последовательное соединение, и выразить свои мысли, используя физические термины.

Привитие ценностей:

Воспитание ценностей (уважение, глобальное гражданство) посредством рассмотрения вопроса, влияющего на взаимодействие и взаимосвязь общин на местном уровне.

Межпредметные связи:

Предварительные знания:

Учащиеся знают понятия электрический ток, сила тока, напряжение, сопротивление. Они знакомы с законом Ома для участка цепи, умеют собирать простые схемы электрических цепей.

Ход урока

Запланированные этапы урока
Запланированная деятельность на уроке
Ресурсы

Начало 1 урока
2 мин.

Организационный момент.
В начале урока сделать акценты на:
— концентрацию внимания учащихся;
— совместно с учащимися определить цели урока/ЦО;
— определить «зону ближайшего развития» учащихся, ожидания к концу урока.
Сегодня наш урок на тему: «Решение на последовательное и параллельное соединение проводников».
Наш урок будет в форме аукциона. Аукцион («auctio» (лат.) – продажа на открытом аукционе) – это метод продажи, при котором товары предварительно выставляются на проверку. Я выставляю типы заданий на аукцион, объявляю количество баллов за каждый тип. Вы предлагаете ответы, получаете за них баллы, которые будут суммироваться индивидуально для каждого из вас. В конце урока сумма баллов будет определять ваши достижения цели.
Разминка. Игра «Рулетка»
http://www.classtools.net/random-name-picker/

Учитель заранее в поле игры вписывает имена учащихся.
Правила игры: Включают рулетку, и она выбирает ученика, который должен ответить на вопрос. Если ученик отвечает неверно, то он выбывает. Выигрывает оставшийся ученик.
ЦО:
— 8.4.3.1 объяснять возникновение и условия существования электрического тока;
— 8.4.3.4 объяснять физический смысл напряжения и применять формулу при решении задач;
— 4.3.6 объяснять физический смысл сопротивления, его единицы измерения.
Критерии успеха
Учащийся достиг цели, если…
— верно отвечает на вопросы;
— знает различия между силой тока, напряжением и сопротивлением;
— знает, чем обусловлен электрический ток в металлах;
— знает условия существования электрического тока;
— знает закон Ома;
— не шумит и не мешает ответам других учеников.
Вопросы для аудитории
1. Чем обусловлен электрический ток в металлах?
2. Почему проводники нагреваются?
3. От чего зависит нагревание металлического проводника?

Далее для продолжения хода игры учитель раздает карточки и применяет метод «Иерархии бриллиантов» (можно применять при объяснении темы на уроке для лучшего понимания и усвоения ключевых моментов. Он формирует навыки: совместной работы, критического мышления, принятия решений, ранжирования определенных вопросов и его обоснования). В данном случае метод направлен на определение приоритетов в выборе информации и идей на поставленный вопрос:
4. Какие условия необходимы для существования в цепи электрического тока?
Далее:
1. Ученики разрабатывают или предварительно записывают на карточке или стикере девять идей в отношении определенного вопроса.
2. Ученики отбирают и располагают в верхнем поле одну наиболее приоритетную карточку. Далее, на последующих местах располагают карточки в следующем порядке: на втором месте – две карточки, на третьем – три карточки, на четвертом – две и на пятом, внизу – одна карточка, представляющая наименьший приоритет. Карточки образуют форму бриллианта.
3. Ученики должны стремиться к согласованности мнений, которая достигается совместным обсуждением порядка расположения карточек и его обоснования.
Например,
на 1 месте – наличие свободных электронов;
на 2 месте – свободные электроны движутся упорядоченно, наличие электрического поля осуществляется источником тока;
на 3 месте – разность потенциалов;
на 4 месте – замкнутость электрической цепи;
на 5 месте, внизу – нагревание проводника.

Учебный план и ИОП по предмету физика.

Середина 1 урока

Основная часть. Аукционные задания.
ЦО: рассчитывать электрические цепи, используя закон Ома для участка цепи в последовательном и параллельном соединении проводников.
Форма деятельности: Индивидуальная работа.
Дифференциация: Ученики решают задания из карточки и презентации, каждая задача оценивается в определенный балл (1 уровень – 0.5–1 б; 2 уровень – 2 б; 3 уровень – 5 б).
Оценивание: Ученики выполняют 80 % заданий из сборника задач.
1. Начнем с «аукциониста» электрических соединений. (на экране интерактивной доски слайды со схемами соединений).
Задание №1: На аукцион выставлены на выбор задачи пунктов А, Б по цене 0,5 балла и задача пункта В (достаточный уровень) по цене 1 балл. Решения этих задач потребуются в дальнейшем при рассмотрении более сложных задач. Время выполнения каждого задания не более 2 мин.
А) Разобрать схемы по типу соединений

Б) На какой схеме все лампочки соединены параллельно? (упр.1 из сайта https://bilimland.kz)

Презентация

https://bilimland.kz/ru/courses/physics-ru/ehlektrodinamika/postoyannyj-ehlektricheskij-tok/lesson/provodniki-v-ehlektricheskoi-czepi

карточки с заданием

Конец 1 урока
11 мин.

В) Решите, какие из утверждений обеспечивают правильное описание системы, представленной ниже.
(упр.1) https://bilimland.kz/ru/courses/physics-ru/ehlektrodinamika/postoyannyj-ehlektricheskij-tok/lesson/provodniki-v-ehlektricheskoi-czepi

Учащиеся выполняют задачи в тетрадях и, получив ответ, поднимают руку. Учитель подходит к ним, проверяет и выставляет баллы за правильный ответ. Два ученика в это время решают задачи у доски. Через 2 мин проверяем решения на доске. Ученики у доски получают баллы в случае правильного решения.
Итоги «аукциончика».

Ученики вытягивают по жребию пункт задачи и решают (за каждую верно решенную задачу пунктов А-Б по 2 балла; пунктов С-Д по 3 балла). Время выполнения всех пунктов – 15 мин.

Учащиеся выполняют задачу в тетрадях и, получив ответ, поднимают руку. Учитель подходит, проверяет и выставляет 2 балла за правильный ответ.

Задание №2
А) Три проводника А, В и С, по которым протекают токи IА,IВ,IС, включены в цепь параллельно. По графику определите соотношения между токами, протекающими через эти проводники и сопротивлениями этих проводников (упр.2). https://bilimland.kz/ru/courses/physics-ru/ehlektrodinamika/postoyannyj-ehlektricheskij-tok/lesson/provodniki-v-ehlektricheskoi-czepi

Б) Определите общее соединение проводников.
Сопротивление одного резистора равно 1 Ом.

3. Мы продолжаем и у нас «Аукцион сложных задач». Это задание №3 на карточке, лежащей на столе. Правильное решение задачи оценивается в 5 баллов. Время решения 5–7 мин.
Задание №3 ( схема в презентации)
А) При напряжении в сети 180 В в люстре горит три лампочки, две из которых выключаются одним выключателем, а третья – другим выключателем. Сопротивление третьей лампочки – 300 Ом, а сопротивление двух других – 150 Ом.
Б) Рассчитайте сопротивления в схемах. Выберите их из представленных и вставьте на соответствующие места.
( упр.1) https://bilimland.kz/ru/courses/physics-ru/ehlektrodinamika/postoyannyj-ehlektricheskij-tok/lesson/provodniki-v-ehlektricheskoi-czepi

После выполнения учениками задания на доске показывается его решение.
Наконец, самое сложное задание для сегодняшнего урока выставлено на аукцион.

4. «Аукцион конкурсных заданий». Это задание №4 на карточке, лежащей на столе. (Заявка). Правильное решение каждого пункта задачи оценивается в 5 + 5 баллов (каждая верно собранная схема).
Время выполнения – 15 мин.
Формы и методы: Эксперимент. Выполнение практической работы. Учащиеся собирают схемы соединений.
Форма деятельности: Работа в парах или группах.
Формативное оценивание: Комментарий учителя.
В зависимости от оснащения приборами, учитель в праве выбрать способ выполнения задания: либо с приборами, либо виртуально.
Задание №4. Выполнение виртуального задания – https://bilimland.kz/ru/courses/simulyaczii/fizika

А) Соберите цепь по схеме. Замыкая и размыкая ключи, выясните, как работает эта цепь.

Б) Соберите схему соединения батарейки, двух лампочек и двух ключей, при которой включение и выключение каждой лампочки производится «своим» ключом, и начертите электрическую схему.
В) Нарисуйте, а затем соберите схему соединения батарейки, лампочки, звонка и двух ключей, при которой лампочка загорается при включении звонка, но может быть включена и при неработающем звонке.
Окончательные итоги. Максимальное количество решенных задач за урок.
Похожие публикации: