Лаб. 6. Изучение параллельного соединения проводников

0. Проверьте себя.

Какое соединение потребителей называют параллельным?

Ответ: параллельным называют соединение потребителей, при котором все входящие в цепь элементы объединены двумя узлами и не имеют связей с другими узлами.

Какие главные закономерности выполняются при параллельном соединении потребителей?

Ответ: при параллельном соединении потребителей напряжения на проводниках одинаковы; сумма токов, протекающих по проводникам, равна току в неразветвленной цепи; величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников.

1. Сборка электрической цепи и измерение ее основных параметров.

1. Соберите электрическую цепь согласно рисунку, не включая вольтметр. После проверки цепи учителем замкните ключ. За­пишите в таблицу показание $I_0$ амперметра. Можно ли утвер­ждать, что ток силой $I_0$ протекает по каждому из резисторов? Почему?

$I_0 = 0.95$ Ом;

$U_0 = 2.6$ В.

2. Подключите вольтметр к точкам $M$ и $N$ цепи. Запишите в таб­лицу показание $U_0$ вольтметра. Изобразите схему полной цепи. Напряжение на каком из резисторов измеряет вольтметр?

$U_2 = 2.6$ В.

3. Применяя закон Ома к разветвленному участку $MN$, определите и запишите в таблицу его сопротивление R0=U0/I0.

$R_0 = \dfrac{U_0}{I_0} = \dfrac{2.6}{0.95} = 2.7$ Ом.

2. Проверка закономерностей параллельного соединения.

1. Запишите в таблицу паспортные значения $R_1$ и $R_2$ резисторов, указанные на их панельках, и по формуле R=R1R2/R1+R2 вычислите и запишите в таблицу значение сопротивления участка $MN$.

$R = \dfrac{R_1 · R_2}{R_1 + R_2} = \dfrac{6 · 5}{6 + 5} = \dfrac{30}{11} = 2.72$ Ом.

2. Сравните рассчитанное значение $R$ с сопротивлением участка $R_0$, найденным по результатам измерений. Сделайте вывод.

$R_1$ почти в 2 раза больше $R_0$.

4. Сравните значения силы токов $I_1$, $I_2$ в отдельных резисторах и значение силы тока $I_0$ в неразветвленной части цепи. Сде­лайте вывод.

$I_0 = I_1 + I_2$;

$0.95 = 0.85 + 0.1$.

$I_0$, А $U_2$, В $R_0$, Ом $R_1$, Ом $R_2$, Ом $R$, Ом $I_1$, А $I_2$, А 0,95 2,6 2,7 6 5 2,72 0,85 0,1

3. Ответы на контрольные вопросы

1.Как соединены потребители электрической энергии в вашей квартире? Почему?

Электрическая энергия в квартире соединена параллельно, т.к. такое соединение позволяет подключить к источнику не зависимо друг от друга различные потребительские приборы, несмотря на их рабочий ток.

2.Чему равно сопротивление участка цепи, содержащего $N$ параллельно соединенных одинаковых резисторов сопротивлением $R_1$ каждый?

Сопротивление участка цепи, содержащего $N$ параллельно соединённых резисторов сопротивлением: $R_0 = \dfrac{R_1}{N}$.

Почему параллельное присоединение к участку цепи дополнительного резистора уменьшает сопротивление участка?

Потому что работа электрического тока на участке цепи зависит от перенесённого заряда и напряжения на этом участке. Ток начинает идти ещё и по дополнительному резистору, что и уменьшает сопротивление. (Присоединение увеличивает площадь поперечного сечения участка цепи).

4. Суперзадание.

Объясните, как переносом только одного провода с клеммы на клемму превратить параллельное соединение резисторов в последовательное. Какую роль в такой измененной цепи играет ключ?

Нужно перенести клемму с одного из резисторов на место перед ключом. Ключ играет роль включателя цепи.