1. Какие точки цепи называют разветвлениями или узлами?
Разветвлениями или узлами цепи называют точки электрической цепи, в которых соединяются три и более проводника. В таких точках происходит разделение или объединение токов.
2. В чём заключается первое правило Кирхгофа?
Первое правило Кирхгофа (закон токов) гласит алгебраическая сумма токов, входящих в узел электрической цепи, равна алгебраической сумме токов, выходящих из него. Или проще: сумма токов, входящих в узел, равна сумме токов, выходящих из него.
3. Какое соединение проводников в цепи называют: а) последовательным; б) параллельным; в) смешанным?
а) Последовательное соединение — это соединение, при котором проводники соединены друг за другом, и ток проходит через каждый последовательно. б) Параллельное соединение — это соединение, при котором концы всех проводников подключены к одним и тем же двум точкам цепи, и каждый проводник имеет отдельный путь для тока. в) Смешанное соединение — это соединение, в котором участки с последовательным и параллельным соединением проводников сочетаются между собой.
4. Запишите основные соотношения, которые выполняются для: а) последовательного соединения; б) параллельного соединения трёх проводников в цепи.
а) Для последовательного соединения трёх проводников:
сила тока одинакова во всех участках: I = I₁ = I₂ = I₃
общее напряжение равно сумме напряжений на каждом участке: U = U₁ + U₂ + U₃
общее сопротивление равно сумме сопротивлений: R = R₁ + R₂ + R₃
б) Для параллельного соединения трёх проводников:
напряжение на всех участках одинаково: U = U₁ = U₂ = U₃
общий ток равен сумме токов в ветвях: I = I₁ + I₂ + I₃
общее сопротивление рассчитывается по формуле: 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃
1. В ёлочной гирлянде электрические лампочки соединены последовательно. К ней последовательно подключили ещё две лампочки. Как изменится сила тока в цепи, если напряжение на концах гирлянды осталось тем же?
Если к гирлянде последовательно подключили ещё две лампочки, общее сопротивление цепи увеличилось. Так как напряжение на концах гирлянды остаётся прежним, по закону Ома (I = U/R) сила тока в цепи уменьшится.
2. Три одинаковых резистора, сопротивлением 10 каждый, включены в цепь так, как показано на рисунке 1.21. Каким будет сопротивление между точками А и В?
1. Четыре электрические лампы, рассчитанные на напряжение 3 В и силу тока 0.1 А, нужно включить параллельно к источнику с напряжением 5,4 В. Резистор какого сопротивления следует подключить последовательно лампам?
Четыре лампы, каждая рассчитана на 3 В, 0.1 А, значит, каждая потребляет 30 Ом (по формуле R = U/I). При параллельном соединении суммарный ток будет 0.1 * 4 = 0.4 А. Источник даёт 5.4 В, а лампам нужно 3 В. Значит, надо сбросить 2.4 В на резисторе при токе 0.4 А. Rдоп = U/I = 2.4 / 0.4 = 6 Ом
2. В сеть с напряжением 220 В включены последовательно десять элек-трических ламп с сопротивлением по 24 Ом. рассчитанных на напряжение 12 В. Определите силу тока в цепи и сопротивление реостата, который необходимо включить в цепь.
Напряжение в сети — 220 В, 10 ламп по 12 В, значит: 12 * 10 = 120 В уйдёт на лампы, остаётся 100 В для реостата. Сопротивление всех ламп: 10 * 24 = 240 Ом Ток в цепи: I = U / R = 220 / (240 + Rреостата) На лампах должно быть 120 В при этом токе. Значит: I = 120 / 240 = 0.5 А Теперь находим Rреостата = (220 – 120) / 0.5 = 200 Ом
3. Электрическую лампу с сопротивлением 240 Ом. рассчитанную на напряжение 120 В, нужно подключить к сети с напряжением 220 В. Какой длины нихромовый проводник с площадью поперечного сечения 0,55 мм2 следует подключить последовательно с лампой?
Лампа: 240 Ом, 120 В, ток: I = 120 / 240 = 0.5 А При подключении к 220 В нужно сбросить 100 В на проводнике при 0.5 А. Rпров = 100 / 0.5 = 200 Ом Сопротивление нихрома R = ρ * L / S ρ нихрома ≈ 1.1 * 10⁻⁶ Ом·м, S = 0.55 мм² = 0.55 * 10⁻⁶ м² L = R * S / ρ = 200 * (0.55 * 10⁻⁶) / (1.1 * 10⁻⁶) = 100 м Ответ: 100 метров
4. Чему равно сопротивление цепи, схема которой показана на рисунке 1.24, если сопротивление каждого резистора К?