При последовательном соединении общее сопротивление цепи равно: Последовательное и параллельное соединение проводников — урок. Физика, 8 класс.

Последовательное соединение

Часть 1. Тема «Законы постоянного тока»

Закон Ома для участка и полной цепи

Закон Ома для участка цепи: сила тока I на участке электрической цепи прямо пропорциональна напряжению U на концах участка и обратно пропорциональна его сопротивлению R.

Формула закона:I= . Отсюда запишем формулы U= IR и R = .

_Рис.1. Участок цепи _Рис.2. Полная цепь

Закон Ома для полной цепи: сила тока I полной электрической цепиравнаЭДС (электродвижущей силе) источника тока Е, деленной на полное сопротивление цепи (R + r).Полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений внешней цепи R и внутреннего r источника тока.Формула закона I = .На рис. 1 и 2 приведены схемы электрических цепей.

Последовательное и параллельное соединение проводников

Проводники в электрических цепях могут соединяться последовательно и параллельно. Смешанное соединение сочетает оба эти соединения.

Сопротивление, при включении которого вместо всех других проводников, находящихся между двумя точками цепи, ток и напряжение остаются неизменными, называют эквивалентным сопротивлениемэтих проводников.

Последовательное соединение

Последовательным называется соединение, при котором каждый проводник соединяется только с одним предыдущим и одним последующим проводниками.

Как следует из первого правила Кирхгофа, при последовательном соединении проводников сила электрического тока, протекающего по всем проводникам, одинакова (на основании закона сохранения заряда).

1. При последовательном соединении проводников(рис. 1) сила тока во всех проводниках одинакова: I₁ = I₂ = I₃ = I

Рис.1.Последовательное соединение двух проводников

2. Согласно закону Ома, напряженияU₁иU₂на проводниках равны

U₁ = IR₁, U₂ = IR₂, U₃ = IR₃.

Напряжение при последовательном соединении проводников равно сумме напряжений на отдельных участках (проводниках) электрической цепи U = U₁ + U₂ + U₃

Позакону Ома, напряжения U_1, U₂ на проводниках равныU₁ = IR₁, U₂ = IR₂,

В соответствии вторым правилом Кирхгофа напряжение на всем участке

U = U₁ + U₂ = IR₁+ IR₂ = I(R₁+ R₂)= I·R. Получаем: R = R₁ + R₂

Общее напряжениеUна проводникахравно сумме напряжений U₁, U_{2 ,}U₃равно:

U = U₁ + U₂ + U₃ = I·(R₁ + R₂ + R₃) = IR

где R_ЭКВ – эквивалентное сопротивление всей цепи. Отсюда: R_ЭКВ = R₁ + R₂ + R₃

При последовательном соединении эквивалентное (полное) сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных участков цепи: R _ЭКВ= R₁ + R₂ + R₃+…

Этот результат справедлив для любого числа последовательно соединенных проводников.

Из закона Омаследует при равенстве сил тока при последовательном соединении:

I = , I = . Отсюда = или = , т. е. напряжения на отдельных участках цепи прямо пропорциональны сопротивлениям участков:

При последовательном соединении nодинаковых проводников общее напряжение равно произведению напряжению одного U₁ на их количество n:

U_ПОСЛЕД= n ·U₁.Аналогично для сопротивлений: R_ПОСЛЕД = n· R₁

При размыкании цепи одного из последовательно соединенных потребителей ток исчезает во всей цепи, поэтому последовательное соединение на практике не всегда удобно.

Параллельное соединение

Параллельным называется соединение проводников,при которомодни их концы образуют узел А, а другие – узел В(см. рис.)Узловые точки (узлы), в которыхсходятся не менее трех проводников.

Параллельно соединенные проводники составляют разветвление, а каждая из них называетсяветвью.

1. При параллельном соединениинапряжения на всех ветвях и на всем разветвлении одинаковы,(как разности потенциалов двух точек А и В):U₁=U₂=U.

По первому правилу Кирхгофа (алгебраическая сумма токов, сходящихся в одном узле, равно нулю), имеем:

2. Сумма токов I₁ + I₂, протекающих по ветвям, равна силе тока I в неразветвленной части цепи: I = I₁ + I₂

Этот результат следует из того, что в точках разветвления токов (узлы A и B) в цепи постоянного тока не могут накапливаться заряды. Следовательно, I = I₁ + I₂

3.Токи в отдельных ветвях разветвления обратно пропорциональны сопротивлениям этих ветвей:

На основании закона Ома: U₁ = I₁·R₁, U₂ = I₂·R₂иучитывая, что напряжения на ветвях одинаковы U₁ = U₂ = U,имеем: I₁ R₁ = I₂ R₂или = ,т. е.=/=

5. При параллельном соединении проводников величина, обратная эквивалентному (полному) сопротивлению участка цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлению отдельных проводников. Записывая на основании закона Ома: , , , где R – электрическое сопротивление всей цепи (из двух ветвей), получим, учитывая, что напряжения одинаковы на ветвях: . Для трех проводников: или:R_ЭКВ=

При параллельном соединении двух проводников формула упрощается: R_ЭКВ. =

Этот результат справедлив для любого числа параллельно включенных проводников.

Величина, обратная сопротивлению, называется проводимостью проводников: g =

Тогда: g_ПАР= g₁ + g₂ + g₃. Единица проводимости – сименс, См. 1 См = 1 Ом ^-1

Сименс –электрическая проводимость проводника сопротивлением в 1 Ом.

Если соединены параллельно n одинаковых проводников, то эквивалентное сопротивление равно величине одного, деленное на число ветвей разветвления n: R_ПАР = . При параллельном соединении проводников эквивалентное сопротивление меньше наименьшего из сопротивлений. При этом общий ток в цепи равен: I_ПАР= I₁ ·n

Если напряжение между узлами остается постоянным, то токи в ветвях не зависят друг от друга. Из этого следует, что на практике для потребителей удобнее пользоваться параллельным соединением.

Читайте также:

Рекомендуемые страницы:

Поиск по сайту

Последовательное соединение резисторов — Студопедия

Последовательное соединение – это соединение двух или более резисторов в форме цепи, в которой каждый отдельный резистор соединяется с другим отдельным резистором только в одной точке.

Параллельное соединение – это соединение, при котором резисторы соединяются между собой обоими контактами. В результате к одной точке (электрическому узлу) может быть присоединено несколько резисторов.

2) Общее сопротивление R_общ

При таком соединении, через все резисторы проходит один и тот же электрический ток. Чем больше элементов на данном участке электрической цепи, тем «труднее» току протекать через него. Следовательно, при последовательном соединении резисторов их общее сопротивление увеличивается, и оно равно сумме всех сопротивлений.

Общее сопротивление R_общ

При таком соединении, через каждый резистор потечет отдельный ток. Сила данного тока будет обратно пропорциональна сопротивлению резистора. В результате общая проводимость такого участка электрической цепи увеличивается, а общее сопротивление в свою очередь уменьшается.

Таким образом, при параллельном подсоединении резисторов с разным сопротивлением, общее сопротивление будет всегда меньше значения самого маленького отдельного резистора.

Формула эквивалентного общего сопротивления при параллельном соединении резисторов:

Для двух одинаковых резисторов общее сопротивление будет равно половине одного отдельного резистора:

Соответственно, для n одинаковых резисторов общее сопротивление будет равно значению одного резистора, разделенного на n.

3)Электропроводность, электрическая проводимость, проводимость, способность тела пропускать электрический ток под воздействием электрического поля, а также физическая величина, количественно характеризующая эту способность. Тела, проводящие электрический ток, называются проводниками, в отличие от изоляторов.. .
Основная единица измерения сопротивления — Ом. Удельная проводимость — величина обратная сопротивлению, она измеряется в Сименсах, ранее назывшихся mho. Применительно к сыпучим веществам удобнее говорить об особой проводимости, обычно называемой удельной проводимостью.
Удельная проводимость — это проводимость, измеренная между противоположными сторонами куба вещества со стороной 1 см. Единицей данного типа измерений является Сименс/см. При измерении проводимости воды чаще используются более точные мкС/см (микросименс) и мС/см (миллисименс) .
Соответствующие единицы измерения сопротивления (или удельного сопротивления) — Ом/см, МегаОм/см и килоОм/см. При измерении сверхчистой воды чаще используют МегаОм/см, так как это дает более точные результаты. Сопротивление менее чистой воды, как например, водопроводной, измеряют в килоОм/см.

4) Общее сопротивление при последовательном соединении равно сумме сопротивлений Rсумм=R1+R2+R3…
Ток через все сопротивления протекает один ( I ). Поэтому ток вычисляешь как Отношение напряжения источника U к Rсумм.

I=U/Rсумм

Мощность

P=U*I или P=I*I*R (так как U=I*R).

тогда,

P1=I*I*R1
P2=I*I*R2
P3=I*I*R3

5) мощность электрического тока в цепи, состоящей из параллельно соединенных участков,
равна сумме мощностей на отдельных участках:

P=P1+P2

При параллельном соединении каждая лампа подсоединяется на своё номинальное напряжение 220 В. при этом в каждой лампе появляется свой номинальный ток, обеспечивающий заданное свечение в соответствии с номинальной мощностью. мощность зависит от сопротивления нити накаливания. чем больше сопротивление нити, тем меньше ток и соответственно меньше номинальная мощность.
при последовательном соединении ток идёт один и тот же в каждой лампе. а напряжение распределяется в зависимости от доли сопротивления каждой лампы по отношению к сопротивлению всей цепи.
для цепи из двух ламп общее напряжение делится.
напряжение на лампе 40 Вт будет 220Х60:(40+60)=132; В.
напряжение на лампе 60 Вт будет 220Х40:(40+60)=80; В.

ЗАКОН ОМА. СОЕДИНЕНИЕ РЕЗИСТОРОВ — Студопедия

Зависимость между величинами, характеризующими электрическую цепь, т. е. между э.д.с, током и сопротивлением, устанавливается законом Ома. Этот закон формулируется так: ток в замкнутой неразветвленной цепи прямо пропорционален электродвижущей силе и обратно пропорционален сопротивлению цепи

,

где I — ток, А;

Е — э. д. с. источника электрической энергии, В;

R- сопротивление внешнего участка цепи, Ом; r — сопротивление внутреннего участка цепи, Ом.

Эта формула может быть представлена и в таком виде: E=I(R+r)=IR+Ir, т. е. электродвижущая сила, создаваемая ис­точником электрической энергии, равна току, умноженному на об­щее сопротивление цепи, и складывается из двух слагаемых, из которых первое слагаемое IR представляет собой разность потенциалов на зажимах внешнего сопротивления (называется на­пряжением на зажимах внешней цепи) и обозна­чается через с7, а второе слагаемое 1г носит название падения напряжения на внутреннем участке цепи.

Для внешней цепи и для отдельных ее участков закон Ома обычно представляют в следующем виде: I=U/R, т. е. ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению данного участка цепи.

Различные резисторы в электрическую цепь можно включить последовательно, параллельно и смешанным способом (рис. 156).

Последовательным соединением резисторов называют такое соединение, когда конец одного резистора сое­диняют с началом второго, конец второго — с началом третьего и так далее, а конец последнего и начало первого резистора подклю­чаются к зажимам источника тока (рис. 156, а). Основным свойст­вом последовательного соединения является то, что при таком соединении сила тока во всех резисторах внешней и вну­тренней цепи одинакова и согласно закону Ома U=I x (R1+R2+R3+R4+…)

Общее сопротивление последовательной цепи равно сумме всех соединенных резисторов, т. е. R = R1+R2+Rз+R4+…

Напряжение на зажимах источника тока при последователь­но соединенных резисторах равно произведению тока на соп­ротивление внешнего участка цепи. Обозначив через U1 U2 U3 U4 напряжения на концах каждого резистора, получим: U1 =IR1 U₂=IR2 U3 = IR3; U₄ = IR₄а следовательно, U= u₁+u₂+u₃+u₄.

Напряжение на полюсах источника тока при последователь­ном соединении резисторов равно сумме напряжений на от­дельных участках цепи.

Параллельным соединением резисторов называется такое соединение, при котором -начала всех резисторов соединяются в один общий узел, а концы — в другой. При этом зажимы источника тока включаются к узлам цепи А и В (рис. 156, б).

Если напряжение между точками А и В равно U, то такое же напряжение будет между началом и концом каждого резистора. Тогда для каждого участка цепи по закону Ома можно за­писать:

= или

т. е. при параллельно соединенных резисторах ток будет больше там, где меньше сопротивление.

Основным свойством параллельного соединения является то, что в каждом разветвлении цепи устанавливается свой ток, обрат­но пропорциональный сопротивлению данного участка цепи.

В точке В ток разветвляется в нескольких направлениях (на несколько ветвей), а в сумме он равен I. Поэтому при парал­лельном соединении нескольких резисторов ток, подведенный к этим резисторам, равен сумме токов во всех резисторах;

Для определения общего сопротивления параллельной цепи пользуются следующим соотношением: общая проводимость (обратная величина сопротивления) параллельной цепи равна сумме проводимостей отдельных разветвлении цепи, т. е.

1/R= 1/R1 +1/R2 +1/R3 +!/R4 …

Если в электрической цепи часть резисторов включена последовательно, а часть .параллельно, то такое соединение называется смешанным. На рис. 156, в резисторы R1 и R2 соединены после­довательно, а R₃ и R4— параллельно.

Общее сопротивление цепи — правила, формулы и примеры вычисления

Общие сведения

Прохождение электрического тока через проводник зависит от его проводимости. Это параметр пропорционален силе тока. Другими словами, он определяет способность вещества пропускать через себя электричество без потерь. Зависит проводимость от физических свойств материала, температуры, степени воздействия внешних сил. Обратной ей величиной является сопротивление, то есть характеристика проводника, показывающая его возможность сопротивляться прохождению тока.

Связь между фундаментальными параметрами электротока экспериментально установил Симон Ом. Он выяснил, что сила тока в замкнутой цепи пропорциональна разности потенциалов (напряжению) и обратно пропорциональна сопротивлению: I = U / R. Так, если R равно нулю, то сила тока будет бесконечной.

Способность веществ препятствовать прохождению электротока используется при построении электрических цепей. Так, радиоэлемент, который называется резистором, установленный в определённом месте электроцепи, позволяет получить на нагрузке нужное значение напряжения или тока. Радиодеталь представляет собой двухполюсник, который имеет установленное значение сопротивления или может изменять его.

Реальная замкнутая электрическая цепь состоит из множества активных и пассивных радиоэлементов. Каждый из них обладает каким-то значением сопротивления. В этом случае говорят о внутреннем сопротивлении прибора.

Расчёт выходных характеристик цепи, а именно величин тока и напряжения, требует знания общего сопротивления всей замкнутой цепочки. Иными словами, все элементы, начиная от источника питания и заканчивая нагрузкой, заменяются эквивалентными резисторами. Для цепи сначала считают общее значение сопротивления, а затем вычисляют нужные характеристики. Относительно источника тока, нагрузки и других элементов каждый резистор может быть подключён:

• последовательно;
• параллельно.

Вид подключения влияет на общее сопротивление. Формула для его нахождения может быть довольно громоздкой из-за смешанного соединения, поэтому чаще расчёт ведётся в несколько этапов, на каждом из которых выполняется объединение одного или нескольких элементов.

Последовательное подключение

Для удобства при изображении разветвлённой электрической цепи все сопротивления чертят в виде прямоугольников, которые являются резисторами. У любого такого элемента можно выделить два вывода. Один является началом, а другой — концом. С учетом сказанного можно сформулировать определение для последовательного соединения проводников: подключение, при котором конец предыдущего элемента соединён с началом последующего, называют последовательным.

Любой проводник обладает электрическим сопротивлением. Целью преобразования является замена чередующейся последовательности одним резистором. При этом по своим электрическим свойствам он должен не отличаться от всей цепочки. Простыми словами это можно пояснить так: если взять два чёрных ящика, у которых есть по паре выводов, причём один будет содержать всю электроцепь, а другой быть её эквивалентом, то определить, в каком из них находится схема, а где эквивалент, будет невозможно.

При последовательном соединении происходят следующие явления. Пусть имеется прямая цепочка, содержащая n резисторов: R1 + R2 + … +Rn. Сила тока — это величина, которая равняется заряду, протекающему за единицу времени. Можно представить, что в первом резисторе значение электротока будет больше, чем во втором. В результате возникнет «пробка», и скорость движения зарядов замедлится.

В точке соединения элементов произойдёт накопление электронов, что приведёт в ней к росту напряжения. Соответственно, сила тока на первом резисторе будет уменьшаться, а на втором, наоборот, увеличиваться. Это приведёт к выравниванию количества проходящих через резисторы зарядов, поэтому сила тока практически за мгновение во всей последовательной цепи станет одинаковой.

Напряжение — это работа, выполняемая по переносу заряда. По закону сохранения энергии общее её значение равняется их сумме на различных этапах. Общую разность потенциалов можно будет определить, сложив напряжения на каждом элементе. Такой вид подключения описывается следующими выражениями:

• I = I 1 = I 2 = … = In;
• U = U1 + U2 + … +Un.

Эти равенства являются фундаментальными для нахождения параметров при повторении резисторов в цепи. Используя закон Ома, можно найти, чему будет равняться сопротивление цепи. Формула для его нахождения будет выглядеть так: Rпос = R 1 + R 2 +… + Rn.

Параллельное соединение

По распространённости такой вид соединения чаще встречается, чем последовательное подключение. При нём проводники соединены так, что начала всех резисторов сводятся в одну точку электрической цепи, а концы — в другую. Для того чтобы заменить разветвлённое подключение одним эквивалентным элементом, нужно знать, как правильно рассчитать ток и напряжение.

Пусть имеется цепь, состоящая из R1 + R2 + … +Rn параллельно включённых радиоэлементов. На неё подаётся напряжение U. На вход схемы поступает ток с силой I. Используя закон сохранения зарядов, можно выполнить следующие рассуждения: ток втекает в узел, к которому подсоединены начала всех резисторов, затем он растекается по их выводам.

В результате через первую ветвь потечёт ток I1, вторую — I2, в энную — In. Поскольку заряд не может пропасть, то какое его количество втекло в узел, такое же должно разойтись по всем ветвям для одного и того же момента времени. Значит, сумма токов на всех выводах будет равняться поступающему на них значению.

Электростатическое поле является потенциальным, то есть работа по перемещению заряда из одной точки в другую не зависит от траектории, по которой перемещается носитель. Следовательно, при переносе одного кулона по любой ветви нужно будет совершить одинаковую работу. Из приведённых рассуждений следует, что при параллельном соединении формулы, с помощью которых можно рассчитать характеристики электрической цепи, будут следующими:

• I = I1 + I2 + … +In;
• U1 = U2 = … = Un.

Таким образом, вычисление эквивалентного сопротивления, которым можно будет заменить всю цепь в соответствии с законом Ома, выполняется по формуле: 1 / R пар = 1 / R 1 + 1 / R 2 + … + 1 / Rn. Для одинаковых проводников при вычислении сопротивления можно использовать приведённую формулу. Это позволяет в некоторых случаях упростить расчёт.

Согласно правилу сложения дробей c одинаковым знаменателем можно записать равенство: 1 / R1 + 1 / R2 + … + 1 / Rn = N / R1. Отсюда следует, что Rпар = R1 / N, где N равно числу резисторов. По аналогии можно посчитать общее сопротивление по упрощённой формуле для двух элементов: (1 / R1) + (1 / R2) = (R 2 + R 1) / R 1 * R 2. Это довольно удобные формулы для практического применения.

Решение задач

Для вычисления сопротивления любого смешанного соединения нужно запомнить всего две формулы — выражения для нахождения величины при последовательном и параллельном подключении. Поочерёдно комбинируя их применение, сложную схему можно заменить одним сопротивлением. Но не всегда приходится применять формулы. Есть задания, в которых неизвестную величину можно вычислить в уме.

Например, пусть имеется параллельное подключение из четырёх резисторов. Сопротивления проводников равняются 10 Ом, 12 Ом, 15 Ом, 20 Ом. Нужно образовать из них резистор, не изменяющий характеристики электрической цепи. Чтобы выполнить расчёт в уме, следует каждый элемент представить в виде комбинации из 60-омных резисторов. Тогда к первому нужно будет добавить шесть, ко второму — пять, к третьему — четыре, к четвёртому — три. Общее количество резисторов получится 18. Значит, Rобщ = 60 / 18 = 10 / 3 = 3,3 Ом.

Из типовых задач, в которых необходимо найти сопротивление цепи, предлагающихся в школе на уроках физики, можно привести следующие:

1. Найдите ток в цепи, если вольтметр, подключённый к одному из трёх последовательно соединённых проводников, показывает 100 В. Сопротивление элементов составляет: R1 = R2 = 5 Ом, R3 = 15 Ом. В задаче три резистора подключены в линию, значит, их полное сопротивление равно: R = R 1 + R 2 + R 3 = 25 Ом. У вольтметра r внутреннее равно бесконечности. Следовательно, I = U / R = 100 / 25 = 4 A.

2. 
   Каково будет сопротивление каждого из резисторов, если при их последовательном соединении ток равен 3A, а при параллельном — 16A. Напряжение в сети составляет 120 В. При первом способе соединения Iпосл = U / (R1 + R2), при втором Iпар = U / Rпар = U * (R1 + R2) / R1 * R2. Из первой формулы следует, что R1 + R2 = U / Iпос. Тогда: I пар = U ² / Iпос * R 1 * R 2 → R 1 * R 2 = U 2 / I пар * I пос. Используя теорему Виета, можно составить квадратное уравнение. После его решения искомые величины будут равны: R 1 = 30 Ом, R 2 = 10 Ом.

Следует отметить, что приборы для измерения тока, напряжения и даже ёмкости используют особенности вычисления сопротивления цепи. Так, вольтметр имеет бесконечно большой внутренний импеданс, что позволяет подключать его параллельно к измеряемым точкам без внесения изменения в протекающий сигнал.

Амперметр же, наоборот, характеризуется пренебрежимо малой величиной внутреннего сопротивления, поэтому и подключают его в разрыв линии, на которой выполняют измерения.

чему равно при параллельном и последовательном соединении, закон Ома

Что такое электрическое сопротивление участка цепи

Электрическое сопротивление для участка цепи определяется при помощи закона Ома. Для того, чтобы понять процессы, происходящие в элементах электрической цепи постоянного тока, необходимо дать общее определение закона Ома.

Определение

Закон Ома: сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

I — сила тока (единица измерения — ампер).

\( I=\frac{U}{R}I=RU\)

U — напряжение (измеряется в вольтах). Падение напряжения на участке проводника равняется произведению силы тока и сопротивления на участке.

\(U=IRU=IR\)

R — электрическое сопротивление (измеряется в омах). Электрическое сопротивление R это отношение напряжения на концах проводника к силе тока.

\(R=\frac{U}{I}R=IU\)​

Как запомнить формулы закона

Для запоминания закона, действующего на участке цепи, применяют треугольник Ома. С помощью него можно изобразить отношение величин друг к другу.

Если закрыть один из компонентов, оставшиеся покажут способ ее нахождения. Например, закрыв U, увидим I и R, произведение которых показывает величину напряжения. Так же можно поступить и с другими элементами треугольника.

Сопротивление при параллельном и последовательном соединении

При параллельном и последовательном соединении резисторов величина сопротивления будет различаться.

Последовательное соединение представляет собой цепь, состоящую из подключенных одного за другим проводников. Количество звеньев не ограничено. На каждом участке цепи можно определить внутреннее сопротивление. Сопротивление всей цепи будет равняться их сумме и рассчитываться по данной формуле:

\(R_{AB}=R_A+R_B\)

Параллельное соединение означает, что все участки цепи подключены к одному узлу. Напряжение на всех элементах одинаково, а ток разветвляется и равен сумме токов на всех участках. Поэтому общее сопротивление можно вычислить по формуле: 

\(R_ {AB}=\frac{R_1\times R_2}{R_1+R_2}.\)

как посчитать и определить формулой

Сопротивление – это физическая электротехническая величина, отражающая противодействие движению электрического тока в проводнике или в цепи. Впервые она была обоснована и закреплена в фундаментальной связи с напряжением и силой тока в законе Ома – немецкого физика, который изучал эту взаимосвязь. В честь него и названа единица измерения сопротивления – Ом. Часто при выполнении монтажа какой-либо электросети необходимо найти общее сопротивление цепи при различных способах подключения. О том, как это правильно сделать и расскажет этот материал.

Что такое общее сопротивление цепи

Если говорить простыми словами, общее сопротивление электрической цепи – это такое R, которое она оказывает на напряжение в ее проводниках и приборах. Существует два типа напряжения (исходя из силы тока) – постоянное и переменное. Так же и сопротивление делится на активное и реактивное, которое, в свою очередь, подразделяется на индуктивное и емкостное. Активный тип не зависит от частот сети. Также для него абсолютно не важно, какой ток протекает по проводникам. Реактивный же, наоборот, зависит от частоты, причем емкостная характеристика в конденсаторах и индуктивная в трансформаторах ведут себя по-разному.

Закон Ома

Помимо сопротивления подключенных в сеть электроприборов, на общее состояние оказывают влияние даже промежуточные провода, также имеющие сопротивляемость напряжению.

Резистор – основной элемент сопротивляемости цепи

Как правильно найти и посчитать формулой сопротивление цепи

Сперва следует разобрать понятия и формулы. Индуктивный тип считается так: XL= ωL, где L – индуктивность цепи, а ω – круговая частота переменного тока, равная 2πf (f – частота переменного тока). Чем больше частота сети, тем большим R для нее становится какая-либо катушка индуктивности.

Емкостный тип можно рассчитать по формуле: Xc = 1/ ωC, где С – емкость радиоэлемента. Здесь все наоборот. Если происходит увеличение частоты, то сопротивляемость конденсатора напряжению уменьшается. Из этого исходит то, что для сети постоянного тока конденсатор – бесконечно большое R.

Высчитать характеристику можно и с помощи других величин

Но не только вид сопротивления и радиоэлементы, обеспечивающие его, влияют на общее значение цепи. Особую роль играет также и способ соединения элементов в электроцепь. Существует два варианта:

• Последовательный;
• Параллельный.

В последовательном подключении

Это самый простой тип для практического и теоретического рассмотрения. В нем элементы резисторного типа соединяются, очевидно, последовательно, образуя подобие «змейки» после чего электрическая цепь замыкается. Посчитать общее значение в таком случае довольно просто: требуется последовательно сложить все значения, выдаваемые каждым из резисторов. Например, если подключено 5 резисторов по 5 Ом каждый, то общий параметр будет равен 5 на 5 – 25 Ом.

Формула последовательной сети

В параллельном подключении

Немного сложнее все устроено в параллельных сетях. Если при последовательном способе току нужно пройти все резисторы, то тут он вправе выбрать любой. На самом деле он просто будет разделен между ними. Суть в том, что есть характеристика, схожая для всех радиоэлементов, например, величина в 5 Ом означает, что для нахождения общего R необходимо разделить его на количество всех подключенных резисторов: 5/5 = 1 Ом.

Важно! Из-за того, что напряжение на параллельных участках одинаково, а токи складываются, то есть сумма токов в участках равна неразветвленному току, то Rобщ будет высчитываться формуле: 1/R = 1/R1 + 1/R2 + … + 1/Rn.

Формула параллельной сети

Как определить формулой общее сопротивление цепи

Из закона Ома исходит то, что общее сопротивление равно общему напряжению, деленному на общую силу тока в цепи. При параллельном подключении напряжение, как уже было сказано, равно везде, поэтому необходимо узнать его значение на любом участке цепи. С током все сложнее, так как на каждой ветке его значение свое и зависит от конкретного R.

Также необходимо помнить, что могут быть параллельные подключения с нулевым значением R. Если в какой-либо ветке нет резистора или другого подобного элемента, но весь ток будет течь через нее и все общее значение для цепи станет нулевым. На практике это случается при выходе резистора из строя или при замыкании. Такая ситуация может навредить другим элементам из-за большой силы тока.

Таблица удельной величины для различных проводников

Онлайн-калькулятор расчета сопротивление цепи

Для того чтобы сэкономить свое время и не заниматься скучными пересчетами, рекомендуется пользоваться калькуляторами по расчету сопротивления и многих других величин в режиме онлайн. Большинство из них бесплатные:

• Сalc.ru (https://www.calc.ru/raschet-elektricheskikh-tsepey.html). Возможен расчет закона Ома для участка цепи, реактивного и активного сопротивления при последовательном и параллельном соединении резисторов;
• Asutpp.ru (https://www.asutpp.ru/kalkulyator-rascheta-parallelnogo-soedineniya-rezistorov.html). Калькулятор для параллельного соединения. Достаточно указать количество элементов и Ом-характеристику каждого из них;
• Cxem.net (https://cxem.net/calc/calc.php). Обладает таким же количеством калькуляторов, как и первый вариант, что позволяет радиолюбителю выполнить вычисление любых интересующих параметров сети.

Интерфейс одного из калькуляторов

В статье подробно рассказано, как вычислить общее сопротивление цепи. При разных типах подключения элементов она считается по-разному, но благодаря давно выведенным формулам в любом случае нет ничего сложного.

Схемы серии

— вопросы и ответы по электротехнике

Почему электрические схемы серии?

В этом разделе вы можете изучить и попрактиковаться в вопросах по электротехнике на основе «Серийных схем» и улучшить свои навыки, чтобы пройти собеседование, конкурсный экзамен и различные вступительные испытания (CAT, GATE, GRE, MAT, банковский экзамен, железнодорожный экзамен и т. Д. .) с полной уверенностью.

Где я могу получить вопросы и ответы с пояснениями по Серийным электрическим схемам?

IndiaBIX предоставляет вам множество полностью решенных вопросов и ответов по электротехнике (последовательные схемы) с пояснениями.Решенные примеры с подробным описанием ответов, даны пояснения, которые легко понять. Все студенты, первокурсники могут загрузить вопросы викторины «Электротехника» с ответами в виде файлов PDF и электронных книг.

Где я могу получить вопросы и ответы на собеседование по электрическим схемам (тип цели, множественный выбор)?

Здесь вы можете найти объективные вопросы и ответы для собеседований и вступительных экзаменов.Также предусмотрены вопросы с множественным выбором и вопросы истинного или ложного типа.

Как решить проблемы электрических цепей серии?

Вы можете легко решить все виды электротехнических вопросов на основе последовательных цепей, выполнив упражнения объективного типа, приведенные ниже, а также получить быстрые методы решения проблем электротехнических серийных цепей.

Упражнение

:: Последовательные схемы — Общие вопросы

.

Электрический уровень 1 — Глава 26104-14 Карточки

Глава 11. Схемы — Скачать PDF бесплатно

1 Глава 11 Схемы 376

2 377

3 Практические схемы AP Physics с множественным выбором 1.Множественный правильный. Какие две схемы резисторов, показанные выше, имеют одинаковое сопротивление между клеммами? Выберите два ответа: (A) I (B) II (C) III (D) IV 2. Каково значение разности потенциалов между точками X и Y в схеме, показанной выше, если батарея на 6 В не имеет внутреннего сопротивления. ? (A) 2 В (B) 3 В (C) 4 В (D) 6 В 3. Лампа, вольтметр V, амперметр A и батарея с нулевым внутренним сопротивлением подключаются, как показано выше. Подключение другой лампы параллельно первой лампе, как показано пунктирными линиями, приведет к (A) увеличению показаний амперметра (B), уменьшению показаний амперметра (C), увеличению показаний вольтметра (D), уменьшению показаний вольтметра 4.Показанные ниже пять резисторов имеют указанную длину и площадь поперечного сечения и изготовлены из материала с одинаковым удельным сопротивлением. У кого наибольшее сопротивление? 5. Схема, показанная слева вверху, состоит из переменного резистора и батареи с незначительным внутренним сопротивлением. График мощности P, рассеиваемой в резисторе, в зависимости от тока I, подаваемого батареей, приведен справа выше. Какая эдс у аккумулятора? (А) В (В) 2,5 В (С) 6,25 В (Г) 40 В 378

4 6.Погружной нагреватель с сопротивлением R преобразует электрическую энергию в тепловую, которая передается жидкости, в которую погружен нагреватель. Если ток в нагревателе равен I, тепловая энергия, передаваемая жидкости за время t, равна (A) IRt (B) I2Rt (C) IRt2 (D) IR / t 7. Общее эквивалентное сопротивление между точками X и Y в Схема, показанная выше, имеет вид (A) 3 (B) 4 (C) 5 (D) 6 8. Пять резисторов, показанных ниже, имеют указанную длину и площадь поперечного сечения и сделаны из материала с одинаковым удельным сопротивлением.Какой резистор имеет наименьшее сопротивление? (A) 9. (B) (C) (D) В схеме, показанной выше, значение r, при котором ток I равен 0,5 ампер, составляет (A) 1 (B) 5 (C) 10 (D) Кирхгофа s Какое из следующего выражения является правилом цикла для анализа цепей? (A) Сохранение заряда (B) Сохранение энергии (C) Закон Ампера (D) Закон Ома Вопросы На приведенной выше принципиальной схеме показана батарея с внутренним сопротивлением 4,0 Ом, подключенная последовательно к резистору 16 Ом и резистору 20 Ом. Ток в резисторе 20 Ом равен 0.3 ампера 11. Какая эдс у аккума? (A) 1,2 В (B) 6,0 В (C) 10,8 В (D) 12,0 В 12. Какая мощность рассеивается на внутреннем сопротивлении 4 Ом батареи? (A) 0,36 Вт (B) 1,2 Вт (C) 3,2 Вт (D) 3,6 Вт 379

5 13. На схемах выше резисторы R1 и R2 показаны в двух разных подключениях к одному и тому же источнику ЭДС, который не имеет внутреннее сопротивление. Как соотносится мощность, рассеиваемая резисторами в этих двух случаях? (A) Это больше для последовательного соединения.(B) Он больше для параллельного подключения. (C) Он отличается для каждого соединения, но нужно знать значения R 1 и R2, чтобы знать, какое из них больше. (D) Оно отличается для каждого соединения, но нужно знать значение, чтобы знать, какое из них больше. Вопросы относятся к следующей схеме, на которой показана часть замкнутой электрической цепи. 14. Электрическое сопротивление части цепи, показанной между точкой X и точкой Y, составляет (A) 4/3 (B) 2 (C) 4 (D). Когда в цепи присутствует постоянный ток, величина заряда прохождение точки в единицу времени (A) везде в цепи (C) больше в точке X, чем в точке Y (B) больше в резисторе 1, чем в резисторе 2 (D) больше в резисторе 2, чем в 3 резисторе 16.Две концентрические круговые петли радиуса b и 2b, сделанные из однотипной проволоки, лежат в плоскости страницы, как показано выше. Суммарное сопротивление проволочной петли радиуса b равно R. Какое сопротивление проволочной петли радиуса 2b? (A) R / 4 (B) R / 2 (C) 2R (D) 4R 17. Проволока длины L и радиуса r имеет сопротивление R. Какое сопротивление имеет второй провод, сделанный из того же материала, который имеет длина L / 2 и радиус r / 2? (A) 4R (B) 2R (C) R (D) R / 4 18. Эффективность работы электродвигателя 0,5 А, 120 В, который поднимает массу 9 кг против силы тяжести со средней скоростью 0.5 м / с наиболее близко (A) 13% (B) 25% (C) 53% (D) 75% 380

6 вопросов Каков текущий I1? (A) 1,0 мА (B) 2,0 мА (C) 3,0 мА (D) 6,0 мА 20. Как соотносятся токи I1, I2 и 13? (A) I1> I2> I3 (B) I1> I3> I2 (C) I2> I1> I3 (D) I3> I1> I2 21. Когда горит 100-ваттная лампочка, работающая от бытовой цепи 110 вольт, сопротивление, наиболее близкое к (A) 10 2 (B) 10 1 (C) 10 (D) 100 Вопросы (A) (B) (C) (D) Батареи в каждой из схем, показанных выше, идентичны, а провода имеют ничтожное сопротивление.22. В какой цепи сила тока, обеспечиваемая батареей, наибольшая? (A) A (B) B (C) C (D) D 23. В какой цепи эквивалентное сопротивление, подключенное к батарее, является наибольшим? (A) A (B) B (C) C (D) D 24. Какая цепь рассеивает наименьшую мощность? (A) A (B) B (C) C (D) D 25. Мощность, рассеиваемая в проводе, несущем постоянный электрический ток I, может быть записана как функция длины l провода, диаметра d провода , и удельное сопротивление материала в проволоке. В этом выражении рассеиваемая мощность прямо пропорциональна какому из следующего? (A) только l (B) только d (C) l и только (D) d и только 26.Провод с сопротивлением R рассеивает мощность P, когда через него проходит ток I. Провод заменяется другим проводом с сопротивлением 3R. Мощность, рассеиваемая новым проводом при прохождении через него того же тока, равна (A) P / 9 (B) P / 3 (C) 3P (D) 6P 27. Резистор на 30 Ом и резистор на 60 Ом подключаются, как показано. выше к батарее эдс 20 вольт и внутренним сопротивлением р. Сила тока в цепи 0,8 ампера. Какое значение r? (A) 0,22 (B) 4,5 (C) 5 (D)

7 28.Переменный резистор подключен к источнику постоянного напряжения. На каком из следующих графиков представлена ​​мощность P, рассеиваемая резистором, как функция его сопротивления R? 29. Если амперметр в приведенной выше схеме показывает ноль, какое сопротивление R? (A) 1,5 (B) 4 (C) 5 (D) 6 30 Какая из следующих комбинаций 4 резисторов будет рассеивать 24 Вт при подключении к 12-вольтовой батарее? (D) 31. Узкий пучок протонов создает ток А. На каждом метре пучка имеется 109 протонов.Что из следующего является наилучшей оценкой средней скорости протонов в пучке? (A) м / с (B) м / с (C) 10 7 м / с (D) 107 м / с 32. Схема на рисунке выше содержит две идентичные лампочки, соединенные последовательно с батареей. Сначала обе лампочки светятся с одинаковой яркостью. Что из следующего происходит с лампочками, когда переключатель S замкнут? Bulb I Bulb 2 (A) Гаснет Становится ярче (B) Становится ярче Гаснет (C) Становится ярче Становится немного тусклее (D) Становится немного тусклее Становится ярче 33. Номинальный уровень фена — 1200 Вт, 120 В.Его эффективное внутреннее сопротивление составляет (A) 0,1 Ом (B) 10 Ом (C) 12 Ом (D) 120 Ом 34. Когда переключатель S разомкнут в показанной цепи, показание амперметра A составляет 2,0 А. выключатель замкнут, показания амперметра увеличиваются (A) вдвое (B) немного увеличиваются, но не удваиваются (C) уменьшаются, но не вдвое (D) уменьшаются вдвое 382

8 35. Два проводящих цилиндрических провода сделаны из одного материал. Проволока X в два раза длиннее и в два раза больше диаметра проволоки Y.Какое отношение их сопротивлений Rx / Ry? (A) ½ (B) 1 (C) 2 (D) В схеме, показанной выше, эквивалентное сопротивление трех резисторов составляет (A) 15 Ом (B) 20 Ом (C) 50 Ом (D) 115 Ом Вопросы Четыре одинаковые лампочки K, L, M и N подключены в электрическую схему, показанную выше. 37. Оцените ток через лампочки. (A) L = M> K = N (B) L> M> K> N (C) N> K> L = M (D) N> L = M> K 38. В порядке уменьшения яркости (начиная с самая яркая), лампочки: (A) L = M> K = N (B) L> M> K> N (C) N> K> L = M (D) N> L = M> K 39.Лампочка К. перегорела. Какие из следующих утверждений верно? (A) Все лампочки гаснут. (B) Лампа N становится ярче. (C) Яркость лампы N остается прежней. (D) Лампа N становится тусклее, но не гаснет. 40. Лампочка М перегорела. Какие из следующих утверждений верно? (A) Все лампочки гаснут. (B) Лампочка N гаснет, но по крайней мере еще одна лампочка продолжает гореть. (C) Яркость лампы N остается прежней. (D) Лампа N становится тусклее, но не гаснет. 383

9 41.Когда два резистора с сопротивлением R1 и R2 соединены параллельно, эквивалентное сопротивление комбинации равно 5. Какое из следующих утверждений относительно сопротивлений является правильным? (A) R1 и R2 больше 5. (B) R1 и R2 равны 5. (C) R1 и R2 меньше 5. (D) Одно из сопротивлений больше 5, одно из сопротивление меньше, чем Три резистора R1, R2 и R3 подключены последовательно к батарее. Предположим, что R1 имеет ток 2,0 А, а сопротивление R2 равно 3.0, а R3 рассеивает 6,0 Вт мощности. Какое напряжение на R3? (A) 1,0 В (B) 3,0 В (C) 6,0 В (D) 12 В 43. Когда к батарее подключается одиночный резистор, в цепи рассеивается общая мощность P. Какая общая мощность рассеивается в цепи, если n идентичных резисторов соединены последовательно с использованием одной и той же батареи? Предположим, что внутреннее сопротивление батареи равно нулю. (A) n2p (B) np (C) P (D) P / n 44. Рассмотрим составную схему, показанную выше. Три лампочки 1, 2 и 3, представленные на схеме как резисторы, идентичны.Какие из следующих утверждений верны? Выберите два правильных ответа. (A) Лампа 3 ярче, чем лампа 1 или 2. (B) Лампа 3 пропускает больше тока, чем лампа 1 или 2. (C) На лампе 3 такое же падение напряжения, чем на лампе 1. (D) Лампа 3 имеет такое же падение напряжения на ней, как и на лампе. Провода I и II сделаны из того же материала. У провода II в два раза больше диаметра и в два раза больше длины провода I. Если у провода I сопротивление R, у провода II сопротивление (A) R / 8 (B) R / 4 (C) R / 2 (D) R 46. Дано В простой электрической схеме, приведенной выше, если ток во всех трех резисторах равен, какое из следующих утверждений должно быть верным? (A) X, Y и Z все имеют одинаковое сопротивление (B) X и Y имеют одинаковое сопротивление (C) Сумма X и Y имеет такое же сопротивление, как Z (D) X и Y имеют большее сопротивление, чем Z 47.Проволока Y изготовлена ​​из того же материала, но имеет вдвое больший диаметр и половину длины провода X. Если провод X имеет сопротивление R, то провод Y будет иметь сопротивление (A) R / 8 (B) R (C). 2R (D) 8R 384

10 48. На схеме выше представлена ​​простая электрическая цепь, состоящая из 5 одинаковых лампочек и 2 ячеек фонарика. Какую лампочку (или лампочки) вы ожидаете получить самой яркой? (A) Только V (B) Только V и W (C) Только V и Z (D) Только V, W и Z 49.Три разных резистора R1, R2 и R3 подключены параллельно к батарее. Предположим, что на R1 подается 2 В, R2 = 4, а R3 рассеивает 6 Вт. Какой ток в R3? (A) 0,5 A (B) 2 A (C) 3 A (D) 12 A 50. Если все резисторы в простой цепи слева имеют одинаковое сопротивление, какое из них рассеивает наибольшую мощность? (A) резистор A (B) резистор B (C) резистор C (D) резистор D 51. Каждый член семьи из шести человек владеет компьютером мощностью 500 Вт в цепи 120 В. Если все компьютеры подключены к одной цепи, защищенной предохранителем на 20 ампер, какое максимальное количество компьютеров может работать одновременно? (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 или более вопросов Пять одинаковых лампочек, каждая с сопротивлением 10 Ом, соединены в простую электрическую цепь с переключателем и батареей на 10 В, как показано на диаграмму ниже.52. Какому из следующих значений наиболее близок установившийся ток в приведенной выше цепи? (A) 0,2 ампер (B) 0,37 ампер (C) 0,5 ампер (D) 2,0 ампер 53. Какая лампочка (или лампочки) может перегореть, не вызывая перегорание других лампочек в цепи? (A) только лампочка D (B) только лампочки C или D (C) только лампочки E (D) только лампы A или E 385

11 Вопросы Идеальная батарея, идеальный амперметр, переключатель и три резистора подключены, как показано . При разомкнутом переключателе, как показано на схеме, амперметр показывает 2.0 ампер. 54. Какова будет разница потенциалов на резисторе 15 Ом при разомкнутом переключателе? (A) 30 В (B) 60 В (C) 70 В (D) 110 В 55. При разомкнутом переключателе какое напряжение должно подаваться на аккумулятор? (A) 30 В (B) 60 В (C) 70 В (D) 110 В 56. Когда переключатель замкнут, какой будет ток в цепи? (A) 1,1 A (B) 2,0 A (C) 2,3 A (D) 3,0 A 57. Сколько тока проходит через резистор 4 Ом, рассеивающий мощность 36 Вт? (A) 2,25 ампера (B) 3,0 ампера (C) 4,24 ампера (D) 9.0 ампер Вопросы 9-вольтная батарея подключена к четырем резисторам, образуя простую схему, как показано выше. 58. Как будет сравниваться ток через резистор 2 Ом с током через резистор 4 Ом? (A) в четыре раза больше (B) в четыре раза больше (C) в два раза больше (D) и в равной степени 59. Каким будет потенциал в точке B по отношению к точке C в приведенной выше схеме? (A) +7 В (B) +3 В (C) 3 В (D) 7 В 60. Цилиндрический резистор имеет длину L и радиус r. Затем этот кусок материала вытягивается так, что он представляет собой цилиндр новой длины 2L.Что происходит с сопротивлением этого материала из-за этого процесса? (A) сопротивление разделено на четыре части. (B) сопротивление уменьшается вдвое. (C) сопротивление увеличивается вдвое. (D) сопротивление увеличивается в четыре раза. 386

12 61. Схема подключена, как показано. Все лампочки идентичны. Когда выключатель в цепи замкнут, загорается лампа №4, какая другая лампа (и) также становится ярче? (A) Только лампа №1 (B) Только лампа №2 (C) Только лампы №2 и №3 (D) Лампы №1, №2 и №3 62.Цилиндрический графитовый резистор имеет длину L и площадь поперечного сечения A. Он должен быть включен в цепь, но сначала должен быть разрезан пополам, чтобы новая длина составляла ½ L. Каково отношение нового удельного сопротивления к старому. удельное сопротивление цилиндрического резистора? (A) 4 (B) 2 (C) 1 (D) ½ Вопросы На схеме ниже показаны пять идентичных резисторов, подключенных в комбинации последовательно и параллельно к источнику напряжения. 63. Через какой резистор (ы) будет наибольший ток? (A) только J (B) только M (C) только N (D) только J&N 64.Какой резистор (ы) имеет наибольшую скорость рассеивания энергии? (A) только J (B) только M (C) только N (D) только J&N 65. В схеме выше вольтметр V потребляет незначительный ток, а внутреннее сопротивление батареи составляет 1,0 Ом. Показания вольтметра: (A) 10,5 В (B) 10,8 В (C) 11,6 В (D) 12,0 В 66. Предположим, у вас есть источник постоянного напряжения V 0 и три резистора R1, R2 и R3 с R1> R2> R3. Если вы хотите нагреть воду в ведре, какая из следующих комбинаций резисторов даст самый быстрый нагрев? (А) (В) (В) (Г) 387

13 67.Для показанной цепи к цепи между точками A и B добавлен закорачивающий провод с незначительным сопротивлением. При добавлении этого закорачивающего провода лампа № 3 гаснет. Какие лампочки (все одинаковые) в схеме светят? (A) Только лампочка 2 (B) Только лампочка 4 (C) Только лампочки 1 и 4 (D) Лампы 1, 2 и Учащийся хочет сделать лампочку более яркой. Он решает модифицировать нить накала. Как следует изменить нить накала лампочки, чтобы лампочка давала больше света при заданном напряжении? (A) Увеличьте только удельное сопротивление.(B) Увеличивайте только диаметр. (C) Только уменьшите диаметр. (D) только длина. 69. На схеме слева все лампы идентичны. Какая лампочка будет самой яркой? (A) A (B) B (C) C (D) D C 70. Для показанной цепи показание амперметра изначально равно I. Затем переключатель в цепи замыкается. Следовательно: (A) Показание амперметра уменьшается. (B) Разница потенциалов между E и F увеличивается. (C) Разность потенциалов между E и F остается неизменной. (D) Лампочка №3 загорится ярче.71. Для показанной схемы, когда закорачивающий провод (без сопротивления) соединяет точки, помеченные A и B, какая из пронумерованных лампочек становится ярче? Предположим, что все четыре лампы идентичны и имеют сопротивление R. (A) Только лампа 2 (B) Только лампа 3 (C) Только лампы 1 и 3 (D) Лампы 1, 2 и Рассмотрим простую схему, содержащую аккумулятор и три лампочки. Лампа A подключена параллельно лампочке B, и эта комбинация подключена последовательно с лампой C. Что произойдет с яркостью двух других лампочек, если лампочка A перегорит? (A) Оба станут ярче.(B) Лампа B станет ярче, а лампа C станет тусклее. (C) Лампа B станет тусклее, а лампа C станет ярче. (D) Только лампа B станет ярче 388

14 73. В схеме, показанной выше, устройство постоянного тока подключено к некоторым идентичным лампочкам. После того, как выключатель S в цепи замкнут, какое утверждение о схеме является правильным? (A) Лампа №2 становится ярче. (B) Лампа №1 становится тусклее. (C) Все три лампочки становятся одинаково ярче.(D) Напряжение между точками C и D уменьшается. 74. Два резистора по 1000 Ом подключены последовательно к источнику электрического тока на 120 В. Вольтметр с сопротивлением 1000 Ом подключен к последнему резистору, как показано. Какое будет показание вольтметра? (A) 80 В (B) 60 В (C) 40 В (D) 30 В 75. Два резистора, один с сопротивлением R, а второй с сопротивлением 4R, помещаются в цепь с напряжением V. Если сопротивление R рассеивает мощность P, какая мощность будет рассеиваться на сопротивлении 4R? (A) 4-пол. (B) 2-пол. (C) 1/2 пол. (D) 1/4 пол. 76.Батарея, амперметр, три резистора и переключатель соединены, образуя простую схему, показанную выше. Когда переключатель замкнут, что произойдет с разностью потенциалов на резисторе 15 Ом? (A) это будет равно разности потенциалов на резисторе 20 Ом (B), это будет вдвое больше разности потенциалов на резисторе 30 Ом (C), это будет равно разности потенциалов на резисторе 30 Ом (D), это будет половина разность потенциалов на резисторе 30 Ом Вопросы 9-вольтная батарея подключена к четырем резисторам, образуя простую схему, как показано ниже.77. Каким будет ток в точке E цепи? (A) 2 ампер (B) 4 ампер (C) 5 ампер (D) 7 ампер 389

15 78. Каким будет потенциал в точке B по отношению к точке D? (A) +2 В (B) +4 В (C) +5 В (D) +7 В 79. Четыре резистора, R1, R2, R3 и R4, подключены на схеме выше. Когда переключатель замкнут, в цепи течет ток. Если ток не течет через амперметр, когда он подключен, как показано, каким будет значение R3? (А) (В) (В) (Г) 80.Учитывая 4 одинаковых резистора с сопротивлением R, какая из следующих цепей будет иметь эквивалентное сопротивление 4/3 R? (A) (B) (C) (D) 81. Три лампочки в приведенной выше цепи идентичны, а внутреннее сопротивление батареи нулевое. Когда переключатель S замыкается, чтобы загореться лампочка 1, яркость какой из двух других ламп увеличивается (а)? (A) Ни одной из ламп (B) Только лампочка 2 (C) Только лампочка 3 (D) Обе лампы 82. В электрической цепи, показанной выше, ток через резистор 2,0 Ом равен 3.0 А. Примерно какая эдс у аккума? (A) 51 В (B) 42 В (C) 36 В (D) 24 В 390

16 83. Какую из следующих схем подключения можно использовать для экспериментального определения R с использованием закона Ома? Допустим, идеальный вольтметр и идеальный амперметр. (A) (B) (C) (D) Вопросы B1, B2, B3 и B4 — идентичные лампочки. К схеме подключены шесть вольтметров, как показано на рисунке. Все вольтметры подключены так, чтобы показывать положительные напряжения. Предположим, что вольтметры не влияют на схему.84. Если B2 перегорит при размыкании цепи, какой вольтметр (ы) покажет ноль вольт? (A) ни один не прочитал бы ноль (B) только V2 (C) только V3 и V4 (D) только V2, V4 и V5 85. Если бы B2 перегорел, разомкнув цепь, что случилось бы с чтением V1 ? Пусть V будет его исходным показанием, когда все лампочки работают, и пусть V будет его показанием, когда B2 перегорел. (A) V> 2V (B) 2V> V> V (C) V> V> V / 2 (D) V / 2> V Вопросы В схеме выше все резисторы имеют одинаковое сопротивление.Батарея, провода и амперметр имеют незначительное сопротивление. Замкнутый переключатель также имеет незначительное сопротивление. 86. При включении какой из переключателей будет происходить наибольшее рассеивание мощности в R2? (A) Только S1 (B) Только S2 (C) Только S1 и S2 (D) Только S1 и S3 87. При включении какого из переключателей будет получено наибольшее показание амперметра? (A) Только S2 (B) Только S3 (C) S1 и S2 (D) S1 и S3 88. При включении какого из переключателей на R3 будет возникать наибольшее напряжение? (A) Только S1 (B) Только S2 (C) Только S1 и S2 (D) Только S1 и S3 89.Для подключения цепи можно использовать два кабеля. Кабель A имеет более низкое удельное сопротивление, больший диаметр и длину, отличную от кабеля B. Какой кабель следует использовать для минимизации потерь тепла, если в любом из кабелей поддерживается одинаковый ток? (A) Кабель A (B) Кабель B (C) Потери тепла одинаковы для обоих. (D) Это невозможно определить, не зная длины каждого кабеля. 391

17 Вопросы Электрическая цепь состоит из батареи на 12 В, идеального предохранителя на 10 А и трех резисторов, подключенных, как показано выше.90. Какое будет показание вольтметра, подключенного к точкам A и C? (A) 12 В (B) 6 В (C) 3 В (D) 2 В 91. Каким будет показание амперметра, вставленного в точку B? (A) 9 A (B) 6 A (C) 3 A (D) 2 A 92. Отрезок провода с сопротивлением R подключен к батарее с нулевым внутренним сопротивлением. Затем провод разрезается пополам и две половинки соединяются параллельно. Когда комбинация повторно подключается к батарее, что происходит с результирующей рассеиваемой мощностью и током, потребляемым от батареи? Power Current (A) Двойные пары (B) Двойные пары (C) Двойные пары Четверные пары (D) Четверные пары Четверные пары 93.Фиксированное напряжение приложено к длине вольфрамовой проволоки. Увеличение мощности, рассеиваемой проводом, могло бы произойти, если бы что из следующего можно было увеличить? (A) Удельное сопротивление вольфрама (B) Площадь поперечного сечения провода (C) Длина провода (D) Температура провода 392

18 AP Physics Free Response Practice Circuits ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ТОЛЬКО ЦЕПИ С РЕЗИСТОРАМИ НАХОДИТСЯ В AP PHYSICS B3. В схеме, показанной выше, ток, отдаваемый 9-вольтовой батареей с внутренним сопротивлением 1 Ом, составляет 3 ампера.Мощность, рассеиваемая в R2, составляет 12 Вт. а. Определите показание вольтметра V на диаграмме. б. Определите сопротивление R 2. c. Определите сопротивление R B4. Схема состоит из батареи А с ЭДС EA = 60 В и внутренним сопротивлением r A = 3 Ом; батарея B ЭДС EB = 12 вольт и внутреннее сопротивление rb = 1 Ом; и четыре резистора, подключенных, как показано на схеме выше. а. Рассчитайте ток в резисторе 2 Ом. б. Рассчитайте мощность, рассеиваемую резистором сопротивлением 3 Ом. c. Рассчитайте напряжение на клеммах аккумулятора B.393

19 D 1980B2. Электрическое устройство, символ которого показан выше, требует для нормальной работы напряжения на клеммах 12 вольт и тока 2 ампера. а. Используя только это устройство и один или несколько резисторов на 3 Ом, спроектируйте схему так, чтобы устройство работало должным образом, когда цепь подключена к батарее с ЭДС 24 В и незначительным внутренним сопротивлением. В рамке, выделенной пунктирной линией на схеме ниже, нарисуйте схему, используя символ устройства и соответствующий символ для каждого резистора сопротивлением 3 Ом.б. Используя только это устройство и один или несколько резисторов на 3 Ом, спроектируйте схему так, чтобы устройство работало должным образом при подключении к источнику, который подает фиксированный ток в 6 ампер. В рамке, выделенной пунктирной линией на схеме ниже, нарисуйте схему, используя символ устройства и соответствующий символ. c. Рассчитайте рассеиваемую мощность в каждом резисторе сопротивлением 3 Ом, используемом в цепи в части b .. 394

20 1982B4. В кабине есть только два небольших электроприбора: радио, требующее 10 миллиампер при напряжении 9 вольт, и часы, которым требуется 20 миллиампер при напряжении 15 вольт.15-вольтовая батарея с незначительным внутренним сопротивлением обеспечивает электроэнергией для работы радио и часов. а. Заполните приведенную ниже схему, чтобы показать, как радиоприемник, часы и один резистор R можно подключить между точками A и B, чтобы на каждое устройство применялась правильная разность потенциалов. Используйте символы на схеме выше, чтобы обозначить радио и часы. A 15-вольтная батарея B b. Рассчитайте сопротивление R. c. Рассчитайте электрическую энергию, которая должна быть предоставлена ​​аккумулятором для работы цепей в течение 1 минуты.395

21 B3. Показанная выше схема состоит из двух батарей и трех резисторов. Считается, что соединительные провода имеют незначительное сопротивление. Сила тока I — 2 ампера. а. Рассчитайте сопротивление R. b. Рассчитайте ток в i. Резистор 6 Ом ii. Резистор на 12 Ом c. Потенциал в точке X равен 0 вольт. Вычислите электрический потенциал в точках B. C и D в цепи. d. Рассчитайте мощность, обеспечиваемую 20-вольтовой батареей.1986B3. В схеме, показанной выше, X, Y и Z представляют три лампочки, каждая из которых рассчитана на 60 Вт, 120 вольт. Предположим, что сопротивления лампочек постоянны и не зависят от силы тока. а. Какое сопротивление каждой лампочки? б. Какое эквивалентное сопротивление трех лампочек, если они расположены, как показано? c. Какова общая рассеиваемая мощность этой комбинации при подключении к источнику на 120 В, как показано на рисунке? d. Какой ток в лампочке X? е. Какова разность потенциалов на лампе X? f.Какова разность потенциалов на лампе Zd? 396

22 1987B4. Как показано выше, в цепь включены три резистора. Батарея имеет неизвестную, но постоянную ЭДС E и незначительное внутреннее сопротивление. а. Определите эквивалентное сопротивление трех резисторов. б. c. d. е. Ток I в резисторе R3 равен 0,40 ампера. Определите ЭДС E (напряжение) аккумулятора. Определите разность потенциалов на резисторе R 1. Определите мощность, рассеиваемую на резисторе R 1. Определите количество заряда, которое проходит через резистор R 3 за одну минуту.1988B3. Схема, показанная выше, включает переключатель S, который может быть замкнут для подключения конденсатора емкостью 3 микрофарад параллельно резистору 10 Ом или разомкнут для отключения конденсатора от цепи. Случай 1: Переключатель S разомкнут. Конденсатор не подключен. В этих условиях определяют: а. ток в батарее b. ток в резисторе 10 Ом c. разность потенциалов на резисторе 10 Ом. Случай II: Переключатель S замкнут. Конденсатор подключен. Через некоторое время токи достигают постоянных значений.В этих условиях определяют: d. заряд на конденсаторе e. энергия, запасенная в конденсаторе 397

23 1989B3. Последовательная схема состоит из батареи с незначительным внутренним сопротивлением, переменного резистора и электродвигателя с незначительным сопротивлением. Ток в цепи составляет 2 ампера, когда сопротивление в цепи установлено на 10 Ом. В этих условиях двигатель поднимает 1-килограммовую массу вертикально с постоянной скоростью 2 метра в секунду.а. Определите электрическую мощность i. рассеивается на резисторе ii. используется двигателем для подъема груза iii. питание от аккумулятора b. Определите разность потенциалов на i. резистор ii. двигатель iii. батарея. Теперь резистор регулируется до тех пор, пока масса не поднимется вертикально с постоянной скоростью 3 метра в секунду. Падение напряжения на двигателе пропорционально скорости двигателя, а ток остается постоянным. c. Определите падение напряжения на двигателе. d.Определите новое сопротивление в цепи. 1990B3. Аккумулятор с ЭДС 24 В и внутренним сопротивлением 1 Ом подключается к внешней цепи, как показано выше. Определите каждое из следующего: а. эквивалентное сопротивление комбинации резисторов на 4, 8 и 12 Ом b. ток в 5-омном резисторе c. напряжение на клеммах, В перем. тока батареи d. скорость, с которой энергия рассеивается в резисторе 12 Ом; e. величина разности потенциалов V BC f. мощность, отдаваемая батареей во внешнюю цепь 398

24 1991B4.Батарея с ЭДС E и внутренним сопротивлением r подключена к переменному сопротивлению R в точках X и Y., как показано выше слева. При изменении R изменяется как ток I, так и напряжение на клеммах VXY. Величины I и VXY измеряются для нескольких значений R, и данные отображаются в виде графика, как показано выше справа. а. Определите ЭДС Е аккумуляторной батареи. б. Определите внутреннее сопротивление батареи r. c. Определите значение сопротивления R, при котором ток I составит 3 ампера.d. Определите максимальный ток, который может производить аккумулятор. е. Измерения тока и напряжения производились амперметром и вольтметром. На схеме ниже покажите правильную схему для выполнения этих измерений. Используйте амперметр и для обозначения вольтметра. 399 для обозначения

25 1995B2. Определенная лампочка рассчитана на рассеивание 6 Вт при подключении к источнику 12 В. а. Рассчитайте сопротивление лампочки. б. Если лампочка функционирует должным образом и горит непрерывно в течение 30 дней, сколько энергии используется? Обязательно укажите единицы в своем ответе.c. d. е. 6-ваттная лампочка на 12 вольт подключена к цепи с тостером на 1500 ватт и 120 вольт; регулируемый резистор; и блок питания на 120 вольт. Схема спроектирована таким образом, что лампочка и тостер работают с заданными значениями, и, если лампочка выходит из строя, тостер по-прежнему будет работать с этими значениями. На схеме ниже нарисуйте провода, соединяющие показанные компоненты, чтобы образовать полную цепь, которая будет функционировать, как описано выше. Определите номинал регулируемого резистора, который необходимо использовать для правильной работы схемы.Если сопротивление регулируемого резистора увеличится, что произойдет со следующим? я. Яркость лампочки. Кратко объясните свои рассуждения. II. Мощность, рассеиваемая тостером. Кратко объясните свои рассуждения. 1996B4. Учащемуся предоставляется батарея напряжением 12,0 В с незначительным внутренним сопротивлением и четыре резистора со следующими сопротивлениями: 100, 30, 20 и 10. У ученика также есть множество проводов с незначительным сопротивлением для выполнения соединений по желанию. а. Используя все эти компоненты, нарисуйте принципиальную схему, в которой каждый резистор имеет ненулевой ток, протекающий через него, но в которой ток от батареи минимален.б. Используя все эти компоненты, нарисуйте принципиальную схему, в которой каждый резистор имеет ненулевой ток, протекающий через него, но в которой ток от батареи максимально велик (без короткого замыкания батареи). Батарея и резисторы теперь подключены по схеме, показанной выше. c. Определите следующее для этой схемы. я. Ток в 10-ом резисторе ii. Общая потребляемая мощность цепи d. Если предположить, что ток остается постоянным, сколько времени потребуется, чтобы обеспечить в цепи в общей сложности 10 кДж электроэнергии? 400

26 1997B4 (модифицированный) Три идентичных резистора, каждый из которых имеет сопротивление 30, включены в цепь для нагрева воды в стеклянном стакане.Батарея 24 В с незначительным внутренним сопротивлением обеспечивает питание. Три резистора могут быть подключены последовательно или параллельно. а. я. Если они соединены последовательно, какая мощность вырабатывается в цепи? II. Если они соединены параллельно, какая мощность вырабатывается в цепи? б. Используя батарею и один или несколько резисторов, спроектируйте схему, которая будет нагревать воду на самой быстрой крысе, когда резистор (ы) помещен в воду. Включите амперметр для измерения тока в цепи и вольтметр для измерения общей разности потенциалов в цепи.Предположим, что провода изолированы и не имеют сопротивления. Нарисуйте схему цепи в поле ниже, используя следующие символы для обозначения компонентов на вашей схеме. 2002B3B. Лампочки фиксированного сопротивления 3,0 и 6,0, батарея 9,0 В и переключатель S подключаются, как показано на схеме выше. Переключатель S замкнут. а. Рассчитайте ток в лампочке A. b. Какая лампочка самая яркая? Обосновать ответ. c. Затем выключатель S. Отметив соответствующие поля ниже, укажите, увеличивается ли яркость каждой лампочки, уменьшается или остается прежней.Объясните свои аргументы для каждой лампочки. я. Лампа A: яркость увеличивается, уменьшается, остается прежним. Объяснение: ii. Лампа B: яркость увеличивается, уменьшается, остается прежним. Пояснение: iii. Лампа C: яркость увеличивается, уменьшается, остается прежней. Пояснение: 401

27 1998B4 В схеме, показанной выше, A, B, C и D — идентичные лампочки. Предположим, что батарея поддерживает постоянную разность потенциалов между своими выводами (т.е.е. предполагается, что внутренним сопротивлением батареи можно пренебречь), а сопротивление каждой лампочки остается постоянным. а. Нарисуйте схему цепи в поле ниже, используя следующие символы для обозначения компонентов на вашей схеме. Пометьте резисторы A, B. C и D, чтобы указать соответствующие лампочки. б. c. Перечислите лампочки в порядке их яркости, от самой яркой до наименее яркой. Если какие-то две или более лампочки имеют одинаковую яркость, укажите, какие из них. Обосновать ответ.Затем лампочка D вынимается из патрона. я. Опишите изменение яркости, если таковое имеется, лампы A, когда лампочка D вынута из патрона. Обосновать ответ. II. Опишите изменение яркости, если таковое имеется, лампы B, когда лампочка D вынута из патрона. Обосновать ответ. 402

28 2000B3. Три идентичных резистора, каждый с сопротивлением R, и конденсатор F подключены к батарее на 30 В с незначительным внутренним сопротивлением, как показано на принципиальной схеме выше.Переключатели S I и S2 изначально замкнуты, а переключатель S3 первоначально разомкнут. Вольтметр подключается, как показано. а. Определите показания вольтметра. б. Переключатели Sl и S2 теперь разомкнуты, а затем переключатель S3 замкнут. Определите заряд Q на конденсаторе после того, как S 3 был замкнут в течение очень длительного времени. После того, как конденсатор полностью заряжен, переключатели S 1 и S2 остаются разомкнутыми, переключатель S3 остается замкнутым, пластины остаются неподвижными, а проводящий медный блок вставляется посередине между пластинами, как показано ниже.Пластины конденсатора разделены расстоянием 1,0 мм, а медный блок имеет толщину 0,5 мм. c. я. Какая разница потенциалов между пластинами? II. Какое электрическое поле внутри медного блока? iii. На схеме выше нарисуйте стрелки, чтобы четко указать направление электрического поля между пластинами. iv. Определите величину электрического поля в каждом из промежутков между пластинами и медным блоком. 403

29 2002B3 Две лампочки, одна мощностью 30 Вт при 120 В и другая мощностью 40 Вт при 120 В, расположены по двум разным цепям.а. Две лампы сначала подключаются параллельно к источнику 120 В. я. Определите сопротивление лампочки номиналом 30 Вт и ток в ней, когда она включена в эту цепь. II. Определите сопротивление лампочки номиналом 40 Вт и ток в ней, когда она включена в эту цепь. б. Лампочки теперь подключены последовательно друг к другу и к источнику 120 В. я. Определите сопротивление лампочки номиналом 30 Вт и силу тока в ней при включении в эту цепь. II. Определите сопротивление лампочки номиналом 40 Вт и ток в ней, когда она включена в эту цепь.c. В пустых местах ниже пронумеруйте лампы в каждой описанной ситуации в порядке их яркости. (1 = самая яркая, 4 = самая тусклая) Лампа 30 Вт в параллельной цепи Лампа 40 Вт в параллельной цепи Лампа 30 Вт в последовательной цепи Лампа 40 Вт в последовательной цепи d. Рассчитайте общую мощность, рассеиваемую двумя лампами в каждом из следующих случаев. я. Параллельная цепь ii. Последовательная схема 2003B2 A содержит два резистора (10 и 20) и два конденсатора (12 Ф и 6 Ф), подключенных к батарее 6 В, как показано на схеме выше.Схема подключена давно. а. Рассчитайте общую емкость цепи. б. Рассчитайте ток в резисторе 10. c. Рассчитайте разность потенциалов между точками A и B. d. Рассчитайте заряд, накопленный на одной пластине конденсатора 6 Ф. е. Провод обрезается в точке P. Будет ли разность потенциалов между точками A и B увеличиваться, уменьшаться или оставаться неизменной? увеличить уменьшение оставить без изменений Обоснуйте свой ответ. 404

30 2003Bb2.Студента просят разработать схему для питания электродвигателя током 1,0 мА при разности потенциалов 3,0 В. а. Определите мощность, подаваемую на двигатель. б. Определите электрическую энергию, которая будет подаваться на двигатель за 60 с. c. При работе, как указано выше, двигатель может поднимать килограммовый груз на расстояние 1,0 м за 60 с с постоянной скоростью. Определите КПД двигателя. Для работы с двигателем студенту доступна только батарея 9,0 В для использования в качестве источника питания и следующие пять резисторов.d. В отведенном ниже месте заполните принципиальную схему цепи, которая показывает, как один или несколько из этих резисторов могут быть подключены к батарее и двигателю, чтобы на двигатель подавались ток 1,0 мА и разность потенциалов 3,0 В. Обязательно пометьте каждый резистор в цепи правильным значением его сопротивления. 405

31 2007B3. Схема выше содержит батарею с незначительным внутренним сопротивлением, замкнутый переключатель S и три резистора, каждый с сопротивлением R или 2R.а. я. Расположите токи в трех резисторах от наибольшего к наименьшему, при этом номер 1 будет наибольшим. Если два резистора имеют одинаковый ток, дайте им одинаковый рейтинг. IA IB ii. Обоснуйте свои ответы. б. я. Расположите напряжения на трех резисторах от наибольшего к наименьшему, причем номер 1 — наибольшее. Если два резистора имеют одинаковое напряжение на них, дайте им одинаковый рейтинг. VA VB ii. Обоснуйте свои ответы. c. d. е. IC VC На запчасти c. через e. используйте E = 12 В и R = 200 Ом. Рассчитайте эквивалентное сопротивление цепи.Рассчитайте ток в резисторе RC. Переключатель S размыкается, резистор RB удаляется и заменяется конденсатором емкости F, а переключатель S снова замыкается. Рассчитайте заряд конденсатора после того, как все токи достигнут своих конечных установившихся значений. 1975E2. На диаграмме выше V = 100 вольт; С1 = 12 мкФ; C2 = 24 мкФ; R = 10 Ом. Изначально Cl и C2 не заряжены, и все переключатели разомкнуты. а. Сначала замыкается переключатель S1. Определите заряд Cl при достижении равновесия.б. Затем открывается S1, а затем закрывается S2. Определите заряд на C 1, когда снова будет достигнуто равновесие. c. Для условия равновесия части b. Определите напряжение на C1. d. S2 остается закрытым, и теперь S1 также закрывается. Сколько дополнительной зарядки идет от аккума? 406

32 B2007b3. В приведенной выше схеме батарея 12,0 В подключена к двум резисторам, один с сопротивлением 1000 Ом, а другой с сопротивлением 500 Ом. Конденсатор емкостью F подключен параллельно резистору 500 Ом.Цепь была подключена в течение длительного времени, и все токи достигли своего установившегося состояния. а. Рассчитайте ток в резисторе 500 Ом. б. я. Нарисуйте амперметр в схеме выше в таком месте, чтобы он мог измерять ток в резисторе 500 Ом. Используйте символ для обозначения амперметра. II. Нарисуйте вольтметр в схеме выше в таком месте, чтобы он мог измерять напряжение на резисторе 1000 Ом. Используйте символ c. d. е. для индикации вольтметра. Рассчитайте заряд, накопленный на конденсаторе.Рассчитайте мощность, рассеиваемую на резисторе 1000 Ом. Конденсатор теперь разряжен, и резистор 500 Ом удален и заменен резистором с большим сопротивлением. Цепь снова подключается, и токам снова дают возможность вернуться к своим установившимся значениям. Является ли теперь накопленный на конденсаторе заряд большим, меньшим или таким же, как в части c? Больше Меньше То же, что и Обоснование ответа. 1988E2. В схеме, показанной выше. аккумулятор был подключен долгое время, так что токи имеют стабильные значения.Учитывая эти условия, вычислите каждое из следующих a. Ток в резисторе 9 Ом. б. Ток в резисторе 8 Ом. c. Разность потенциалов на конденсаторе емкостью 30 мкФ. d. Энергия хранится в конденсаторе емкостью 30 мкФ. 407

33 1985E2 (изменено) В схеме, показанной выше, i1 и i2 — это токи через резисторы R l и R2, соответственно. V1, V2 и Vc — разности потенциалов на резисторе R 1, резисторе R2 и конденсаторе C соответственно.Изначально конденсатор не заряжен. а. Рассчитайте ток i1 сразу после включения переключателя S. б. c. d. Предположим, что переключатель S был замкнут в течение длительного времени. Рассчитайте текущий i2. Рассчитайте заряд Q на конденсаторе. Вычислите энергию U, запасенную в конденсаторе. 1986E2 (модифицированный) Пять резисторов подключены, как показано выше, к источнику ЭДС на 25 В с нулевым внутренним сопротивлением. а. Определите ток в резисторе, обозначенном R. b. c. Конденсатор емкостью 10 мкФ подключается между точками A и B.Токи в цепи и заряд конденсатора вскоре достигают постоянных значений. Определите постоянное значение для каждого из следующих. Ток в резисторе R Заряд на конденсаторе 408

34 1989E3. Батарея с ЭДС 20 вольт последовательно соединена с резистором на 300000 Ом и заполненным воздухом конденсатором с параллельными пластинами емкостью 6 мкФ. а. Определите энергию, запасенную в конденсаторе, когда он полностью заряжен.б. c. Расстояние между пластинами конденсатора внезапно увеличивается (за время, достаточно короткое, чтобы заряд не успел перенастроиться) до четырехкратного исходного значения. Определите работу, которая должна быть проделана для увеличения интервала таким образом. Определите ток в резисторе сразу после увеличения интервала. d. е. После долгого времени. схема переходит в новое статическое состояние. Определите общий заряд, прошедший через аккумулятор. Определите количество энергии, добавленной к батарее.1992E2. Конденсатор емкостью 2 мкФ (210 6 фарад), показанный на схеме выше, полностью заряжается путем замыкания переключателя S1 и удержания переключателя S2 в разомкнутом состоянии, таким образом подключая конденсатор к источнику питания на 2000 вольт. а. Определите каждое из следующих значений для этого полностью заряженного конденсатора. я. Величина заряда на каждой пластине конденсатора. II. Электрическая энергия, хранящаяся в конденсаторе. б. c. d. Позже переключатель S1 открывается. Затем переключатель S2 замыкается, подключая заряженный конденсатор емкостью 2 мкФ к резистору 1 мОм (1106) и конденсатору емкостью 6 мкФ, который изначально не заряжен.Определите начальный ток в резисторе в момент замыкания переключателя S2. Равновесие достигается через длительный период времени. Определите заряд положительной пластины каждого из конденсаторов в состоянии равновесия. Определите общую электрическую энергию, запасенную в двух конденсаторах в состоянии равновесия. Если энергия больше энергии, определенной в части а. II., откуда взялось увеличение? Если энергия меньше энергии, определенной в части а. II. Куда ушла электроэнергия? 409

35 1995E2 (модифицированный) Конденсатор с параллельными пластинами изготовлен из двух листов металла, каждый с площадью 1.0 квадратных метров, разделенных листом пластика толщиной 1,0 миллиметр (10 3 м), как показано выше. Измеренная емкость составляет 0,05 микрофарад (Ф). а. Какова диэлектрическая проницаемость пластика? б. c. d. е. f. Незаряженный конденсатор соединен последовательно с резистором R = Ом, 30-вольтовой батареей и открытым выключателем S, как показано выше. Затем переключатель замыкается. Каков начальный зарядный ток, когда переключатель S замкнут? Определите величину и знак окончательного заряда на нижней пластине полностью заряженного конденсатора.Сколько электроэнергии хранится в полностью заряженном конденсаторе? После того, как конденсатор полностью зарядится, его осторожно отключают, оставляя заряженный конденсатор изолированным в пространстве. Затем между металлическими пластинами вынимается пластиковый лист. Металлические пластины сохраняют свое первоначальное расстояние в 1,0 миллиметр. Какое новое напряжение на пластинах? Если теперь в конденсаторе накоплено больше энергии, откуда она взялась? Если сейчас энергии меньше, что с ней случилось? 1996E2 (модифицированный) Конденсаторы 1 и 2 емкостью C1 = 4 Ф и C2 = 12 Ф, соответственно, включены в схему, как показано выше, с резистором с сопротивлением R = 100 и двумя переключателями.Конденсатор 1 изначально заряжается до напряжения V 0 = 50 В, а конденсатор 2 изначально не заряжается. Затем оба переключателя S замыкаются в момент времени t = 0. a. Каковы окончательные заряды на положительной пластине каждого из конденсаторов 1 и 2 после достижения равновесия? б. Определите разницу между начальной и конечной запасенной энергией системы после достижения равновесия. 410

36 2008E2 (измененный) В схеме, показанной выше, A и B — это клеммы, к которым могут быть подключены различные компоненты схемы.а. Вычислите разность потенциалов на R2 сразу после включения переключателя S в каждом из следующих случаев. я. Резистор 50 Ом соединяет A и B. ii. Первоначально незаряженный конденсатор 0,80 мкФ соединяет A и B. 1978B3. Равномерное электрическое поле E создается между двумя пластинами конденсатора, каждая из которых имеет площадь A, которые разделены расстоянием s, как показано выше. а. б. c. d. е. Какова разность электрических потенциалов V между пластинами? Укажите знак заряда на каждой табличке. Вышеупомянутый конденсатор затем электрически подключается через резистор ко второму конденсатору с параллельными пластинами, изначально незаряженному, пластины которого имеют такую ​​же площадь А, но разделение только s / 2.Укажите на схеме ниже направление тока в каждом проводе и объясните, почему ток в конечном итоге прекратится. Какой конденсатор имеет больший заряд после прекращения тока? Объясните свои рассуждения. Полная энергия, запасенная в двух конденсаторах после прекращения тока, меньше начальной сохраненной энергии. Объясните качественно, что стало с этой потерянной энергией. 411

37 ОТВЕТОВ — Решение AP Physics с множественным выбором практических схем Ответ 1.Сопротивления следующие: I: 2, II: 4, III: 1, IV: 2 A, D 2. Общее сопротивление 3 и 6, включенных параллельно, равно 2, что составляет общее сопротивление цепи 6 и общий ток E /. R = 1 А. Этот 1 А будет делиться в соотношении 2: 1 на 3 и 6 соответственно, поэтому резистор 3 получает 2/3 А, что составляет разность потенциалов IR = (2/3 A) (3) = 2 В. 3. Добавление резисторов параллельно снижает общее сопротивление цепи, что увеличивает общий ток в цепи. А А 4. R = L / A. Наибольшее сопротивление — это самый длинный и самый узкий резистор.B 5. P = IE B 6. W = Pt = I 2 Rt B 7. Сопротивление двух резисторов, включенных параллельно, равно 1. Добавление к 2 резисторам, включенным последовательно с парой, дает 3 A 8. R = L / А. Наименьшее сопротивление — это самый широкий и самый короткий резистор C 9. Сопротивление двух резисторов, включенных параллельно, равно r / 2. Полное сопротивление цепи тогда составляет 10 + ½ r, что эквивалентно E / I = (10 В) / (0,5 A) = 20 = 10 + r / 2 10. Правило контура включает потенциал и энергию, поставляемую батареей. и его можно использовать в круговой петле. Д Б 11.Общее сопротивление цепи (включая внутреннее сопротивление) = 40; общий ток = 0,3 A. E = IR D 12. P = I 2 r A 13. Чем больше тока потребляется от батареи для параллельного соединения, тем больше мощности рассеивается в этом соединении. В то время как резисторы, включенные последовательно, разделяют напряжение батареи, резисторы, включенные параллельно, имеют полную разность потенциалов батареи. 14. Сопротивление последовательно соединенных 1 и 3 = 4. Это, параллельно с резистором 2, дает (2 4) / (2 + 4) = 8/6. Также обратите внимание, что эквивалентное сопротивление должно быть меньше 2 (2 резистора включены параллельно, а общее сопротивление параллельно меньше, чем наименьшее сопротивление), и есть только один вариант, меньший, чем верхняя ветвь, с удвоенным сопротивлением нижней ветви. , будет ½ тока нижней ветви.B A D 16. Большая петля с удвоенным радиусом имеет удвоенную длину окружности и R = L / A C 17. R = L / A. Если L 2, R 2 и равно r 2, тогда A 4 и R 4 создают чистый эффект R 2 4 B 18. Двигатель использует мощность P = IV = 60 Вт, но выдает только мощность P = Fv = mgv = 45 Вт. . Эффективность — это то, за что вы получаете то, за что платите = 45 / Сопротивление 2000 и 6000 параллельно = 1500, добавление 2500 последовательно дает общее сопротивление цепи I = I 1 = E / R всего 20. I 1 ток основной ветви и самый большой.Он разделится на I 2 и I 3, и, поскольку I 2 проходит через меньший резистор, он будет больше, чем I 3. D C A 21. P = V 2 / R D 412

38 22. Ток наибольший там, где сопротивление наименьшее. Сопротивления в порядке 1, 2, 4, 2 и 6. A 23. См. Выше D 24. Наименьшая мощность соответствует наибольшему сопротивлению (P = E 2 / R) D 25. P = I 2 R и R = L / A дает PL / d 2 C 26. P = I 2 RD 27. Общее сопротивление = E / I = 25. Сопротивление резисторов 30 и 60, включенных параллельно = 20, сложение внутреннего сопротивления последовательно с внешней цепью дает R всего = 20 + r = 25 C 28.P = V 2 / R, и если V является постоянным, P 1 / R A 29. Если амперметр показывает ноль, это означает, что переходы на концах амперметра имеют одинаковый потенциал. Чтобы это было правдой, падение потенциала на резисторе 1 и 2 должно быть одинаковым, а это означает, что ток через резистор 1 должен быть вдвое больше, чем на резисторе 2. Это означает, что сопротивление верхней ветви (1 и 3) должно быть 1/2 сопротивления нижней ветви (2 и R), что дает = ½ (2 + R) 30. Рассеивание 24 Вт означает R = V 2 / P = 6. Сопротивления в следующем порядке: 8, 4/3, 8/3, 12. Анализ размеров: A = C / с C / протон = протоны / с 10 9 протонов / метр = 10 7 м / с 32.При замыкании переключателя происходит короткое замыкание лампы 2, в результате чего к ней не течет ток. Поскольку лампы изначально были включены последовательно, это снижает общее сопротивление и увеличивает общий ток, делая лампочку 1 ярче. D D D B 33. P = V 2 / R C 34. Замыкание переключателя снижает сопротивление правой стороны с 20 до 15, в результате чего общее сопротивление цепи уменьшается с 35 до 30, то есть небольшое уменьшение, вызывая небольшое увеличение тока. Чтобы ток увеличился вдвое, общее сопротивление необходимо уменьшить вдвое.B 35. R = L / A L / d 2, где d — диаметр. R x / R y = L x / dx 2 L y / dy 2 = (2L y) dy 2 / [L y (2d y) 2] = ½ A 36. Эквивалентное сопротивление 20 и 60, включенных параллельно, составляет 15, добавленный к резистору 35 последовательно, дает = N находится в основной ветви, с наибольшим током. Затем ток делится на две ветви, при этом K получает в два раза больше тока, чем L и M. Ветвь L / M имеет удвоенное сопротивление ветви K. Последовательные L и M имеют одинаковый ток. C C 38. См. Выше. Ток связан с яркостью (P = I 2 R) C 39.Если K перегорает, цепь становится последовательной цепью с тремя последовательно включенными резисторами N, M и L, уменьшая ток через лампочку N. 40. Если M перегорает, цепь становится последовательной цепью с двумя резисторами, N и K включены последовательно, при этом лампа L также гаснет, поскольку она включена последовательно с лампой M. DD 41. Эквивалентное сопротивление при параллельном включении меньше наименьшего сопротивления. A 42. Последовательно все они имеют одинаковый ток, 2 А. P 3 = I 3 V 3 B 43. P = E 2 / R. Общее сопротивление n резисторов, включенных последовательно, равно nr, что составляет мощность P = E 2 / nr = P / n D 413

.
.