Номер 1, страница 98, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 6. Характеристики электрических цепей. Параграф 69. Лабораторные и исследовательские работы. Темы исследовательских и проектных работ - номер 1, страница 98.

Условие.

• Последовательное и параллельное соединения проводников в технике.

Решение.

В электротехнике и электронике существует два основных способа соединения элементов электрической цепи: последовательное и параллельное. Выбор способа соединения зависит от конкретной задачи и требуемых характеристик цепи.

Последовательное соединение

При последовательном соединении все элементы (например, резисторы, лампочки, источники питания) включаются в цепь друг за другом, так что конец одного элемента соединяется с началом следующего. В такой цепи существует только один путь для протекания электрического тока.

Основные свойства последовательного соединения:
- Сила тока во всех участках цепи одинакова: $I_{общ} = I_1 = I_2 = ... = I_n$
- Общее напряжение в цепи равно сумме напряжений на каждом из элементов: $U_{общ} = U_1 + U_2 + ... + U_n$
- Общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений всех ее элементов: $R_{общ} = R_1 + R_2 + ... + R_n$

Применение в технике:
- Ёлочные гирлянды (старого образца): Лампочки соединены последовательно. Недостаток такого соединения в том, что при перегорании одной лампочки вся гирлянда перестает работать, так как цепь размыкается.
- Предохранители и автоматические выключатели: Эти защитные устройства всегда включаются последовательно с нагрузкой, которую они должны защищать. При превышении тока они разрывают цепь.
- Делители напряжения: Схемы, состоящие из последовательно соединенных резисторов, используются для получения более низкого напряжения из более высокого.
- Аккумуляторные батареи: Для получения более высокого напряжения (например, 12В в автомобильном аккумуляторе из шести 2В банок) отдельные элементы (банки) соединяют последовательно.

Недостаток: Основным недостатком является зависимость всех элементов друг от друга. Выход из строя одного элемента приводит к отказу всей цепи. Также, при добавлении новых элементов в цепь общее сопротивление возрастает, а сила тока уменьшается.

Ответ: Последовательное соединение — это соединение, при котором элементы цепи подключаются друг за другом, образуя единый контур для тока. Общее сопротивление равно сумме сопротивлений, а ток одинаков во всех элементах. Применяется в предохранителях, делителях напряжения и для увеличения общего напряжения источников питания.

Параллельное соединение

При параллельном соединении все элементы цепи подключаются к одной и той же паре точек (узлов). В этом случае ток, выходящий из источника, разветвляется и протекает по нескольким параллельным путям.

Основные свойства параллельного соединения:
- Напряжение на всех параллельно соединенных элементах одинаково и равно напряжению на этом участке цепи: $U_{общ} = U_1 = U_2 = ... = U_n$
- Общая сила тока в неразветвленной части цепи равна сумме сил токов в отдельных ветвях: $I_{общ} = I_1 + I_2 + ... + I_n$
- Величина, обратная общему сопротивлению, равна сумме величин, обратных сопротивлениям отдельных ветвей: $ \frac{1}{R_{общ}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + ... + \frac{1}{R_n} $

Применение в технике:
- Бытовая электропроводка: Все розетки, лампы и бытовые приборы в квартире или доме подключаются параллельно к электросети (например, 220 В). Это обеспечивает подачу на каждый прибор номинального напряжения и их независимую работу.
- Осветительные приборы в автомобиле: Фары, габаритные огни и другие лампы подключаются параллельно. Если одна лампа перегорит, остальные продолжат работать.
- Источники питания: Для увеличения общей емкости и отдаваемого тока аккумуляторы или батареи могут соединяться параллельно. При этом общее напряжение остается равным напряжению одного элемента.
- Вычислительная техника: Многие элементы в компьютерных платах подключены параллельно к шинам питания для обеспечения стабильного напряжения.

Преимущество: Главное преимущество — независимость работы элементов. Выход из строя одного элемента (если это не короткое замыкание) не влияет на работоспособность остальных. Также, при параллельном подключении общее сопротивление цепи уменьшается.

Ответ: Параллельное соединение — это соединение, при котором элементы цепи подключаются к двум общим точкам, создавая несколько путей для тока. Напряжение на всех элементах одинаково, а общее сопротивление меньше наименьшего из сопротивлений в ветвях. Широко используется в бытовой электропроводке и автомобильной электрике для независимой работы приборов.