Номер 16.6, страница 78 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 16. Последовательное и параллельное соединения проводников - номер 16.6, страница 78.

Условие.

16.6. Каковы основные свойства параллельного соединения проводников?

Решение.

Параллельным соединением проводников называют такое соединение, при котором начала всех проводников соединяются в одной общей точке (узле), а их концы — в другой. Такое подключение обладает следующими основными свойствами:

1. Напряжение
Напряжение на всех параллельно соединенных участках цепи одинаково и равно общему напряжению на концах всего разветвления. Это обусловлено тем, что все элементы подключены к одним и тем же двум точкам электрической цепи.
$U = U_1 = U_2 = ... = U_n$
где $\text{U}$ — общее напряжение, а $U_1, U_2, ..., U_n$ — напряжения на каждом из параллельных проводников.
Ответ: Напряжение на всех ветвях одинаково: $U = U_1 = U_2 = ... = U_n$.

2. Сила тока
Общая сила тока в цепи до точки разветвления равна сумме сил токов в каждой из параллельных ветвей. Это свойство вытекает из закона сохранения электрического заряда (первое правило Кирхгофа): сколько заряда втекает в узел, столько же из него и вытекает.
$I = I_1 + I_2 + ... + I_n$
где $\text{I}$ — общая сила тока, а $I_1, I_2, ..., I_n$ — силы тока в каждой из ветвей.
Ответ: Общий ток равен сумме токов в ветвях: $I = I_1 + I_2 + ... + I_n$.

3. Сопротивление
Величина, обратная общему (эквивалентному) сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям каждой из параллельных ветвей. Важным следствием является то, что общее сопротивление параллельного участка всегда меньше наименьшего из сопротивлений, входящих в него. Это происходит потому, что добавление новых путей для тока увеличивает общую проводимость цепи.
$\frac{1}{R_{общ}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + ... + \frac{1}{R_n}$
где $R_{общ}$ — общее сопротивление, а $R_1, R_2, ..., R_n$ — сопротивления отдельных проводников.
Ответ: Обратная величина общего сопротивления равна сумме обратных величин сопротивлений ветвей: $\frac{1}{R_{общ}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + ... + \frac{1}{R_n}$.

4. Распределение токов
Исходя из закона Ома ($I=U/R$) и равенства напряжений на всех ветвях, следует, что сила тока в каждой ветви обратно пропорциональна ее сопротивлению. То есть, чем меньше сопротивление ветви, тем больший ток через нее протекает.
Для двух ветвей: $\frac{I_1}{I_2} = \frac{R_2}{R_1}$
Ответ: Токи в ветвях обратно пропорциональны их сопротивлениям.

5. Независимость работы элементов
Параллельное соединение обеспечивает независимую работу подключенных к нему элементов. Если один из элементов выйдет из строя (например, перегорит лампочка), цепь в этой ветви разорвется, но остальные ветви продолжат работать, так как ток сможет протекать через них. Именно по этому принципу подключаются бытовые приборы в жилых домах.
Ответ: Выход из строя одного из элементов не прерывает работу остальных.