Презентация по физике на тему "Соединение проводников" 11 класс учебник В.А. Касьянов

• 1 слайд

  Соединение проводников
  Физика 11 класс
  

• 2 слайд

  Последовательное соединение проводников
  Последовательное соединение – соединение при котором конец предыдущего проводника соединяется с началом только одного – последующего.
  

• 3 слайд

  Последовательное соединение проводников
  Напряжение U, по определению – это работа по перемещению единичного заряда электрическим полем. 𝑈= 𝐴 𝑞
  Тогда напряжение (работа) на концах последовательного участка будет складываться из напряжений на отдельных элементах
  𝑈= 𝑈 1 + 𝑈 2 + 𝑈 3
  

• 4 слайд

  Последовательное соединение проводников
  При последовательном соединении проводников сила тока, протекающая через резисторы, остается постоянной.
  𝑰 𝟏 = 𝑰 𝟐 = 𝑰 𝟑 =𝑰
  Эту закономерность можно легко объяснить используя определение силы тока и закон сохранения заряда. Как?
  Сила тока это заряд протекающий через поперечное сечение проводника в единицу времени. Изменение силы тока означает изменение заряда, т.е. он куда-то исчез или откуда-то взялся.
  

• 5 слайд

  Последовательное соединение проводников
  По закону Ома 𝑈=𝐼𝑅
  𝑰𝑹=𝑰 𝑹 𝟏 + 𝑰𝑹 𝟐 + 𝑰𝑹 𝟑
  Сила тока на всех участках одинакова, поэтому на нее можно сократить
  𝑹= 𝑹 𝟏 + 𝑹 𝟐 + 𝑹 𝟑
  При последовательном соединении резисторов, общее сопротивление цепи равно сумме их сопротивлений. Общее сопротивление увеличивается
  

• 6 слайд

  Последовательное соединение проводников
  (частный случай)
  Если все сопротивления последовательного соединения одинаковые то
  𝑼=𝑵 𝑼 𝟎
  𝑹=𝑵 𝑹 𝟎
  где N – количество резисторов, R0 – сопротивление одного
  где N – количество резисторов, U0 – напряжение на одном из них
  

• 7 слайд

  Параллельное соединение проводников
  Параллельное соединение проводников – соединение, при котором проводники подключены между одной и той же парой точек (узлами).
  Узел
  

• 8 слайд

  Параллельное соединение проводников
  По закону сохранения заряда, заряд поступающий в узел должен быть равен сумме зарядов выходящих из него за это же время.
  Узел
  𝒒= 𝒒 𝟏 + 𝒒 𝟐 + 𝒒 𝟑 →𝑰= 𝑰 𝟏 + 𝑰 𝟐 + 𝑰 𝟑
  

• 9 слайд

  Параллельное соединение проводников
  Так как работа электростатического поля не зависит от формы пути движения заряда, то напряжения на каждом из сопротивлений одинаково.
  Узел
  𝑼= 𝑼 𝟏 = 𝑼 𝟐 = 𝑼 𝟑
  

• 10 слайд

  Параллельное соединение проводников
  Запишем закон Ома для параллельного соединения.
  𝑰= 𝑰 𝟏 + 𝑰 𝟐 + 𝑰 𝟑 → 𝑼 𝑹 = 𝑼 𝑹 𝟏 + 𝑼 𝑹 𝟐 + 𝑼 𝑹 𝟑
  𝟏 𝑹 = 𝟏 𝑹 𝟏 + 𝟏 𝑹 𝟐 + 𝟏 𝑹 𝟑
  Для вычисления общего сопротивления приведем к общему знаменателю.
  1 𝑅 = 𝑅 2 𝑅 3 + 𝑅 1 𝑅 3 + 𝑅 1 𝑅 2 𝑅 1 𝑅 2 𝑅 3 →𝑅= 𝑅 1 𝑅 2 𝑅 3 𝑅 2 𝑅 3 + 𝑅 1 𝑅 3 + 𝑅 1 𝑅 2
  

• 11 слайд

  Параллельное соединение проводников
  Посчитаем общее сопротивление для конкретных значений сопротивлений. 𝑅 1 =1 Ом, 𝑅 2 =100 Ом, 𝑅 3 =1000 Ом
  Воспользуемся полученной формулой.
  𝑅= 1∗100∗1000 100∗1000+1∗1000+1∗100 =0,989 Ом
  Важно: Общее сопротивление резисторов при параллельном соединении меньше самого малого сопротивления цепи.
  

• 12 слайд

  Параллельное соединение проводников
  Величина 𝐺= 1 𝑅 называется электрической проводимостью проводника. Единица измерения проводимости – сименс (1 См).
  При параллельном соединении проводников проводимость цепи равна сумме проводимостей.
  𝑮= 𝑮 𝟏 + 𝑮 𝟐 + 𝑮 𝟑
  

• 13 слайд

  Параллельное соединение проводников
  Так как напряжение на каждом резисторе параллельной цепи одинаково, то
  Сила тока обратно пропорциональна величине сопротивления участка.
  Другими словами через самое маленькое сопротивление идет самый большой ток!
  𝐼 1 𝑅 1 = 𝐼 2 𝑅 2 → 𝑰 𝟏 𝑰 𝟐 = 𝑹 𝟐 𝑹 𝟏
  Ток идет по пути наименьшего сопротивления.
  

• 14 слайд

  Параллельное соединение проводников
  (частный случай)
  Общее сопротивление N одинаковых сопротивлений соединенных параллельно в N раз меньше каждого из них.
  Если все сопротивления параллельного соединения одинаковые то
  𝟏 𝑹 = 𝟏 𝑹 𝟎 + 𝟏 𝑹 𝟎 + 𝟏 𝑹 𝟎 ⋯+ 𝟏 𝑹 𝟎 → 𝟏 𝑹 = 𝑵 𝑹 𝟎 →𝑹= 𝑹 𝟎 𝑵
  

• 15 слайд

  Соединение проводников
  
  

• 16 слайд

  Задачи
  Задача 1. Найдите сопротивление Rab, если R1=12 Ом, R2=20 Ом, R3=30 Ом.
  Дано:
  R1=12 Ом
  R2=20 Ом
  R3=30 Ом
  
  Rab-?
  R1
  R23
  Резисторы R2 и R3 соединены параллельно, поэтому их можно заменить сопротивлением R23 значение которого можно посчитать по формуле:
  1 𝑅 23 = 1 𝑅 2 + 1 𝑅 3 = 𝑅 2 + 𝑅 3 𝑅 2 𝑅 3 → 𝑅 23 = 𝑅 2 𝑅 3 𝑅 2 + 𝑅 3
  Резисторы R23 и R1 соединены последовательно, поэтому их можно заменить сопротивлением Rab значение которого можно посчитать по формуле:
  𝑅 𝑎𝑏 = 𝑅 1 + 𝑅 23 = 𝑅 1 + 𝑅 2 𝑅 3 𝑅 2 + 𝑅 3 =12+ 20∗30 20+30 =24 Ом
  
  

• 17 слайд

  Задачи
  Задача 2. Найдите сопротивление Rab, если R1=12 Ом, R2=18 Ом, R3=5 Ом R4=10 Ом.
  Дано:
  R1=12 Ом
  R2=18 Ом
  R3=5 Ом
  R4=10 Ом
  
  
  Rab-?
  R1
  Резисторы R3 и R4 соединены последовательно, поэтому их можно заменить сопротивлением R34 значение которого можно посчитать по формуле:
  R2
  R3
  R4
  𝑹 𝟏𝟐 = 𝑹 𝟏 + 𝑹 𝟐 =𝟏𝟐 Ом+𝟏𝟖 Ом=𝟑𝟎 Ом
  Резисторы R1 и R2 соединены последовательно, поэтому их можно заменить сопротивлением R12 значение которого можно посчитать по формуле:
  𝑹 𝟑𝟒 = 𝑹 𝟑 + 𝑹 𝟒 =𝟓 Ом+𝟏𝟎 Ом=𝟏𝟓 Ом
  R12
  R34
  Из исходной схемы получаем следующую схему (эквивалентную)
  𝟏 𝑹 𝒂𝒃 = 𝟏 𝑹 𝟏𝟐 + 𝟏 𝑹 𝟑𝟒 → 𝑹 𝒂𝒃 = 𝑹 𝟏𝟐 𝑹 𝟑𝟒 𝑹 𝟏𝟐 + 𝑹 𝟑𝟒 =𝟏𝟎 Ом
  

• 18 слайд

  Задачи
  Задача 3. Найдите сопротивление Rab, см рис.
  Дано:
  R1=R6 = 3 Ом
  R2=R4 = 2 Ом
  R3=8 Ом
  R5= 6 Ом
  Rab-?
  R1
  R2
  Резисторы R2 , R3 и R4 соединены последовательно, поэтому их можно заменить сопротивлением R234 значение которого можно посчитать по формуле:
  Резисторы R234 и R5 соединены параллельно, поэтому их можно заменить сопротивлением R2345 значение которого можно посчитать по формуле:
  𝑅 2345 = 𝑅 234 𝑅 5 𝑅 234 + 𝑅 5 = 12∗6 12+6 =4 Ом
  
  R3
  R4
  R5
  R6
  a
  b
  R1
  R2345
  R6
  a
  b
  𝑅 234 = 𝑅 2 + 𝑅 3 + 𝑅 4 =2+8+2=12 Ом
  𝑹 𝒂𝒃 = 𝑹 𝟐𝟑𝟒𝟓 + 𝑹 𝟏 + 𝑹 𝟔 =𝟑+𝟒+𝟑=𝟏𝟎 Ом
  

• 19 слайд

  Задачи
  Задача 4. Найдите сопротивление Rab, см рис.
  Дано:
  Rab-?
  2R
  R
  2R
  a
  b
  2R
  2R
  R
  R
  R
  R
  2R
  2R
  2R
  

• 20 слайд

  Задачи
  Задача 4. Найдите сопротивление Rab, см рис.
  Дано:
  Rab-?
  2R
  R
  2R
  a
  b
  2R
  2R
  R
  R
  R
  R
  2R
  2R
  2R
  Выделенные сопротивления одинаковы по величине и параллельны, следовательно можно заменить эквивалентной схемой
  Помним! Общее сопротивление двух одинаковых параллельно включенных резисторов в два раза меньше величины каждого из них, общее сопротивление выделенного участка 2R/2=R
  

• 21 слайд

  Задачи
  Задача 4. Найдите сопротивление Rab, см рис.
  Дано:
  Rab-?
  R
  R
  a
  b
  2R
  2R
  R
  R
  R
  R
  2R
  2R
  2R
  Выделенные сопротивления одинаковы по величине и последовательны, следовательно можно заменить эквивалентной схемой
  Помним! Общее сопротивление двух одинаковых последовательно включенных резисторов в два раза больше величины каждого из них, общее сопротивление выделенного участка R+R=2R
  

• 22 слайд

  Задачи
  Задача 4. Найдите сопротивление Rab, см рис.
  Дано:
  Rab-?
  2R
  a
  b
  2R
  2R
  R
  R
  R
  R
  2R
  2R
  2R
  Выделенные сопротивления одинаковы по величине и параллельны, следовательно можно заменить эквивалентной схемой
  Помним! Общее сопротивление двух одинаковых параллельно включенных резисторов в два раза меньше величины каждого из них, общее сопротивление выделенного участка 2R/2=R
  Если продолжить эти рассуждения, то докажем, что общее сопротивление участка = R
  

• 23 слайд

  Задачи
  Задача 5. Сила тока протекающего по сопротивлениям 3 Ом равна 3 А. Найдите разность потенциалов и силу тока, протекающего через сопротивления 6 Ом и 8 Ом.
  Дано:
  R1=R6 = 3 Ом
  R2=R4 = 2 Ом
  R3=8 Ом
  R5= 6 Ом
  Rab-?
  R1
  R2
  Резисторы R2 , R3 и R4 соединены последовательно, поэтому их можно заменить сопротивлением R234 значение которого можно посчитать по формуле:
  Резисторы R234 и R5 соединены параллельно, поэтому их можно заменить сопротивлением R2345 значение которого можно посчитать по формуле:
  𝑅 2345 = 𝑅 234 𝑅 5 𝑅 234 + 𝑅 5 = 12∗6 12+6 =4 Ом
  
  R3
  R4
  R5
  R6
  a
  b
  R1
  R2345
  R6
  a
  b
  𝑅 234 = 𝑅 2 + 𝑅 3 + 𝑅 4 =2+8+2=12 Ом
  𝑹 𝒂𝒃 = 𝑹 𝟐𝟑𝟒𝟓 + 𝑹 𝟏 + 𝑹 𝟔 =𝟑+𝟒+𝟑=𝟏𝟎 Ом
  c
  d
  Напомним решение задачи 3
  

• 24 слайд

  Задачи
  Задача 5. Сила тока протекающего по сопротивлениям 3 Ом равна 3 А. Найдите разность потенциалов и силу тока, протекающего через сопротивления 6 Ом и 8 Ом.
  Дано:
  R1=R6 = 3 Ом
  R2=R4 = 2 Ом
  R3=8 Ом
  R5= 6 Ом
  Rab-?
  R1
  R2
  Общее сопротивление участка ab 10 Ом.
  Все резисторы эквивалентной цепи последовательны, т.е. сила тока одинакова и равна I=3 А
  R3
  R4
  R5
  R6
  a
  b
  R1
  R2345
  R6
  a
  b
  𝐼= 𝑈 𝑎𝑏 𝑅 𝑎𝑏 → 𝑈 𝑎𝑏 =𝐼 𝑅 𝑎𝑏
  𝑼 𝒂𝒃 = 𝑰𝑹 𝒂𝒃 =𝟏𝟎∗𝟑=𝟑𝟎 В
  c
  d
  Продолжение
  По закону Ома
  c
  d
  

• 25 слайд

  Задачи
  Задача 5. Сила тока протекающего по сопротивлениям 3 Ом равна 3 А. Найдите разность потенциалов и силу тока, протекающего через сопротивления 6 Ом и 8 Ом.
  Дано:
  R1=R6 = 3 Ом
  R2=R4 = 2 Ом
  R3=8 Ом
  R5= 6 Ом
  Rab-?
  R1
  R2
  Напряжение (разность потенциалов) на R1 и R6 одинаковы по закону Ома
  Резистор R5 включен между точками cd
  R3
  R4
  R5
  R6
  a
  b
  R1
  R2345
  R6
  a
  b
  𝑈 1 = 𝑈 6 =𝐼 𝑅 1 =𝐼 𝑅 6 =3∗3=9 В
  𝑰 𝟓 = 𝑼 𝒄𝒅 𝑹 𝟓 = 𝟏𝟐 𝟔 =𝟐 𝐀
  c
  d
  Продолжение
  c
  d
  Тогда 𝑈 𝑐𝑑 = 𝑈 𝑎𝑏 − 𝑈 1 − 𝑈 6 =30−9−9=12 В
  

• 26 слайд

  Задачи
  Задача 5. Сила тока протекающего по сопротивлениям 3 Ом равна 3 А. Найдите разность потенциалов и силу тока, протекающего через сопротивления 6 Ом и 8 Ом.
  Дано:
  R1=R6 = 3 Ом
  R2=R4 = 2 Ом
  R3=8 Ом
  R5= 6 Ом
  Rab-?
  R1
  R2
  В узел c приходит ток 3 А, через R5 идет ток 2 А, следовательно через R2, R3 и R4 идет ток 1 А. (Почему?)
  R3
  R4
  R5
  R6
  a
  b
  R1
  R2345
  R6
  a
  b
  c
  d
  Продолжение
  c
  d
  Тогда по закону Ома напряжение на резисторе R3
  𝑼 𝟑 = 𝑰 𝟑 ∗ 𝑹 𝟑 =𝟏∗𝟖=𝟖 В