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Tous les types connus de conducteurs ont certaines propriétés, notamment résistance électrique. Cette qualité a trouvé son application dans les résistances, qui sont des éléments de circuit dotés d'une résistance réglée avec précision. Ils vous permettent d'ajuster le courant et la tension avec haute précision dans les diagrammes. Toutes ces résistances ont leurs propres qualités. Par exemple, la puissance pour la connexion en parallèle et en série des résistances sera différente. Par conséquent, dans la pratique, diverses méthodes de calcul sont souvent utilisées, grâce auxquelles il est possible d'obtenir des résultats précis.

Propriétés et caractéristiques techniques des résistances

Comme déjà indiqué, les résistances des circuits et circuits électriques remplissent une fonction de régulation. Pour cela, on utilise la loi d'Ohm, exprimée par la formule : I = U/R. Ainsi, avec une diminution de la résistance, une augmentation notable du courant se produit. Et inversement, plus la résistance est élevée, plus le courant est faible. En raison de cette propriété, les résistances sont largement utilisées en électrotechnique. Sur cette base, des diviseurs de courant sont créés et utilisés dans la conception d'appareils électriques.

En plus de la fonction de régulation du courant, des résistances sont utilisées dans les circuits diviseurs de tension. Dans ce cas, la loi d'Ohm sera légèrement différente : U = I x R. Cela signifie qu'à mesure que la résistance augmente, la tension augmente. Tout le fonctionnement des appareils destinés à diviser la tension repose sur ce principe. Pour les diviseurs de courant, une connexion parallèle de résistances est utilisée et pour une connexion série.

Dans les schémas, les résistances sont affichées sous la forme d'un rectangle mesurant 10x4 mm. Le symbole R est utilisé pour la désignation, qui peut être complété par une valeur de puissance de cet élément. Pour une puissance supérieure à 2 W, la désignation se fait en chiffres romains. L'inscription correspondante est placée sur le schéma à côté de l'icône de la résistance. La puissance est également incluse dans la composition appliquée au corps de l’élément. Les unités de résistance sont l'ohm (1 ohm), le kiloohm (1 000 ohm) et le mégaohm (1 000 000 ohm). La gamme de résistances s'étend de quelques fractions d'ohm à plusieurs centaines de mégaohms. Technologies modernes permettent de réaliser ces éléments avec des valeurs de résistance assez précises.

Un paramètre important d’une résistance est l’écart de résistance. Elle est mesurée en pourcentage de la valeur nominale. La série type d'écarts représente des valeurs sous la forme : + 20, + 10, + 5, + 2, + 1% et ainsi de suite jusqu'à la valeur + 0,001%.

La puissance de la résistance est d'une grande importance. Un courant électrique traverse chacun d’eux pendant le fonctionnement, provoquant un échauffement. Si valeur admissible la puissance dissipée dépasse la norme, cela entraînera une défaillance de la résistance. Il convient de noter que pendant le processus de chauffage, la résistance de l'élément change. Par conséquent, si les appareils fonctionnent sur de larges plages de température, une valeur spéciale appelée coefficient de résistance thermique est utilisée.

Pour connecter des résistances dans des circuits, trois méthodes de connexion différentes sont utilisées : parallèle, série et mixte. Chaque méthode a des qualités individuelles, ce qui permet d'utiliser ces éléments à diverses fins.

Alimentation en série

Lorsque les résistances sont connectées en série, le courant électrique traverse chaque résistance tour à tour. La valeur actuelle en tout point du circuit sera la même. Ce fait déterminé à l'aide de la loi d'Ohm. Si vous additionnez toutes les résistances indiquées sur le schéma, vous obtenez le résultat suivant : R = 200+100+51+39 = 390 Ohms.

Étant donné que la tension dans le circuit est de 100 V, le courant sera I = U/R = 100/390 = 0,256 A. Sur la base des données obtenues, la puissance des résistances connectées en série peut être calculée à l'aide de la formule suivante : P = I 2 x R = 0,256 2 x 390 = 25,55 W.

• P 1 = I 2 x R 1 = 0,256 2 x 200 = 13,11 W ;
• P 2 = I 2 x R 2 = 0,256 2 x 100 = 6,55 W ;
• P 3 = I 2 x R 3 = 0,256 2 x 51 = 3,34 W ;
• P 4 = I 2 x R 4 = 0,256 2 x 39 = 2,55 W.

Si l'on additionne la puissance reçue, alors le total P sera : P = 13,11 + 6,55 + 3,34 + 2,55 = 25,55 W.

Alimentation avec connexion parallèle

Avec une connexion parallèle, tous les débuts des résistances sont connectés à un nœud du circuit et les extrémités à un autre. Dans ce cas, le courant se divise et commence à circuler à travers chaque élément. Selon la loi d'Ohm, le courant sera inversement proportionnel à toutes les résistances connectées et la valeur de la tension aux bornes de toutes les résistances sera la même.

Avant de calculer le courant, il est nécessaire de calculer l'admittance de toutes les résistances à l'aide de la formule suivante :

• 1/R = 1/R 1 +1/R 2 +1/R 3 +1/R 4 = 1/200+1/100+1/51+1/39 = 0,005+0,01+0,0196+ 0,0256 = 0,06024 1 /Ohm.
• Puisque la résistance est une quantité inversement proportionnelle à la conductivité, sa valeur sera : R = 1/0,06024 = 16,6 Ohms.
• En utilisant une valeur de tension de 100 V, la loi d'Ohm calcule le courant : I = U/R = 100 x 0,06024 = 6,024 A.
• Connaissant l'intensité du courant, la puissance des résistances connectées en parallèle est déterminée comme suit : P = I 2 x R = 6,024 2 x 16,6 = 602,3 W.
• L'intensité du courant pour chaque résistance est calculée à l'aide des formules : I 1 = U/R 1 = 100/200 = 0,5A ; I 2 = U/R 2 = 100/100 = 1A ; I 3 = U/R 3 = 100/51 = 1,96 A ; Je 4 = U/R 4 = 100/39 = 2,56 A. En utilisant ces résistances comme exemple, on peut observer une tendance selon laquelle à mesure que la résistance diminue, le courant augmente.

Il existe une autre formule qui permet de calculer la puissance lors de la connexion de résistances en parallèle : P 1 = U 2 / R 1 = 100 2 / 200 = 50 W ; P 2 = U 2 /R 2 = 100 2 /100 = 100 W ; P 3 = U 2 /R 3 = 100 2 /51 = 195,9 W; P 4 = U 2 / R 4 = 100 2 / 39 = 256,4 W. En additionnant les puissances des résistances individuelles, vous obtenez leur puissance totale : P = P 1 + P 2 + P 3 + P 4 = 50 + 100 + 195,9 + 256,4 = 602,3 W.

Ainsi, la puissance pour la connexion en série et en parallèle des résistances est déterminée différentes façons, avec lequel vous pouvez obtenir les résultats les plus précis.

Dans les circuits électriques, les éléments peuvent être connectés selon divers schémas, y compris ils ont des connexions série et parallèle.

Connexion série

Avec cette connexion, les conducteurs sont connectés les uns aux autres en série, c'est-à-dire que le début d'un conducteur sera connecté à l'extrémité de l'autre. Caractéristique principale de cette connexion c'est que tous les conducteurs appartiennent à un seul fil, il n'y a pas de branches. Le même courant électrique circulera dans chacun des conducteurs. Mais la tension totale sur les conducteurs sera égale aux tensions combinées sur chacun d'eux.

Considérons un certain nombre de résistances connectées en série. Puisqu’il n’y a pas de branches, la quantité de charge passant par un conducteur sera égale à la quantité de charge passant par l’autre conducteur. L'intensité du courant sur tous les conducteurs sera la même. C'est la principale caractéristique de cette connexion.

Cette connexion peut être vue différemment. Toutes les résistances peuvent être remplacées par une résistance équivalente.

Le courant aux bornes de la résistance équivalente sera le même que le courant total circulant dans toutes les résistances. La tension totale équivalente sera la somme des tensions aux bornes de chaque résistance. C'est la différence de potentiel aux bornes de la résistance.

Si vous utilisez ces règles et la loi d'Ohm, qui s'applique à chaque résistance, vous pouvez prouver que la résistance de la résistance commune équivalente sera égale à la somme des résistances. La conséquence des deux premières règles sera la troisième règle.

Application

Connexion série utilisé lorsque vous devez délibérément allumer ou éteindre un appareil, l'interrupteur y est connecté par circuit séquentiel. Par exemple, une cloche électrique ne sonnera que lorsqu’elle sera connectée en série avec une source et un bouton. Selon la première règle, s’il n’y a pas de courant électrique sur au moins un des conducteurs, alors il n’y aura pas de courant électrique sur les autres conducteurs. Et vice versa, s’il y a du courant sur au moins un conducteur, alors il le sera sur tous les autres conducteurs. Une lampe de poche fonctionne également, dotée d'un bouton, d'une batterie et d'une ampoule. Tous ces éléments doivent être connectés en série, puisque la lampe de poche doit briller lorsque l'on appuie sur le bouton.

Parfois, une connexion série n’atteint pas les objectifs souhaités. Par exemple, dans un appartement où se trouvent de nombreux lustres, ampoules et autres appareils, vous ne devez pas connecter toutes les lampes et appareils en série, car vous n'avez jamais besoin d'allumer les lumières de chacune des pièces de l'appartement en même temps. temps. À cette fin, les connexions série et parallèle sont considérées séparément et un circuit de type parallèle est utilisé pour connecter les appareils d'éclairage dans l'appartement.

Connexion parallèle

Dans ce type de circuit, tous les conducteurs sont connectés en parallèle les uns aux autres. Tous les débuts des conducteurs sont connectés à un point et toutes les extrémités sont également connectées entre elles. Considérons un certain nombre de conducteurs homogènes (résistances) connectés dans un circuit parallèle.

Ce type de connexion est ramifié. Chaque branche contient une résistance. Électricité, ayant atteint le point de branchement, est divisé en chaque résistance et sera égal à la somme des courants de toutes les résistances. La tension aux bornes de tous les éléments connectés en parallèle est la même.

Toutes les résistances peuvent être remplacées par une résistance équivalente. Si vous utilisez la loi d’Ohm, vous pouvez obtenir une expression de résistance. Si, avec une connexion en série, les résistances ont été ajoutées, alors avec une connexion en parallèle, leurs valeurs inverses seront ajoutées, comme écrit dans la formule ci-dessus.

Application

Si nous considérons les connexions dans des conditions domestiques, alors dans un appartement, les lampes et les lustres doivent être connectés en parallèle. Si nous les connectons en série, alors lorsqu'une ampoule s'allume, nous allumons toutes les autres. Avec une connexion en parallèle, on peut, en ajoutant l'interrupteur correspondant à chacune des branches, allumer l'ampoule correspondante à volonté. Dans ce cas, allumer une lampe de cette manière n’affecte pas les autres lampes.

Tout électrique appareils ménagers dans l'appartement sont connectés en parallèle à un réseau avec une tension de 220 V, et connectés au tableau de distribution. En d’autres termes, la connexion parallèle est utilisée lorsqu’il est nécessaire de connecter des appareils électriques indépendamment les uns des autres. Les connexions série et parallèle ont leurs propres caractéristiques. Il existe également des composés mixtes.

Travail actuel

Les connexions série et parallèle évoquées précédemment étaient valables pour les valeurs de tension, de résistance et de courant étant les valeurs fondamentales. Le travail du courant est déterminé par la formule :

A = I x U x t, Où UN- travail actuel, t– le temps d'écoulement le long du conducteur.

Pour déterminer le fonctionnement avec un circuit de connexion en série, il est nécessaire de remplacer la tension dans l'expression originale. On a:

A=I x (U1 + U2) xt

Nous ouvrons les parenthèses et constatons que dans tout le diagramme, le travail est déterminé par le montant à chaque charge.

Nous considérons également un circuit de connexion parallèle. Nous ne modifions simplement pas la tension, mais le courant. Le résultat est:

A = A1+A2

Puissance actuelle

Lorsqu'on considère la formule de la puissance d'une section de circuit, il est à nouveau nécessaire d'utiliser la formule :

P=UxI

Après un raisonnement similaire, le résultat est que les connexions en série et en parallèle peuvent être déterminées par la formule de puissance suivante :

P=P1 + P2

En d’autres termes, pour tout circuit, la puissance totale est égale à la somme de toutes les puissances du circuit. Cela peut expliquer qu'il n'est pas recommandé d'allumer plusieurs appareils électriques puissants dans un appartement à la fois, car le câblage peut ne pas supporter une telle puissance.

L'influence du schéma de connexion sur la guirlande du Nouvel An

Après qu'une lampe d'une guirlande soit grillée, vous pouvez déterminer le type de schéma de connexion. Si le circuit est séquentiel, aucune ampoule ne s'allumera, car une ampoule grillée se brise circuit commun. Pour savoir quelle ampoule est grillée, vous devez tout vérifier. Remplacez ensuite la lampe défectueuse, la guirlande fonctionnera.

Lors de l'utilisation d'un circuit de connexion parallèle, la guirlande continuera à fonctionner même si une ou plusieurs lampes sont grillées, car le circuit n'est pas complètement interrompu, mais seulement une petite section parallèle. Pour restaurer une telle guirlande, il suffit de voir quelles lampes ne sont pas allumées et de les remplacer.

Connexion série et parallèle pour condensateurs

Avec un circuit en série, l'image suivante se présente : les charges du pôle positif de la source d'alimentation vont uniquement aux plaques extérieures des condensateurs externes. , situés entre eux, transfèrent la charge le long du circuit. Ceci explique l'apparition de charges égales avec des signes différents sur toutes les plaques. Sur cette base, la charge de tout condensateur connecté dans un circuit en série peut être exprimée par la formule suivante :

q total = q1 = q2 = q3

Pour déterminer la tension sur n'importe quel condensateur, vous avez besoin de la formule :

Où C est la capacité. La tension totale est exprimée par la même loi qui convient aux résistances. On obtient donc la formule de capacité :

C= q/(U1 + U2 + U3)

Pour simplifier cette formule, vous pouvez inverser les fractions et remplacer le rapport entre la différence de potentiel et la charge du condensateur. En conséquence nous obtenons :

1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3

La connexion parallèle des condensateurs est calculée un peu différemment.

La charge totale est calculée comme la somme de toutes les charges accumulées sur les plaques de tous les condensateurs. Et la valeur de la tension est également calculée selon les lois générales. À cet égard, la formule de la capacité totale dans un circuit de connexion en parallèle ressemble à ceci :

С= (q1 + q2 + q3)/U

Cette valeur est calculée comme la somme de chaque appareil du circuit :

С=С1 + С2 + С3

Connexion mixte de conducteurs

Dans un circuit électrique, les sections d'un circuit peuvent avoir des connexions à la fois en série et en parallèle, entrelacées les unes avec les autres. Mais toutes les lois évoquées ci-dessus pour certains types de composés sont toujours valables et sont utilisées par étapes.

Vous devez d’abord décomposer mentalement le diagramme en parties distinctes. Pour une meilleure représentation, il est dessiné sur papier. Regardons notre exemple en utilisant le diagramme ci-dessus.

Il est plus pratique de le représenter à partir des points B Et DANS. Ils sont placés à une certaine distance les uns des autres et du bord de la feuille de papier. Du côté gauche au point B un fil est connecté et deux fils partent vers la droite. Point DANS au contraire, il a deux branches à gauche, et un fil part après la pointe.

Ensuite, vous devez représenter l'espace entre les points. Le long du conducteur supérieur, il y a 3 résistances avec des valeurs conventionnelles 2, 3, 4. Du bas, il y aura un courant d'indice 5. Les 3 premières résistances sont connectées en série dans le circuit et la cinquième résistance est connectée en parallèle .

Les deux résistances restantes (la première et la sixième) sont connectées en série avec la section que nous considérons AVANT JC. Nous complétons donc le schéma avec 2 rectangles sur les côtés des points sélectionnés.

Nous utilisons maintenant la formule pour calculer la résistance :

• La première formule pour la connexion en série.
• Ensuite, pour le circuit parallèle.
• Et enfin pour le circuit séquentiel.

De la même manière, vous pouvez décomposer n'importe quel circuit complexe, incluant les connexions non seulement de conducteurs sous forme de résistances, mais également de condensateurs. Pour apprendre à calculer en utilisant différents types schémas, vous devez vous entraîner dans la pratique en accomplissant plusieurs tâches.

Sujets du codificateur d'examen d'État unifié: raccordement des conducteurs en parallèle et en série, raccordement mixte des conducteurs.

Il existe deux manières principales de connecter les conducteurs les uns aux autres : séquentiel Et parallèle Connexions. Diverses combinaisons de connexions série et parallèle entraînent mixte connexion des conducteurs.

Nous explorerons les propriétés de ces composés, mais nous aurons d’abord besoin de quelques informations générales.

Nous appelons un conducteur avec résistance résistance et représenté comme suit (Fig. 1) :

Riz. 1. Résistance

Tension de résistance est la différence de potentiel d'un champ électrique stationnaire entre les extrémités de la résistance. Entre quelles fins exactement ? En général, cela n’a pas d’importance, mais il est généralement pratique de faire correspondre la différence de potentiel avec la direction du courant.

Le courant dans le circuit circule du « plus » de la source vers le « moins ». Dans cette direction, le potentiel du champ stationnaire diminue. Rappelons encore une fois pourquoi il en est ainsi.

Laissez une charge positive se déplacer le long du circuit de point en point, en passant par une résistance (Fig. 2) :

Riz. 2.

Le champ stationnaire fait un travail positif dans ce cas.

Depuis class="tex" alt="q > 0"> и class="tex" alt="UNE > 0"> , то и !} class="tex" alt="\varphi_a - \varphi_b > 0"> !}, c'est à dire. class="tex" alt="\varphi_a > \varphi_b"> !}.

Par conséquent, nous calculons la tension aux bornes de la résistance comme la différence de potentiel dans le sens du courant : .

La résistance des fils conducteurs est généralement négligeable ; sur schémas électriques ah, il est considéré comme égal à zéro. De la loi d'Ohm, il s'ensuit que le potentiel ne change pas le long du fil : après tout, si et , alors . (Fig. 3) :

Riz. 3.

Ainsi, lorsqu'on considère les circuits électriques, on utilise une idéalisation qui simplifie grandement leur étude. A savoir, nous pensons que le potentiel d'un champ stationnaire ne change qu'en passant par éléments individuels circuit, et le long de chaque fil de connexion reste inchangé. DANS circuits réels le potentiel diminue de façon monotone lors du passage de la borne positive de la source au négatif.

Connexion série

Pour connexion série conducteurs, l’extrémité de chaque conducteur est reliée au début du conducteur suivant.

Considérons deux résistances et , connectées en série et connectées à la source Tension continue(Fig. 4). Rappelons que la borne positive de la source est indiquée par une ligne plus longue, donc le courant dans ce circuit circule dans le sens des aiguilles d'une montre.

Riz. 4. Connexion série

Formulons les propriétés de base d'une connexion série et illustrons-les avec cet exemple simple.

1. Lorsque les conducteurs sont connectés en série, l’intensité du courant y est la même.
En fait, la même charge traversera n’importe quelle section transversale de n’importe quel conducteur en une seconde. Après tout, les charges ne s'accumulent nulle part, elles ne quittent pas le circuit à l'extérieur et n'entrent pas dans le circuit de l'extérieur.

2. La tension dans une section constituée de conducteurs connectés en série est égale à la somme des tensions sur chaque conducteur.

En effet, la tension dans la zone est le travail du champ pour transférer une charge unitaire d'un point à un autre ; La tension dans une section est le travail du champ pour transférer une charge unitaire d'un point à un autre. Additionnés, ces deux travaux donneront au travail de terrain le transfert d'une charge unitaire d'un point à un point, c'est-à-dire la tension sur toute la section :

C'est aussi possible de manière plus formelle, sans aucune explication verbale :

3. La résistance d'une section constituée de conducteurs connectés en série est égale à la somme des résistances de chaque conducteur.

Soit la résistance de la section. D'après la loi d'Ohm on a :

c'est ce qui était requis.

Vous pouvez donner une explication intuitive de la règle d'ajout de résistances à l'aide d'un exemple particulier. Supposons que deux conducteurs de même substance et de même section transversale soient connectés en série, mais avec des longueurs et des longueurs différentes.

Les résistances des conducteurs sont égales :

Ces deux conducteurs forment un seul conducteur avec longueur et résistance

Mais ceci, nous le répétons, n’est qu’un exemple particulier. Les résistances s'additionneront également dans le cas le plus général - si les matériaux des conducteurs et leurs sections sont également différents.
La preuve en est donnée en utilisant la loi d'Ohm comme indiqué ci-dessus.
Nos preuves des propriétés d'une connexion en série, données pour deux conducteurs, peuvent être transférées sans modifications significatives au cas d'un nombre arbitraire de conducteurs.

Connexion parallèle

À connexion parallèle conducteurs, leurs débuts sont connectés à un point du circuit et leurs extrémités à un autre point.

Considérons à nouveau deux résistances, cette fois connectées en parallèle (Fig. 5).

Riz. 5. Connexion parallèle

Les résistances sont connectées à deux points : et. Ces points sont appelés nœuds ou points de branchement Chaînes. Sections parallèles aussi appelé branches; la section de à (dans le sens du courant) est appelée partie non ramifiée Chaînes.

Formulons maintenant les propriétés connexion parallèle et prouvez-les pour le cas de deux résistances illustré ci-dessus.

1. La tension sur chaque branche est la même et égale à la tension sur la partie non ramifiée du circuit.
En fait, les deux tensions aux bornes des résistances sont égales à la différence de potentiel entre les points de connexion :

Ce fait constitue la manifestation la plus claire de la potentialité d’un champ électrique stationnaire de charges en mouvement.

2. L'intensité du courant dans la partie non ramifiée du circuit est égale à la somme des intensités du courant dans chaque branche.
Supposons, par exemple, qu'une charge arrive en un point depuis une section non ramifiée sur une période de temps donnée. Pendant le même temps, la charge quitte la pointe vers la résistance et la charge quitte la résistance.

Il est clair que . DANS sinon une charge s'accumulerait en un point, modifiant le potentiel d'un point donné, ce qui est impossible (après tout, le courant est constant, le champ des charges en mouvement est stationnaire et le potentiel de chaque point du circuit ne change pas avec le temps ). Ensuite nous avons:

c'est ce qui était requis.

3. La valeur réciproque de la résistance d'une section d'une connexion parallèle est égale à la somme des valeurs réciproques des résistances des branches.
Soit la résistance de la section ramifiée. La tension sur la section est égale à ; le courant qui traverse cette section est égal à . C'est pourquoi:

En réduisant de , on obtient :

(1)

c'est ce qui était requis.

Comme dans le cas d'une connexion série, une explication peut être donnée de cette règle en utilisant un exemple particulier, sans recourir à la loi d'Ohm.
Laissez les conducteurs de la même substance avec des longueurs identiques mais des sections différentes être connectés en parallèle. Cette connexion peut alors être considérée comme un conducteur de même longueur, mais avec une section transversale. Nous avons:

Les preuves ci-dessus des propriétés d'une connexion parallèle peuvent être transférées sans modifications significatives au cas d'un nombre quelconque de conducteurs.

De la relation (1) on trouve :

(2)

Malheureusement, dans le cas général des conducteurs connectés en parallèle, un analogue compact de la formule (2) ne fonctionne pas et il faut se contenter de la relation

(3)

Néanmoins, une conclusion utile peut être tirée de la formule (3). À savoir, que les résistances de toutes les résistances soient identiques et égales. Alors:

Nous voyons que la résistance d'une section de conducteurs identiques connectés en parallèle est plusieurs fois inférieure à la résistance d'un conducteur.

Composé mixte

Connexion mixte les conducteurs, comme leur nom l'indique, peuvent être un ensemble de n'importe quelle combinaison de connexions série et parallèle, et ces connexions peuvent inclure à la fois des résistances individuelles et des sections composites plus complexes.

Le calcul d'une connexion mixte est basé sur les propriétés déjà connues des connexions série et parallèle. Il n'y a rien de nouveau ici : il suffit de démembrer soigneusement ce diagramme en sections plus simples connectées en série ou en parallèle.

Considérons un exemple de connexion mixte de conducteurs (Fig. 6).

Riz. 6. Composé mixte

Soit V, Om, Om, Om, Om, Om. Trouvons l'intensité du courant dans le circuit et dans chacune des résistances.

Notre circuit se compose de deux sections connectées en série et . Résistance des sections :

Ohm.

La section est une connexion parallèle : deux résistances connectées en série et connectées en parallèle à une résistance. Alors:

Ohm.

Résistance des circuits :

Ohm.

Nous trouvons maintenant l'intensité du courant dans le circuit :

Pour trouver le courant dans chaque résistance, calculons la tension dans les deux sections :

(Notez au passage que la somme de ces tensions est égale à V, c'est-à-dire la tension dans le circuit, comme elle devrait l'être avec une connexion en série.)

Les deux résistances sont excitées, donc :

(Au total, nous avons A, comme il se doit avec une connexion parallèle.)

L'intensité du courant dans les résistances est la même, puisqu'elles sont connectées en série :

Le courant A traverse donc la résistance.

Saviez-vous, Qu'est-ce qu'une expérience de pensée, une expérience gedanken ?
Il s’agit d’une pratique inexistante, d’une expérience d’un autre monde, d’une imagination de quelque chose qui n’existe pas réellement. Les expériences de pensée sont comme des rêves éveillés. Ils donnent naissance à des monstres. Contrairement à une expérience physique, qui est un test expérimental d'hypothèses, une « expérience de pensée » remplace comme par magie les tests expérimentaux par des conclusions souhaitées qui n'ont pas été testées dans la pratique, en manipulant des constructions logiques qui violent en réalité la logique elle-même en utilisant des prémisses non prouvées comme des prémisses prouvées, qui c'est, par substitution. Ainsi, la tâche principale des candidats aux « expériences de pensée » est de tromper l'auditeur ou le lecteur en remplaçant une véritable expérience physique par sa « poupée » - un raisonnement fictif en liberté conditionnelle sans aucune contrôle physique.
Remplir la physique d’« expériences de pensée » imaginaires a conduit à l’émergence d’une image absurde, surréaliste et confuse du monde. Un vrai chercheur doit distinguer ces « emballages de bonbons » des valeurs réelles.

Les relativistes et les positivistes soutiennent que les « expériences de pensée » sont un outil très utile pour tester la cohérence des théories (également nées dans notre esprit). En cela, ils trompent les gens, puisque toute vérification ne peut être effectuée que par une source indépendante de l'objet de la vérification. Le demandeur de l'hypothèse lui-même ne peut pas tester sa propre déclaration, puisque la raison même de cette déclaration est l'absence de contradictions dans la déclaration visibles par le demandeur.

Nous le voyons dans l’exemple du SRT et du GTR, qui se sont transformés en un type unique de religion qui régit la science et opinion publique. Aucun nombre de faits qui les contredisent ne peut vaincre la formule d'Einstein : « Si un fait ne correspond pas à la théorie, changez le fait » (Dans une autre version, « Le fait ne correspond-il pas à la théorie ? - Tant pis pour le fait »).

Le maximum auquel une « expérience de pensée » peut prétendre est seulement la cohérence interne de l’hypothèse dans le cadre de la logique propre du candidat, souvent loin d’être vraie. Cela ne vérifie pas le respect de la pratique. Une véritable vérification ne peut avoir lieu que dans le cadre d’une véritable expérience physique.

Une expérience est une expérience car elle n’est pas un raffinement de la pensée, mais un test de la pensée. Une pensée cohérente ne peut pas se vérifier. Cela a été prouvé par Kurt Gödel.

Habituellement, tout le monde a du mal à répondre. Mais cette énigme, appliquée à l’électricité, est résolue de manière tout à fait définitive.

L'électricité commence par la loi d'Ohm.

Et si nous considérons le dilemme dans le contexte des connexions parallèles ou en série – considérer une connexion comme une poule et l’autre comme un œuf, alors il n’y a aucun doute.

Parce que la loi d'Ohm est le circuit électrique le plus original. Et cela ne peut qu’être cohérent.

Oui, ils ont inventé une cellule galvanique et ne savaient pas quoi en faire, alors ils ont immédiatement imaginé une autre ampoule. Et voilà ce qui en est ressorti. Ici, une tension de 1,5 V circule immédiatement sous forme de courant, afin de respecter strictement la loi d'Ohm, à travers l'ampoule jusqu'à mur arrière la même batterie. Et à l'intérieur de la batterie elle-même, sous l'influence de la chimie sorcière, les charges se sont retrouvées à nouveau au point initial de leur voyage. Et donc, là où la tension était de 1,5 volts, cela reste ainsi. C'est-à-dire que la tension est toujours la même et que les charges se déplacent constamment et traversent successivement l'ampoule et la cellule galvanique.

Et il est généralement dessiné sur le schéma comme ceci :

D'après la loi d'Ohm I=U/R

Ensuite, la résistance de l'ampoule (avec le courant et la tension que j'ai écrits) sera

R.= 1/U, OùR. = 1 Ohm

Et le pouvoir sera libéré P. = je * U , c'est-à-dire P = 2,25 Vm

DANS circuit en série, surtout avec un exemple aussi simple et incontestable, il est clair que le courant qui le traverse du début à la fin est toujours le même. Et si nous prenons maintenant deux ampoules et veillons à ce que le courant passe d'abord dans l'une puis dans l'autre, alors la même chose se reproduira - le courant sera le même dans l'ampoule et dans l'autre. Bien que de taille différente. Le courant subit désormais la résistance de deux ampoules, mais chacune d’elles a la même résistance qu’auparavant et reste la même, car elle est déterminée uniquement par les propriétés physiques de l’ampoule elle-même. Nous calculons à nouveau le nouveau courant en utilisant la loi d'Ohm.

Il s'avérera égal à I=U/R+R, soit 0,75A, exactement la moitié du courant qui était au début.

Dans ce cas, le courant doit surmonter deux résistances, il devient plus petit. Comme le montre la lueur des ampoules, elles brûlent désormais à pleine intensité. Et la résistance totale d'une chaîne de deux ampoules sera égale à la somme de leurs résistances. Connaissant l'arithmétique, dans un cas particulier vous pouvez utiliser l'action de multiplication : si N ampoules identiques sont connectées en série, alors leur résistance totale sera égale à N multiplié par R, où R est la résistance d'une ampoule. La logique est impeccable.

Et nous continuerons nos expérimentations. Faisons maintenant quelque chose de similaire à ce que nous avons fait avec les ampoules, mais uniquement sur le côté gauche du circuit : ajoutons un autre élément galvanique, exactement le même que le premier. Comme vous pouvez le constater, notre tension totale a maintenant doublé et le courant est revenu à 1,5 A, ce qui est signalé par les ampoules, qui s'allument à nouveau à pleine puissance.

Nous concluons:

• Pour connexion série circuit électrique les résistances et les tensions de ses éléments sont additionnées et le courant sur tous les éléments reste inchangé.

Il est facile de vérifier que cette affirmation est vraie aussi bien pour les composants actifs (cellules galvaniques) que passifs (ampoules, résistances).

Autrement dit, cela signifie que la tension mesurée aux bornes d'une résistance (c'est ce qu'on appelle la chute de tension) peut être additionnée en toute sécurité avec la tension mesurée aux bornes d'une autre résistance, et le total sera le même 3 V. Et à chacune des résistances, il sera égal à la moitié - alors il y a 1,5 V. Et c'est juste. Deux cellules galvaniques produisent leurs tensions et deux ampoules les consomment. Parce que dans une source de tension, l’énergie des processus chimiques est convertie en électricité, qui prend la forme de tension, et dans les ampoules, la même énergie électrique est convertie en chaleur et en lumière.

Revenons au premier circuit, connectez-y une autre ampoule, mais différemment.

Maintenant, la tension aux points reliant les deux branches est la même que sur l'élément galvanique - 1,5 V. Mais comme la résistance des deux ampoules est également la même qu'avant, le courant traversant chacune d'elles circulera 1,5 A - "pleine courant lumineux.

La cellule galvanique leur fournit désormais du courant en même temps, par conséquent, ces deux courants en sortent en même temps. C'est courant total de la source de tension sera de 1,5 A + 1,5 A = 3,0 A.

Quelle est la différence entre ce circuit et celui où les mêmes ampoules étaient connectées en série ? Uniquement dans la lueur des ampoules, c'est-à-dire uniquement dans le courant.

Alors le courant était de 0,75 A, mais maintenant il est immédiatement de 3 A.

Il s'avère que si nous le comparons avec le circuit d'origine, alors lors de la connexion des ampoules en série (schéma 2), il y avait plus de résistance au courant (c'est pourquoi elle a diminué et les ampoules ont perdu leur luminosité), et une connexion parallèle a MOINS de résistance, bien que la résistance des ampoules soit restée inchangée. Quel est le problème?

Mais le fait est que nous oublions une vérité intéressante : toute épée est une épée à double tranchant.

Quand on dit qu’une résistance résiste au courant, on semble oublier qu’elle conduit quand même le courant. Et maintenant que les ampoules ont été connectées en parallèle, leur capacité globale à conduire le courant plutôt qu’à y résister a augmenté. Eh bien, et, en conséquence, un certain montant g, par analogie avec la résistance R. et devrait être appelé conductivité. Et cela doit se résumer à une connexion parallèle de conducteurs.

Eh bien, la voici

La loi d'Ohm ressemblera alors à

je = U* g&

Et dans le cas d’une connexion parallèle, le courant I sera égal à U*(G+G) = 2*U*G, ce qui est exactement ce que l’on observe.

Remplacement des éléments de circuit par un élément équivalent commun

Les ingénieurs doivent souvent reconnaître les courants et les tensions dans toutes les parties des circuits. Mais les circuits électriques réels peuvent être assez complexes et ramifiés et contenir de nombreux éléments qui consomment activement de l'électricité et sont connectés les uns aux autres dans des combinaisons complètement différentes. C'est ce qu'on appelle le calcul d'un circuit électrique. Cela se fait lors de la conception de l’approvisionnement énergétique des maisons, des appartements et des organisations. Dans ce cas, il est très important de savoir quels courants et tensions agiront dans le circuit électrique, ne serait-ce que pour sélectionner les sections de fils appropriées, les charges sur l'ensemble du réseau ou ses parties, etc. Et comme ils peuvent être compliqués circuits électroniques, contenant des milliers, voire des millions d'éléments, je pense que tout le monde comprend.

La toute première chose qui s'impose est d'utiliser la connaissance du comportement des courants de tension dans des connexions réseau aussi simples que série et parallèle. Ils font ceci : au lieu d'une connexion série trouvée sur le réseau de deux ou plusieurs appareils grand public actifs (comme nos ampoules), dessinez-en un, mais de manière à ce que sa résistance soit la même que les deux. Ensuite, l’image des courants et des tensions dans le reste du circuit ne changera pas. De même avec les connexions parallèles : à leur place, dessinez un élément dont la CONDUCTIVITÉ serait la même que les deux.

Maintenant, si nous redessinons le circuit, en remplaçant les connexions série et parallèle par un seul élément, nous obtiendrons un circuit appelé « circuit équivalent équivalent ».

Cette procédure peut être poursuivie jusqu’à ce qu’il nous reste la plus simple, avec laquelle nous avons illustré la loi d’Ohm au tout début. Seulement, à la place de l'ampoule, il y aura une résistance, appelée résistance de charge équivalente.

C'est la première tâche. Cela nous permet d'utiliser la loi d'Ohm pour calculer le courant total dans l'ensemble du réseau, ou le courant total de charge.

C'est le calcul complet réseau électrique.

Exemples

Laissez la chaîne contenir 9 résistances actives. Il peut s'agir d'ampoules ou d'autre chose.

Une tension de 60 V est appliquée à ses bornes d'entrée.

Les valeurs de résistance pour tous les éléments sont les suivantes :

Trouvez tous les courants et tensions inconnus.

Il est nécessaire de suivre le chemin de la recherche des sections parallèles et série du réseau, de calculer leurs résistances équivalentes et de simplifier progressivement le circuit. On voit que R 3, R 9 et R 6 sont connectés en série. Alors leur résistance équivalente R e 3, 6, 9 sera égale à leur somme R e 3, 6, 9 = 1 + 4 + 1 Ohm = 6 Ohm.

Maintenant, nous remplaçons la pièce parallèle de résistance R 8 et R e 3, 6, 9, obtenant R e 8, 3, 6, 9. Ce n'est que lors de la connexion de conducteurs en parallèle qu'il faudra ajouter la conductivité.

La conductivité est mesurée en unités appelées Siemens, l'inverse de l'ohm.

Si on retourne la fraction, on obtient une résistance R e 8, 3, 6, 9 = 2 Ohm

Exactement comme dans le premier cas, on combine les résistances R 2, R e 8, 3, 6, 9 et R 5 connectées en série, obtenant R e 2, 8, 3, 6, 9, 5 = 1 + 2 + 1 = 4 ohms.

Il reste deux étapes : obtenir une résistance équivalente à deux résistances pour le branchement en parallèle des conducteurs R 7 et R e 2, 8, 3, 6, 9, 5.

Il est égal à R e 7, 2, 8, 3, 6, 9, 5 = 1/(1/4+1/4)=1/(2/4)=4/2 = 2 Ohm

À la dernière étape, nous additionnons toutes les résistances connectées en série R 1, R e 7, 2, 8, 3, 6, 9, 5 et R 4 et obtenons une résistance équivalente à la résistance de l'ensemble du circuit R e et égale à la somme de ces trois résistances

R e = R 1 + R e 7, 2, 8, 3, 6, 9, 5 + R4 = 1 + 2 + 1 = 4 Ohm

Eh bien, rappelons-nous en l'honneur de qui l'unité de résistance que nous avons écrite dans la dernière de ces formules a été nommée, et utilisons sa loi pour calculer le courant total dans tout le circuit I.

Maintenant, en allant dans la direction opposée, vers une complexité croissante du réseau, nous pouvons obtenir des courants et des tensions dans toutes les chaînes de notre circuit assez simple selon la loi d'Ohm.

C'est ainsi que sont généralement calculés les schémas d'alimentation électrique des appartements, composés de sections parallèles et série. Ce qui, en règle générale, ne convient pas à l'électronique, car beaucoup de choses y fonctionnent différemment et tout est beaucoup plus complexe. Et un tel circuit, par exemple, quand on ne comprend pas si la connexion des conducteurs est en parallèle ou en série, est calculé selon les lois de Kirchhoff.