Изучение параллельного соединения проводников

U = U₁ = U₂, I = I₁ + I₂, 1/R = 1/R₁ + 1/R₂

Цель работы

Исследовать параллельное соединение двух резисторов и установить, как связана сила тока в общей цепи с силами тока в отдельных ветвях.

Теоретические сведения

Напряжение на параллельных ветвях

При параллельном соединении проводники подключены к одной и той же паре узлов. Разность потенциалов между этими узлами одинакова для каждой ветви:

U = U_{1} = U_{2}

Здесь $U$ — напряжение на всём участке, $U_{1}$ и $U_{2}$ — напряжения на ветвях (В).

Разветвление тока

Заряд не накапливается в узле, поэтому входящий ток равен сумме выходящих:

I = I_{1} + I_{2}

$I$ — сила тока в общей линии (А);
$I_{1}$ , $I_{2}$ — силы тока в отдельных ветвях (А).

Через резистор с меньшим сопротивлением при том же напряжении проходит больший ток.

Эквивалентное сопротивление

Для двух резисторов закон Ома приводит к соотношению:

\frac{1}{R} = \frac{1}{R _{1}} + \frac{1}{R _{2}}

Эквивалентное сопротивление $R$ меньше каждого из сопротивлений ветвей. Равенство напряжений и правило сложения токов сохраняются и для ветви с лампой, однако её отношение $U / I$ может меняться при изменении напряжения. Приборы в модели идеальные; амперметр измеряет либо общий ток, либо ток выбранной ветви.

Подготавливаем формулы…

Порядок работы

В списках «Резистор 1» и «Резистор 2» выберите пару резисторов, например № 1 и № 3. Ползунком «Напряжение источника» установите напряжение $6 В$ .
В списке «Амперметр измеряет» выберите «Общая цепь». Нажмите «Измерить», чтобы записать показания амперметра и вольтметра.
Не меняя напряжение источника, включите амперметр в «Ветвь резистора 1» и снова нажмите «Измерить».
Включите амперметр в «Ветвь резистора 2» и запишите показания.
Повторите измерения пунктов 2–4 при другом напряжении источника, а затем — с другой парой резисторов.
Сравните показания вольтметра во всех измерениях одной серии.
Для каждой серии найдите сумму сил тока в ветвях $I_{1} + I_{2}$ и сопоставьте её с силой тока в общей цепи.
Постройте график зависимости силы тока $I$ от напряжения $U$ , откладывая напряжение по горизонтальной оси. Отметьте точки для общей цепи и для каждой ветви и сравните их положение.
Сформулируйте вывод о напряжении на параллельно соединённых проводниках и о связи силы тока в общей цепи с силами тока в отдельных ветвях.

Подготавливаем формулы…

Эксперимент

Таблица измерений

Записей: 0

Результаты измерений эксперимента
№	U, В	I, А	t, с	E, Дж	№	№	№	№	№	l, м	S, мм²	№	Действия

Пока нет измерений

Нажмите «Измерить» в эксперименте.

График

Ось XОсь Y₁Ось Y₂Вид графика

График появится после измерений

Ответ

Соедините параллельно резисторы 1 и 3 при напряжении 6 В. Измерьте токи в обеих ветвях и в общей цепи. Чему равен общий ток в амперах?

Вопрос для размышления

Почему подключение ещё одной параллельной ветви увеличивает общий ток источника, не меняя напряжение на первой ветви?