4. 6. Вопрос

1. Чему равно полное сопротивление цепи, в которой ре­зисторы 1500 Ом и 3300 Ом соединены параллельно, а затем последовательно с резистором 4700 Ом? (Снача­ла нарисуйте цепь).

РЕЗЮМЕ

• Резисторы бывают постоянные и переменные.

• Разница между номинальным и действительным сопро­тивлениями, выраженная в процентах по отношению к номинальному сопротивлению, называется допуском.

• Резисторы бывают углеродистые, композиционные, про­волочные и пленочные.

• Углеродистые резисторы являются наиболее широко используемыми резисторами.

• Проволочные резисторы используются в цепях с боль­шими значениями токов, в которых выделяется боль­шое количество тепла.

• Пленочные резисторы имеют малые размеры и высокую точность.

• Переменные резисторы, которые используются для уп­равления напряжением, называются потенциометра­ми.

• Переменные резисторы, которые используются для уп­равления током, называются реостатами.

• Номинал резистора может быть определен по его мар­кировке.

• Номиналы резисторов указываются в цифробуквенной системе.

• Полное сопротивление последовательно соединенной цепи определяется формулой:

R_T = R₁ + R₂ + R₃+...+R_n.

• Полное сопротивление параллельно соединенной цепи определяется формулой:

11. J_ J_ J_

R_T Rj R₂ R₃ R_n

• Полное сопротивление последовательно-параллельной цепи определяется как формулой для последовательного соединения, так и формулой для параллельного соеди­нения.

Глава 4. Самопроверка

1. Опишите, как определяется сопротивление материала?

2. В каких пределах может находиться сопротивление ре­зистора номиналом 2200 Ом с допуском 10% ?

3. Запишите маркировку для следующих резисторов:

а. 5600 Ом ± 5%

б. 1,5 МОм ± 10%

в. 2,7 Ом ± 5%

г. 100 Ом ± 20%

д. 470 кОм ± 10%

4. Определите полное сопротивление показанной цепи.

5. Опишите, как проходит ток через последовательно-па­раллельную цепь.

ЦЕЛИ

После изучения этой главы студент должен быть в со­стоянии:

• Описать три основных части цепи.

• Описать три типа конфигурации цепей.

• Описать, как можно изменять ток в цепи.

• Дать определение закона Ома, связывающего ток, на­пряжение и сопротивление.

• С помощью закона Ома находить ток, напряжение и со­противление в последовательных, параллельных и пос­ледовательно-параллельных цепях.

• Описать отличия протекания полного тока в последова­тельных и параллельных цепях.

• Описать различия полного падения напряжения в пос­ледовательных и параллельных цепях.

• Описать различия полного сопротивления в последова­тельных и параллельных цепях.

Закон Ома определяет связь трех фундаментальных величин: силы тока, напряжения и сопротивления. Он утверждает, что сила тока прямо пропорциональна напря­жению и обратно пропорциональна сопротивлению.

В этой главе исследуется закон Ома и его применение к электрическим цепям. Некоторые понятия были введе­ны в предыдущих главах.

4. 1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ

Как установлено ранее, ток течет из точки с избытком электронов в точку с дефицитом электронов. Путь, по ко­торому следует ток, называется электрической цепью. Все электрические цепи состоят из источника тока, нагрузки и проводников. Источник тока обеспечивает разность по­тенциалов, которая позволяет течь току. Источником тока

может быть батарея, генератор или другое устройство, описанное в главе 3. Нагрузка оказывает сопротивление протеканию тока. Это сопротивление может быть высоким или низким, в зависимости от назначения цепи. Ток в цепи течет через проводники от источника к нагрузке. Провод­ник должен легко отдавать электроны. В большинстве про­водников используется медь.

Путь электрического тока к нагрузке может проходить через три типа цепей: последовательную цепь, параллель­ную или последовательно-параллельную цепи. Последова­тельная цепь (рис. 5-1) предоставляет току только один

^в2 Рис. 5-1. Последова­тельная цепь предос­тавляет один путь для протекания тока.

путь от источника к нагрузке. Параллельная цепь (рис. 5-2) предоставляет более одного пути для протекания тока. Она позволяет источнику прикладывать напряжение к бо­лее чем одной нагрузке. Она также позволяет подключить

Рис. 5-2. Парал­лельная цепь пре­доставляет более чем один путь для протекания тока.

U

	:Ri	:r2 :s
■т
L—

Рис. 5-3. Последова- тельно-парал дель­ная цепь является комбинацией после­довательной и па­раллельной цепей.

Рис. 5-6. Разомк­нутая цепь не под­держивает про­хождение тока.

Рис. 5-4. Ток электронов течет по электрической дели от отрицательного вывода источника тока через нагрузку и возвра­щается в источник тока че­рез положительный вывод.

Рис. 5-5. Замкнутая цепь обеспечивает прохождение тока.

несколько источников тока к одной нагрузке. Последова- тельно-параллельная цепь (рис. 5-3) является комбинаци­ей последовательной и параллельной цепей.

Ток электронов в электрической цепи течет от отрица­тельного вывода источника тока через нагрузку к положи­тельному выводу источника тока (рис. 5-4). Пока этот путь не нарушен, цепь замкнута и ток течет (рис. 5-5). Однако если прервать путь, цепь станет разомкнутой и ток не смо­жет по ней идти (рис. 5-6). Силу тока в электрической цепи можно изменять, изменяя либо приложенное напряжение, либо сопротивление цепи. Ток изменяется в таких же про­порциях, что и напряжение или сопротивление. Если на­пряжение увеличивается, то ток также увеличивается. Если напряжение уменьшается, то ток тоже уменьшается (рис. 5-7). С другой стороны, если сопротивление увеличи­вается, то ток уменьшается. Если сопротивление уменьша­ется, то ток увеличивается (рис. 5-8). Это соотношение меж-

Рис. 5-7. Силу тока в электрической цепи можно изменять пу­тем изменения напря­жения.

Рис. 5-8. Силу тока в электрической цепи также можно изме­нять путем изменения сопротивления цепи.

t*

R

ду напряжением, силой тока и сопротивлением называет­ся законом Ома.

кой цепи прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению цепи. Это может быть вы­ражено следующим образом:

напряжение

ток =

сопротивление

или

где I = ток в амперах,

Е = напряжение в вольтах,

R = сопротивление в омах.

Если две из этих трех величин известны, то третья все­гда может быть определена.

ПРИМЕР. Какова сила тока в цепи, изображенной на рис. 5-9 ?

Дано:

Решение:

Е_Ф

12

Н_Ф 1000

I = ?

Е_т = 12 В

R_T = 1000 Ом. 1_т = 0,012 А или 12 мА.

ПРИМЕР. Какое надо приложить напряжение к цепи на рис. 5-10, чтобы получить ток 20 миллиампер?

Г

■I

Рис. 5-10.

Ry »1,2кОм;-

Е„

= 0,02

Дано:

1_Т = 20 мА = 0,02 А

Е_т = ?

Решение:

т _ ^Ет

^хт ~~

R_T 1200

R_T = 1,2 кОм = Е_т = (0,02)(1200)

= 1200 Ом. Е_т = 24 В.

ПРИМЕР. Каково должно быть значение сопротивления в цепи, изображенной на рис. 5-11, чтобы получить ток 2 А?

Г

^Ет" т I

Рис. 5-11.

12°^в I _г 1_Т-2А

Дано: Решение:

К - 120 В ^RT

R„ = ? 2 = ¹²⁰

R_T

¹²⁰ -R ₂ -^rt

R„ = 60 Ом.