Последовательное и параллельное соединение проводников: физика 8 класса

Последовательное и параллельное соединение проводников в 8 классе — два способа подключить несколько приборов в одну цепь, и у каждого свои правила для тока, напряжения и сопротивления. Если запомнить, что в одном случае одинаков ток, а в другом напряжение, остальное выводится само. Ниже правила, сравнение на бытовых примерах и разбор задачи.

Суть простыми словами

Представь дорогу с препятствиями. Последовательное соединение — это одна узкая дорога, на которой по очереди стоят три шлагбаума: проехать нужно через каждый, и все машины едут одним потоком. Параллельное — развилка, где от одной трассы отходят два объезда: поток делится, и пропускная способность растёт.

Последовательное соединение (один проводник за другим, как гирлянда):

• сила тока везде одна: I = I₁ = I₂;
• напряжения складываются: U = U₁ + U₂;
• сопротивления складываются: R = R₁ + R₂.

Если один элемент перегорел, цепь разорвана, и всё гаснет.

Параллельное соединение (проводники подключены к одним и тем же двум точкам, как приборы в розетках квартиры):

• напряжение на всех ветках одинаково: U = U₁ = U₂;
• токи складываются: I = I₁ + I₂;
• общее сопротивление считают через обратные величины: 1/R = 1/R₁ + 1/R₂. Для двух проводников удобно R = R₁R₂ / (R₁ + R₂). Для двух одинаковых R общее R/2.

Общее сопротивление параллельного участка всегда меньше самого маленького из сопротивлений: появляется ещё одна дорога для тока. Если один прибор вышел из строя, остальные работают.

Разобранная задача. Два резистора, 6 Ом и 3 Ом, соединены параллельно и подключены к источнику 12 В. Найти общее сопротивление и токи. R = 6·3 / (6+3) = 18/9 = 2 Ом. Напряжение на каждом 12 В. Токи: I₁ = 12/6 = 2 А, I₂ = 12/3 = 4 А. Общий ток I = 2 + 4 = 6 А, и проверка: 12/2 = 6 А. Ответ: 2 Ом; 2 А и 4 А; 6 А.

Где встречается на экзамене

Правила записаны в кодификаторе ОГЭ 2027 (элемент 3.9): последовательное соединение, параллельное и смешанные соединения. Для параллельного там дана только формула для двух одинаковых проводников, R = R₁/2. Общая формула 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ — из курса физики 8 класса, она тоже пригодится. В демо задания 13 к холодильнику на кухне подключают мясорубку, и надо определить, как изменятся общее сопротивление цепи и потребляемая мощность. Ответ 21: сопротивление уменьшится, мощность увеличится. Расчётная задача 20 демо: три проводника, R₁ = 10 Ом, R₂ = R₃ = 5 Ом, амперметр показывает 2 А, найти напряжение на R₁, ответ 40 В. Ток через R₂ и R₃ одинаковый, поэтому через R₁ идёт 4 А. А в задании 9 по показаниям двух амперметров (1,5 А и 0,5 А) ищут ток через лампу, ответ демо — 2 А. Правила для напряжения при последовательном соединении и для тока при параллельном входят в опыты комплекта № 3 к лабораторному заданию 17.

Где ошибаются

1. Складывают сопротивления при параллельном соединении. Складываются обратные величины, и итог меньше любого слагаемого.
2. Делят напряжение между параллельными ветками. На каждой ветке полное напряжение участка: у двух ламп, включённых параллельно в 12 В, у каждой по 12 В, а не по 6. Делится напряжение только у последовательных элементов.
3. Не замечают смешанное соединение. Сначала упрощают параллельные участки до одного сопротивления, потом считают цепочку как последовательную.
4. Считают, что новый потребитель в розетке увеличит сопротивление. При параллельном подключении общее сопротивление уменьшается, а общий ток и мощность растут. Это ответ на демо №13.
5. Делят ток поровну всегда. Поровну он делится только между одинаковыми сопротивлениями; чем меньше R, тем больше ток.

Шпаргалка за 30 секунд

Следующий шаг: собери обе схемы в режимах «Последовательно», «Параллельно» и «Смешанно» тренажёра «Электрические цепи» и сверь показания приборов со своим расчётом. Дальше переходи к теме работа и мощность тока. Задачи на соединения — в сборнике задач по физике 8 класса, а смешанные схемы удобно разбирать на пробном занятии по физике.