Math Problem Statement

  1. Ділянка кола складається з трьох провідників, опори яких становлять 1Ом, 2 Ом і 3Ом. Накресліть електричні схеми провідників, якщо вони з’єднані: а) послідовно; б) паралельно; в) два паралельно з'єднаних провідника –послідовно з третім. Знайдіть загальний опір у цих випадках.

Solution

Розглянемо кожен з випадків по черзі та знайдемо загальний опір для кожного з варіантів.

а) Провідники з’єднані послідовно

Якщо опори R1=1ΩR_1 = 1 \, \Omega, R2=2ΩR_2 = 2 \, \Omega, R3=3ΩR_3 = 3 \, \Omega з'єднані послідовно, то загальний опір можна знайти за формулою:

Rзаг=R1+R2+R3R_{\text{заг}} = R_1 + R_2 + R_3

Підставимо значення:

Rзаг=1Ω+2Ω+3Ω=6ΩR_{\text{заг}} = 1 \, \Omega + 2 \, \Omega + 3 \, \Omega = 6 \, \Omega

Загальний опір в цьому випадку: 6 Ом.

Електрична схема послідовного з'єднання:

---(R1 = 1Ω)---(R2 = 2Ω)---(R3 = 3Ω)---

б) Провідники з’єднані паралельно

Якщо провідники з'єднані паралельно, то загальний опір можна знайти за формулою для паралельного з'єднання:

1Rзаг=1R1+1R2+1R3\frac{1}{R_{\text{заг}}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3}

Підставимо значення опор:

1Rзаг=11+12+13\frac{1}{R_{\text{заг}}} = \frac{1}{1} + \frac{1}{2} + \frac{1}{3}

Потрібно виконати обчислення:

1Rзаг=1+0.5+0.3333=1.8333\frac{1}{R_{\text{заг}}} = 1 + 0.5 + 0.3333 = 1.8333

Тепер знаходимо RзагR_{\text{заг}}:

Rзаг=11.83330.545ΩR_{\text{заг}} = \frac{1}{1.8333} \approx 0.545 \, \Omega

Загальний опір в цьому випадку: 0.545 Ом.

Електрична схема паралельного з'єднання:

---+---(R1 = 1Ω)---+---
  |                |
  +---(R2 = 2Ω)---+--- 
  |                |
  +---(R3 = 3Ω)---+---

в) Два паралельно з'єднаних провідники — послідовно з третім

У цьому випадку два провідники з'єднані паралельно, а потім цей паралельний блок з'єднаний послідовно з третім провідником.

  1. Спочатку знайдемо загальний опір для паралельного з'єднання двох провідників R1=1ΩR_1 = 1 \, \Omega і R2=2ΩR_2 = 2 \, \Omega:

1Rпарал=1R1+1R2=11+12=1+0.5=1.5\frac{1}{R_{\text{парал}}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} = \frac{1}{1} + \frac{1}{2} = 1 + 0.5 = 1.5

Знаходимо RпаралR_{\text{парал}}:

Rпарал=11.5=0.667ΩR_{\text{парал}} = \frac{1}{1.5} = 0.667 \, \Omega

  1. Тепер цей паралельний блок з'єднуємо послідовно з провідником R3=3ΩR_3 = 3 \, \Omega, і загальний опір можна знайти за формулою для послідовного з'єднання:

Rзаг=Rпарал+R3=0.667Ω+3Ω=3.667ΩR_{\text{заг}} = R_{\text{парал}} + R_3 = 0.667 \, \Omega + 3 \, \Omega = 3.667 \, \Omega

Загальний опір в цьому випадку: 3.667 Ом.

Електрична схема цього з'єднання:

---+---(R1 = 1Ω)---+---
  |                |
  +---(R2 = 2Ω)---+--- 
  |                |
  +----------------+
          |
      (R3 = 3Ω)
          |

Підсумок:

  • а) Послідовне з'єднання: Rзаг=6ΩR_{\text{заг}} = 6 \, \Omega
  • б) Паралельне з'єднання: Rзаг0.545ΩR_{\text{заг}} \approx 0.545 \, \Omega
  • в) Два паралельно з'єднані провідники, послідовно з третім: Rзаг=3.667ΩR_{\text{заг}} = 3.667 \, \Omega

Якщо у вас є додаткові питання або потрібно уточнення, не соромтесь звертатись!

Додаткові питання:

  1. Як змінюється загальний опір, якщо додати ще один провідник у паралельному з'єднанні?
  2. Що буде, якщо один з провідників у послідовному з'єднанні розірвати?
  3. Як можна визначити загальний опір для великої кількості з'єднаних провідників?
  4. Як можна спростити розрахунок загального опору для складних схем?
  5. Які ще види з'єднань можуть бути у практичних електричних колах?

Лайфхак:

Щоб швидко знаходити загальний опір для схем з паралельними з'єднаннями, можна використовувати калькулятор, який автоматично виконує обчислення для паралельного з'єднання, або таблиці для відомих комбінацій опор.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Electrical Resistance
Series and Parallel Circuits
Ohm's Law

Formulas

R_{total} = R_1 + R_2 + R_3 (for series connection)
1/R_{total} = 1/R_1 + 1/R_2 + 1/R_3 (for parallel connection)

Theorems

Ohm's Law

Suitable Grade Level

Grades 10-12