Содержание:

Электрическая цепь — это путь, по которому течёт электрический ток, состоящий из источника тока, потребителя энергии (нагрузки) и соединяющих их проводников. Без любой из этих трёх частей цепь не замкнётся и ток не пойдёт. Это базовое определение, с которого начинается вся тема электричества в 8 классе, и на нём держатся дальнейшие расчёты силы тока, напряжения и сопротивления.

Электрическая цепь и её составные части — физика 8 класс

Из чего состоит электрическая цепь

У любой цепи, от карманного фонарика до сложной бытовой техники, есть три обязательные части.

  • Источник тока — устройство, которое создаёт разность потенциалов и заставляет заряды двигаться. Это батарейка, аккумулятор, генератор.
  • Потребитель (его ещё называют нагрузкой) — элемент, который использует электрическую энергию и превращает её в другую форму. Лампочка превращает энергию в свет и тепло, электродвигатель — в механическую работу.
  • Проводники — провода, по которым заряды перемещаются от источника к потребителю и обратно. Обычно это металлические провода с хорошей проводимостью.

Кроме этих трёх обязательных частей, в реальной цепи почти всегда есть ключ или выключатель — он замыкает и размыкает цепь, и амперметр или вольтметр, если нужно что-то измерить. Но без источника, потребителя и проводников цепи просто не существует, а всё остальное — дополнения.

Графические обозначения элементов на схемах

Реальную цепь неудобно рисовать в виде батарейки и лампочки как на картинке — на это уходит много времени, и рисунок получается неточным. Поэтому в физике элементы цепи изображают условными графическими знаками, одинаковыми во всех учебниках и задачниках.

По теме: Электрическая цепь и её составные части.

У источника тока — это две параллельные палочки разной длины, у лампочки — кружок с крестиком внутри, у резистора — прямоугольник, у ключа — небольшой разрыв линии с чёрточкой. Провода на схеме — просто прямые линии. Такая схема называется электрической, и по ней сразу видно, как элементы соединены друг с другом, даже если реальная цепь выглядит как клубок проводов.

Умение читать схему и по ней собирать цепь на практике — один из навыков, который проверяют на лабораторных работах в 8 классе. Здесь чаще всего путают полярность источника тока: длинная палочка на схеме — это плюс, короткая — минус, и если перепутать, ток на схеме пойдёт в другую сторону.

Последовательное соединение элементов

При последовательном соединении элементы идут друг за другом, один провод соединяет конец одного элемента с началом следующего. Ток здесь может течь только по одному-единственному пути — разветвлений нет.

Пример из жизни — гирлянда на новогодней ёлке, если лампочки соединены последовательно: перегорела одна лампочка — цепь разомкнулась, и погасли все остальные. Ток во всех точках такой цепи одинаковый, а общее напряжение складывается из напряжений на отдельных элементах.

Параллельное соединение элементов

При параллельном соединении элементы подключаются к одним и тем же двум точкам цепи, и ток разветвляется — часть идёт через один элемент, часть через другой. Здесь появляются узлы — точки, где провод разветвляется на несколько.

Пример — розетки в квартире: если выключить одну лампу, остальные приборы, включённые в другие розетки, продолжат работать, потому что каждый прибор подключён к сети своим отдельным путём. Напряжение на всех параллельных ветвях одинаковое, а общий ток в цепи равен сумме токов в отдельных ветвях.

Чем последовательное соединение отличается от параллельного

Главное различие между двумя типами соединения — число узлов в цепи. В последовательной цепи узлов нет вообще, ток идёт по одной линии без разветвлений. В параллельной цепи узлы обязательно есть — именно в них ток делится на несколько ветвей.

ПризнакПоследовательное соединениеПараллельное соединение
Узлы в цепиотсутствуютесть, ток разветвляется
Путь токаодин общий путьнесколько отдельных ветвей
Что происходит при поломке одного элементацепь размыкается полностьюостальные ветви продолжают работать
Пример из бытастарая гирлянда с одной нитью проводоврозетки в одной комнате

Вопросы и ответы по теме

Что произойдёт с цепью, если убрать один из трёх обязательных элементов?

Цепь перестанет работать. Без источника тока не будет разности потенциалов, без потребителя энергия никуда не превратится, а без проводников заряды просто не смогут переместиться от одной части цепи к другой. Все три части нужны одновременно, ни одну из них нельзя пропустить.

Почему в электрической цепи используют условные обозначения, а не рисунки настоящих деталей?

Условные обозначения одинаковы во всех учебниках, задачниках и на реальных схемах приборов, поэтому любой человек, знающий физику, поймёт схему сразу, без подписей. Рисовать настоящую батарейку или лампочку долго и не всегда точно — важна не форма детали, а то, как она включена в цепь и с чем соединена.

Можно ли в одной цепи сочетать последовательное и параллельное соединение?

Да, такие цепи называют смешанными, и они встречаются чаще, чем чисто последовательные или чисто параллельные. Например, часть элементов может быть включена последовательно, а к одному из участков параллельно подключён ещё один потребитель. Расчёт такой цепи идёт по частям: сначала разбирают участок с последовательным соединением, потом — с параллельным, а затем объединяют результаты.

Чаще всего в этой теме путают направление тока с полярностью источника на схеме и забывают, что число узлов — это единственный надёжный признак, по которому отличают последовательное соединение от параллельного. Если на схеме нет ни одной точки разветвления — соединение последовательное, если хотя бы одна такая точка есть — параллельное.

Читайте также