Copertă

V.8.1. Circuit Serie. Circuit Paralel. Scurtcircuitul

Alege rezolvarea exercițiului:

Exercițiul 1 (gratuit)

Rezolvare scurtă

În circuitul serie, tensiunea generatorului \( U \) se divide între becuri, deci \( U_{bec} < U \), ceea ce determină o intensitate luminoasă scăzută. În circuitul paralel, fiecare bec este conectat direct la bornele sursei, deci \( U_{bec} = U \). Deoarece becurile din circuitul paralel primesc tensiunea maximă a sursei, ele luminează mai intens decât cele din circuitul serie. Răspuns corect: b) În circuitul paralel.

Rezolvare detaliată

Analiza circuitului serie

Într-un circuit serie (Figura V.37), becurile sunt legate unul după celălalt, pe același traseu. Tensiunea oferită de baterie se împarte între cele două becuri. Deoarece energia generatorului este distribuită la mai mulți consumatori așezați succesiv, curentul electric care trece prin fiecare bec este mai slab. Prin urmare, becurile luminează mai slab decât dacă ar fi singure în circuit.

Analiza circuitului paralel

Într-un circuit paralel (Figura V.38), fiecare bec este conectat direct la bornele generatorului. Acest lucru înseamnă că fiecare bec primește întreaga tensiune a bateriei, exact ca și cum ar fi singur în circuit. Curentul total plecat de la sursă se împarte pe ramuri, asigurând fiecărui bec intensitatea necesară pentru a lumina la capacitate maximă.

Comparația intensității luminoase

Comparând cele două tipuri de montaje, observăm că în circuitul paralel becurile nu trebuie să "împartă" tensiunea sursei între ele în mod succesiv. Astfel, fiecare bec din montajul paralel va lumina mai puternic (mai intens) decât becurile montate în serie, unde curentul întâmpină o rezistență totală mai mare și tensiunea pe fiecare element este mai mică.

Concluzie

Lumina becurilor este mai intensă în circuitul paralel deoarece fiecare consumator beneficiază de tensiunea maximă a sursei de alimentare.

Rezolvare pe scurt:

Serie: \( U_{bec} = U / 2 \) (pentru 2 becuri identice) \(\rightarrow\) lumină slabă. Paralel: \( U_{bec} = U \) \(\rightarrow\) lumină intensă. Răspuns: b).

Cele mai importante aspecte ale lecției

1. Circuit Serie: O singură cale pentru curent. Același curent trece prin toate elementele. Dacă se adaugă consumatori, intensitatea scade. Dacă se întrerupe unul, se opresc toate.
2. Circuit Paralel: Căi multiple (ramuri). Curentul se împarte. Dacă un consumator este scos, ceilalți funcționează normal.
3. Scurtcircuit: Conectarea directă prin fir fără consumator. La un generator, poate provoca daune. La un consumator dintr-un circuit (ex. bec), acesta se stinge, iar restul elementelor din serie primesc un curent mai puternic.
Într-un circuit serie, elementele de circuit sunt legate unul după celălalt, pe același fir. Curentul electric parcurge succesiv toate elementele din circuit.
Schemă electrică ce conține o sursă de tensiune (baterie) și două becuri conectate succesiv, unul după celălalt, formând o singură buclă de circulație a curentului.
Într-un circuit serie, prin fiecare element de circuit trece același curent electric.
Dacă într-un circuit serie adăugăm mai multe becuri, intensitatea luminoasă a fiecărui bec scade. De asemenea, dacă un bec se arde sau este deconectat, circuitul se întrerupe, iar toate celelalte becuri se sting.
Într-un circuit paralel, toate elementele de circuit sunt legate direct la bornele generatorului, creându-se trasee (ramuri) separate pentru curentul electric.
Schemă electrică cu o baterie și două becuri. Fiecare bec se află pe propria sa ramură, fiind conectat direct la firele principale ce duc la bornele bateriei.
La legarea în paralel, curentul care pleacă de la generator se împarte prin fiecare element de circuit.
Dacă adăugăm mai multe becuri în paralel, intensitatea lor luminoasă nu scade. Dacă un bec se arde sau este deconectat, celelalte becuri continuă să lumineze, deoarece curentul are rute alternative.
Scurtcircuitul generatorului: Un circuit format doar dintr-un generator și un fir conductor care leagă direct cele două borne ale sale.
Scurtcircuitarea unui generator creează un curent electric foarte puternic, care generează multă căldură (uneori scântei) și poate distruge generatorul. Nu se recomandă scurtcircuitarea intenționată!
Scurtcircuitarea unui element de circuit: Reprezintă situația în care capetele unui singur element (ex. un bec) dintr-un circuit mai mare sunt unite printr-un fir conductor liber.
Schemă a unui circuit serie cu o baterie și trei becuri. Capetele primului bec sunt unite printr-un fir conductor suplimentar, ilustrând scurtcircuitarea acelui element specific.
Dacă într-un circuit serie cu trei becuri realizăm o legătură cu un fir peste bornele unuia dintre becuri, curentul va alege traseul firului (fără rezistență). Acel bec se va stinge, iar celelalte două becuri vor lumina mai puternic, deoarece curentul general din circuit crește.

Probleme practice

Ușoară: Becurile dintr-o instalație pentru bradul de Crăciun se sting absolut toate atunci când unul dintre ele se arde sau este scos din soclu. Cum sunt conectate becurile în această instalație?
Deoarece curentul electric parcurge succesiv toate becurile, întreruperea unui singur element oprește trecerea curentului prin întregul sistem.
Răspuns: Becurile sunt conectate în serie.
Medie: Într-o locuință, un televizor și o mașină de spălat funcționează independent. Dacă televizorul este oprit, mașina de spălat continuă să funcționeze. Cum sunt conectate prizele și consumatorii dintr-o locuință? Justifică răspunsul.
Pentru ca dispozitivele să funcționeze independent (scoaterea unuia din circuit să nu le afecteze pe celelalte), ele trebuie să aibă propriul traseu pentru curentul electric.
Răspuns: Consumatorii sunt legați în paralel. Curentul total se împarte către fiecare consumator.
Dificilă: Realizezi un circuit format dintr-o baterie și două becuri identice legate în serie. Observi că ambele luminează cu o anumită intensitate. Ce se întâmplă cu intensitatea luminoasă a becului 2 dacă pui un fir conductor direct pe bornele becului 1?
Punerea unui fir conductor direct pe bornele becului 1 înseamnă că acesta a fost scurtcircuitat. Curentul va alege traseul mai ușor (prin fir) și va ocoli filamentul becului 1.
Răspuns: Becul 1 nu va mai lumina deloc. Datorită scurtcircuitării acestuia, curentul electric din circuit devine mai puternic, așadar becul 2 va lumina mai intens decât înainte.

Învinge
tema
cu mii de rezolvări, lecții și teste: