Copertă

V.8.1. Circuit Serie. Circuit Paralel. Scurtcircuitul

Alege rezolvarea exercițiului:

Exercițiul 4

Rezolvare scurtă

În gruparea în paralel, toate becurile sunt conectate direct la bornele generatorului. Tensiunea pe fiecare bec este egală cu tensiunea sursei: \( U_{bec_1} = U_{bec_2} = ... = U_{bec_n} = U_{generator} \) Deoarece tensiunea la bornele fiecărui bec rămâne constantă indiferent de numărul \( n \) de becuri adăugate pe ramuri noi: \( I_{bec} = \text{constant} \) Prin urmare, fluxul de energie prin fiecare bec nu se modifică. Răspuns corect: c) Intensitatea luminii nu se modifică.

Rezolvare detaliată

Analiza conexiunii în paralel

În cazul unei grupări în paralel, fiecare consumator (bec) este conectat direct la bornele generatorului electric. Acest lucru înseamnă că fiecare bec formează propriul său circuit închis cu sursa de energie, independent de celelalte becuri din montaj.

Comportamentul tensiunii și al curentului

Deoarece fiecare ramură a circuitului este legată direct la baterie, tensiunea electrică la bornele fiecărui bec este aceeași și este egală cu tensiunea furnizată de generator. Spre deosebire de gruparea în serie, unde energia se împarte între becuri, în gruparea paralel fiecare bec primește întreaga tensiune a sursei.

Efectul asupra intensității luminoase

Atâta timp cât generatorul poate furniza curentul necesar, adăugarea unui nou bec în paralel nu influențează curentul care trece prin becurile deja instalate. Fiecare bec va fi străbătut de același curent electric ca și cum ar fi singur în circuit. Prin urmare, intensitatea luminii emise de fiecare bec rămâne constantă, indiferent de numărul de becuri adăugate în paralel.

Concluzie

Observăm că, în practică, becurile dintr-o locuință sunt legate în paralel tocmai pentru a funcționa independent și la intensitate maximă. Astfel, varianta corectă este c), deoarece intensitatea luminii nu se modifică atunci când creștem numărul becurilor legate în paralel.

Rezolvare pe scurt:

Grupare paralel: \( U_{bec} = U_{generator} = \text{constant} \). Fiecare bec e legat direct la borne, deci curentul prin el nu depinde de celelalte ramuri. \( I_{bec} = \text{neschimbat} \Rightarrow \text{intensitate luminoasă constantă} \). Răspuns: c).

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: