Соединение проводов с разным сечением

Содержание

Как соединять провода и кабели разного сечения

Случается, при монтаже электропроводки приходится соединять провода разного сечения. И нет здесь, казалось бы, никакой проблемы, ведь существует много различных способов сделать это. Тем не менее, в каждом конкретном случае наиболее удачным окажется какой-то один из вариантов. Речь может идти о монтаже распределительной коробки, тогда как установка настенной розетки — совсем другое дело, где очень важен хороший контакт и возможно наименьшее переходное сопротивление в месте фиксации.

С давних времен и по сей день не утратила популярности обычная скрутка. При помощи скрутки легко можно соединить провода близких сечений, например 1 кв.мм и 1,5 кв.мм. А если сечения очень разные? Тогда хорошей скрутки не получится, поскольку жилы не будут одинаково плотно прилегать друг к другу.

Чтобы скрутка получилась качественной, провода должны равномерно обвивать друг друга, не должно быть такого, что тонкий провод просто намотан поверх толстого, ведь тогда контакт будет плохим и не надежным. Более того, даже правильную скрутку необходимо всегда по завершении пропаять или сварить, тогда соединение получится долговечным и надежным, можно сказать – на века.

Зажим контактный винтовой или клеммная колодка — еще один проверенный временем способ соединения проводов разного сечения. С двух сторон колодки расположены ряды зажимных винтов, так что по обе стороны колодки можно завести провода различного сечения, так что каждый провод окажется зажат индивидуальным винтом.

Провода близкие по сечению хорошо соединяются при помощи таких зажимов, необходимо лишь учесть токовую нагрузку, и подобрать колодку правильного типоразмера, под соответствующий ток, с подходящим диаметром контактных трубок и винтов.

Обычно величина предельно допустимого длительного тока указана прямо в маркировке винтового зажима. Провод очищается от изоляции на длину половины клеммы, вставляется, фиксируется, зажимается винтом. Соединение готово.

Специально для соединения проводов различных по сечению, созданы удобные самозажимные клеммы Wago. Жилы втыкаются по отдельности, каждая в индивидуальное гнездо, после чего монтажнику остается нажать на рычаг, и соединение готово.

В одно отверстие можно вставить провод сечением 1 кв.мм, в другое — 4 кв.мм, и такое соединение, несмотря на различие сечений в четыре раза, будет работать долго и исправно, просто в силу грамотного устройства клеммы. Для разных групп сечений выпускаются клеммы Wago различных серий, рассчитанные каждая – на свой предельно допустимый длительный ток.

Про клеммники Wago (это всегда очень горячая тема для электриков):

В конце концов, провода разного сечения можно соединить и простым болтом с шайбами и гайкой, причем соединение получится очень долговечным, надежным, а главное — площадь контакта проводов будет принципиально достаточно обширной.

Для соединения проводов данным способом, надо будет зачистить оба провода на такую длину, чтобы ее хватило на один полный оборот вокруг тела болта. На концах жил каждого из соединяемых проводов (их может быть и более двух) формируются кольца в обхват болта.

На болт сначала надевается шайба, затем на болт надевается кольцо (расположенное на конце первого провода), потом еще одна шайба – промежуточная, следом второе кольцо (второго из проводов), затем — снова шайба и т. д. Весь этот бутерброд в конце зажимается гайкой.

Очень популярно решение с зажимом типа «орех», который правильно называется «сжим ответвительный», и часто применяется в распределительных щитах на этажах для выполнения ответвлений в квартиры от магистральной линии.

С концов проводов снимается изоляция на длину зажима, провода вставляются между пластинами с пазами по размеру, и равномерно зажимаются четырьмя винтами.

Снаружи на металлический зажим устанавливается диэлектрический корпус, защищающий конструкцию от замыканий о другие проводящие части, находящиеся рядом. Размер зажима выбирается по маркировке в соответствии с сечениями магистрального и ответвляемого проводника.

Если сечение соединяемых проводов очень велико, то подойдет способ соединения с медно-лужеными наконечниками, скрепляемыми болтом и гайкой.

Наконечники под подходящее сечение обжимаются пресс-клещами либо гидравлическим прессом на концах проводов, затем плотно фиксируются друг к другу при помощи болтового соединения.

Площадь контакта получается обширной, такое соединение отличается высокой проводимостью и надежностью. Законченное соединение можно дополнительно изолировать термоусадочной трубкой или изолентой.

Соединение проводов с разным сечением

Часто бывает, что в распределительную коробку приходят провода разного сечения и их необходимо соединить. Тут вроде должно быть все просто, как и с соединением проводов одного сечения, однако тут есть свои некоторые особенности. Соединять кабели разной толщины можно несколькими способами.

Помните, что нельзя в розетке на один контакт подключать два провода разного сечения, так как тонкий не будет сильно прижиматься болтом. Это приведет к плохому контакту, большому переходному сопротивлению, перегреву и оплавлению изоляции кабеля.

Как соединить провода разного сечения?

1. С помощью скрутки с пайкой или сваркой

Это самый распространенный способ. Скручивать провода можно соседних сечений, например 4 мм 2 и 2,5 мм 2 . Вот если диаметры проводов сильно отличаются, то хорошая скрутка уже не получится. Во время скручивания нужно следить чтобы обе жилы обвивали друг друга. Нельзя допускать чтобы тонкий провод накручивался на толстый. Это может привести к плохому электрическому контакту. Не забывайте про дальнейшую пайку или сварку. Только после этого ваше соединение будет работать много лет без нареканий.

2. С помощью винтовых зажимов ЗВИ

Про них подробно я уже писал в статье: Способы соединения проводов. Такие клеммники позволяют с одной стороны завести провод одного сечения, а с другой стороны уже другого сечения. Тут каждая жила зажимается отдельным винтом. Ниже привожу таблицу, по которой можно правильно выбрать винтовой зажим для ваших проводов.

Тип винтового зажимаСечение подключаемых проводников, мм 2Допустимый длительный ток, А
ЗВИ-31 – 2,53
ЗВИ-51,5 – 45
ЗВИ-102,5 – 610
ЗВИ-154 – 1015
ЗВИ-204 – 1020
ЗВИ-306 – 1630
ЗВИ-606 – 1660
ЗВИ-8010 – 2580
ЗВИ-10010 – 25100
ЗВИ-15016 – 35150

Как видите, с помощью ЗВИ можно соединять провода соседних сечений. Также не забывайте смотреть на их токовую нагрузку. Последняя цифра в типе винтового зажима обозначает величину допустимого длительного тока, который может протекать через данную клемму.

Зачищаем жилы до середины клеммы.

Вставляем их и затягиваем винты.

3. С помощью универсальных самозажимных клемм Wago.

Клеммники Wago имеют возможность соединять провода разных сечений. У них есть специальные гнезда куда “втыкается” каждая жила. Например, в одно отверстие зажима можно подключить провод 1,5 мм 2 , а в другое 4 мм 2 и все будет работать исправно.

Согласно маркировке завода изготовителя клеммами разных серий можно соединять провода разных сечений. Смотрите таблицу ниже:

Серия клеммы WagoСечение подключаемых проводников, мм 2Допустимый длительный ток, А
2430,6 до 0,86
2220,8 – 4,032
773-30,75 до 2,5 мм 224
2731,5 до 4,024
773-1732,5 до 6,0 мм 232

Вот ниже пример с серией 222.

4. С помощью болтового соединения.

Болтовое соединение проводов представляет собой составное соединения состоящее из 2-х и более проводов, болта, гайки и нескольких шайб. Оно считается надежным и долговечным.

Читайте также:  Самопрограммирование микроконтроллеров avr

Тут поступает так:

  1. зачищаем жилу на 2-3 сантиметра, чтобы хватило на один полноценный оборот вокруг болта;
  2. делаем кольцо из жилы по диаметру болта;
  3. берем болт и надеваем на не шайбу;
  4. на болт одеваем кольцо из проводника одного сечения;
  5. затем одеваем промежуточную шайбу;
  6. одеваем кольцо из проводника другого сечения;
  7. ставим последнюю шайбу и затягиваем все это хозяйство гайкой.

Таким способом можно одновременно соединять несколько жил разного сечения. Их количество ограничивается длиной болта.

5. С помощью сжима ответвительного “орех”.

Про данное соединение я подробно с фотографиями и соответствующими комментариями написал в статье: Соединение проводов с помощью зажимов типа “орех”. Уж позвольте я тут не буду повторяться.

6. С помощью медно-луженых наконечников через болт с гайкой.

Этот способ хорошо подходит для соединения кабелей больших сечений. Для данного соединения необходимо иметь не только наконечники ТМЛ, но и еще обжимные пресс-клещи или гидравлический пресс. Данное соединение будет немного громоздким (длинным), может не поместиться в какую-нибудь небольшую распределительную коробку, но все же имеет право на жизнь.

Соединять тут просто. На каждую жилу одевается по наконечнику, они опрессовываются и с помощью болта с гайкой и шайбами соединяется. Затем это место изолируется с помощью изоляционной ленты или термоусаживаемой трубки (ее необходимо одеть на провод до соединения).

К сожалению под рукой у меня не оказалось толстого провода и нужных наконечников, поэтому фото сделал из того что было. Думаю по нему все-таки можно понять суть соединения.

Вроде все перечислил. Если Вы знаете другие способы соединения проводов разных сечений, то пишите в комментариях.

Сидят в камере двое:
– За что сидишь?
– За убийство.
– Сколько дали?
– 7 лет. А ты за что?
– За браконьерство.
– Сколько?
– Пятнашка.
– Это на кого же ты охотился?!
– Иду, значит, я на охоте, вижу столб телеграфный, на столбе орёл сидит. Ну, я дуплетом.
– И че?! За орла 15 лет? Ты его хоть убил?
– Ага… выстрелил, когти в одну сторону, плоскогубцы в другую.

Бытовой ремонт №1

Выберите надежных мастеров без посредников и сэкономьте до 40%!

  1. Заполните заявку
  2. Получите предложения с ценами от мастеров
  3. Выберите исполнителей по цене и отзывам

Разместите задание и узнайте цены

При частном строительстве рано или поздно возникает необходимость в монтаже электросетей. Некоторые люди обращаются за помощью к специалистам, другие хотят сделать это самостоятельно. Сам процесс не представляет большой сложности, если есть определенные навыки и знания норм безопасности, но это касается в основном соединения проводов одного сечения.

Но довольно часто возникают ситуации, когда необходимо надежно соединить три и больше проводов между собой, причем все они имеют разное сечение. В связи с этим вопрос о том, как правильно и безопасно соединить провода различного сечения, в настоящее время является одним из самых актуальных при монтаже электросетей.

Способы соединения проводов различного сечения

Соединение медных проводов разной толщины – это не самый тяжелый процесс. Однако для максимальной надежности и безопасности здесь нужно соблюдать определенные требования. Соединить три провода разного сечения можно несколькими способами:

  • сваркой или спайкой;
  • с использованием винтовых зажимов;
  • с применением самозажимных клемм;
  • болтовым соединением;
  • ответвительным сжимом;
  • с использованием медных наконечников.

Три провода разного сечения можно надежно соединить любым из перечисленных способов, но важно помнить, что при монтаже розеток и выключателей нельзя на один контакт подключать кабеля разной толщины. В этом случае самый тонкий из них будет прижат недостаточно плотно. А это, в свою очередь, может отрицательно отразиться на безопасности эксплуатации.

Соединение проводов разного сечения сваркой или спайкой

Самый простой, но достаточно надежный способ соединения кабелей, которые имеют разную толщину. В данном случае три провода между собой можно соединить методом жесткой скрутки с последующей фиксацией. Но здесь следует помнить о том, что надежное соединение возможно только между проводами примерно одинакового сечения. Скрутка проводов, чьи диаметры отличаются существенно, не может быть надежной.

Скручивать три провода разного сечения между собой нужно аккуратно. Каждая медная жила должна плотно обвивать соседнюю. Зазоры между ними должны быть минимальными. В противном случае это скажется на безопасности последующей эксплуатации.

Перед тем, как приступить непосредственно к скрутке трех проводов, разложите их перед собой и отсортируйте по толщине. Нельзя накручивать тонкий провод на толстый – это скажется на качестве контакта. Подобное соединение не прослужит долго.

Соединение трех проводов разного сечения с помощью винтовых зажимов

Три провода разной толщины можно надежно соединить между собой с использованием специальных винтовых зажимов ЗВИ. Зажимы имеют очень удобную конструкцию и позволяют создавать контакт между кабелями, которые имеют различные сечения. Прочность соединения достигается за счет применения отдельных винтов для каждого зажима.

Выбирать зажимы ЗВИ нужно с учетом сечения проводов, которые будут соединяться, а также их токовой нагрузки. Для надежного контакта рекомендуется соединять три провода соседних сечений. Условно обозначим сечение подключаемых проводников как СПП, а допустимый длительный ток – как ДДТ. Ниже приведены параметры зажимов и проводов:

  • ЗВИ-3 – СПП 1 – 2,5; ДДТ – 3;
  • ЗВИ-5 – СПП 1,5 – 4; ДДТ – 5;
  • ЗВИ-10 – СПП 2,5 – 6; ДДТ – 10;
  • ЗВИ-15 – СПП 4 – 10; ДДТ – 15;
  • ЗВИ-20 – СПП 4 – 10; ДДТ – 20;
  • ЗВИ-30 – СПП 6 – 16; ДДТ – 30;
  • ЗВИ-60 – СПП 6 – 16; ДДТ – 60;
  • ЗВИ-80 – СПП 10 – 25; ДДТ – 80;
  • ЗВИ-100 – СПП 10 – 25; ДДТ – 100;
  • ЗВИ-150 – СПП 16 – 35; ДДТ – 150.

При правильном выборе винтового зажима можно создать действительно надежное соединение, которое будет обеспечивать бесперебойную работу электросети.

Соединить провода разного сечения с помощью болтов

Еще один способ соединения между собой проводов разного сечения – создание контакта с помощью болтов, шайб и гаек. По мнению профессиональных электриков, такое соединение является самым долговечным и прочным. Сам процесс не слишком сложный, занимает минимум времени. Процедура проходит следующим образом:

  • медные жилы провода тщательно зачищаются (длина зачищаемого участка жилы зависит от диаметра болта);
  • зачищенная жила загибается в форме петли;
  • петля надевается на болт;
  • сверху устанавливается промежуточная шайба;
  • далее надевается петля провода другого сечения и фиксируется промежуточной шайбой.

Так продолжается до тех пор, пока между собой не будут соединены все провода. После надевания последней петли и последней шайбы конструкция прочно затягивается гайкой.

Использование медных наконечников для контакта соединений

Также очень простым способом создания надежного соединения является применение медных наконечников. Их рекомендуют использовать для контакта проводов большого диаметра. Перед тем, как приступить к процедуре, необходимо подготовить не только сами наконечники, но и специальное оборудование – обжимные клещи или гидравлический пресс.

При всех очевидных достоинствах такой вид соединения имеет один (но существенный) недостаток – достаточно солидные размеры, из-за которых полученная конструкция может поместиться не в каждую распределительную коробку. Тем не менее, специалисты активно используют этот метод.

Процесс создания контакта проходит следующим образом:

  • провода разного сечения тщательно выпрямляются;
  • жилы каждого из них зачищаются примерно на два-три сантиметра;
  • на каждую зачищенную жилу надевается наконечник и зажимается с помощью гидравлического пресса или обжимных клещей;
  • далее надеваются болты, а провода соединяются гайкой.

После того, как вся работа будет сделана, нужно тщательно изолировать место соединения, чтобы в процессе эксплуатации не возникало опасных ситуаций.

Самостоятельный монтаж электропроводки и создание контактов с помощью клемм

Универсальные зажимные клеммы появились на рынке сравнительно недавно, но практически сразу стали пользоваться серьезным спросом не только у специалистов, но и среди потенциальных клиентов, которые предпочитают все электромонтажные работы на дому проводить самостоятельно.

С помощью самозажимных клемм можно создавать прочные и надежные контакты между несколькими проводами (три и больше). Основным достоинством таких клеммников является их практически безграничная функциональность – с их помощью можно соединять провода, чьи размеры различаются значительно.

Конструкция клемм предусматривает наличие отверстий, в которые вводятся предварительно зачищенные жилы. К примеру, в одно отверстие можно ввести провод с сечением 1,5 мм, в другое – провод диаметром 4 мм, в третье – 2,5 мм и так далее. И после их соединения контакт будет достаточно прочным и надежным.

Читайте также:  Ремонт светильника дневного света своими руками

Существует еще несколько способов, как соединить три и больше проводов разного диаметра, но их используют довольно редко из-за сложности и длительности самого процесса. Если вы захотите воспользоваться одним из них – проконсультируйтесь предварительно со специалистом, который компетентен именно в этой области.

Как правильно соединить провода из разных металлов

Ответ вроде бы простой, но тем не менее часто соединяя провода, электрики и люди, которые делают электромонтажные работы самостоятельно, нарушают основные требования к электрическим контактам. К чему это приводит? В лучшем случае к обгоранию проводов в месте соединения, в худшем к воспламенению и обширному пожару. Чтобы этого не произошло, далее в статье будут рассматриваться основные способы соединения проводов при ведении электромонтажных работ.

Методы соединения:
-скруткой;
-через клемму;
-через зажим;
-болтовое соединение;
-пайка;
-через наконечники.

Соединение проводов методом скручивания.
Это самый быстрый и простой способ соединить один или несколько проводов, поэтому он используется чаще других. Если провода скрутить правильно, то при использовании их в домашней сети с небольшой нагрузкой, они прослужат долго без напоминаний о себе.
Частые ошибки при соединении проводов методом скрутки.
Самая частая ошибка которую допускают монтажники — это скручивание жил разных металлов (медь с алюминием). При таком соединении в скрутке происходит сложный процесс электролиза, что приводит к разрушению самого металла. Он покрывается окислами и рытвинами. Все это приводит к плохому контакту в месте соединения, и впоследствии нагреву. В конце концов проводники просто обгорают друг от друга. Это сопровождается запахом паленой изоляции, потрескиванием, а иногда и возгоранием.
Как сделать скрутку из проводов с разными металлами правильно.
Найти небольшой отрезок луженого провода

и снять с него изоляцию. Далее распушить жилы и равномерно накрутить их на алюминиевый провод. С помощью плоскогубцев, с усилием обвить вокруг него медный проводник.

В конце, загнуть лишнее на эту скрутку.

Теперь медь соприкасается непосредственно с алюминием через луженый провод. И это не даст возникновению электролиза на разных проводниках.
Соединение через клемму.
Наличие клемм также может облегчить эту работу и обеспечить качественное соединение. Видов клемм бывает очень много, но принцип у них один и тот же. На фото видно два вида клемм, которые часто можно увидеть в разных устройствах.

Например, в светильниках дневного света, в месте соединения питающих проводов. Также эти клеммы есть свободно в продаже и могут составлять 10 шт. и более в длину. Купив такой блок, можно просто отрезать нужное количество элементов ножом. Соединить проводники из разных металлов в клемме не составляет особого труда. Сначала нужно снять изоляцию с окончания проводов на 3—4 мм, чтобы оголенный участок сильно не выходил за пределы клеммы.

Откручиваем винты до свободного прохождения жил проводов, и вставив, зажимаем их.

Не стоит прилагать слишком много усилия, иначе хрупкая резьба «сорвется», из-за чего потребуется заменить клемму. Такое соединение довольно надежное. При токе до 1,5 кВт оно свободно справиться со своей задачей. Все зависит от того, какую клемму применить. Здесь рассматривается самая слабенькая, используя более мощную, ток протекания может быть увеличен. Кроме варианта соединить провода из разного материала, клеммы с успехом можно использовать для наращивания длины. Такое может пригодиться в случае, когда провод в коробке настолько короткий, что не хватает, чтобы сделать скрутку. Вот тут и поможет клемма. То же касается обломанного провода, выходящего с потолка на светильник. Это кстати говоря, очень частая проблема. Даже если немного проводника еще торчит с потолочной плиты, клемма с успехом поможет удлинить его.
Соединение через зажим. Иногда под рукой может оказаться вот такой, или подобный ему зажим.

То проблему с соединением можно решить с его помощью. Как это сделать понятно из фотографии.

После того как винты надежно зажаты, весь этот оголенный участок, нужно изолировать липкой ПВХ лентой.
Болтовое соединение.
Болты, гайки и шайбы всегда найдутся под рукой. Поэтому за неимением зажимов и клеммов они тоже сгодятся. Кстати сказать, на болтах больших размеров, делают довольно качественные соединения мощных кабелей большого сечения, и этот метод до сих пор с успехом используется на промышленных предприятиях.
Итак, вам понадобиться:
-болт нужной длины;
-гайка;
-три широкие шайбы.

Сначала на болт одеваем одну шайбу, далее, можем круглогубцами сделать кольца или просто плоскогубцами обвить проводник вокруг резьбы.

Загибать нужно по движению резьбы. То есть так, чтобы при закручивании гайки, петля не разжималась в стороны.
Шайба между двумя проводниками не даст им соприкасаться, и предотвратит эффект электролиза, разрушающий металлы.

Пайка.
Соединение пайкой считается наиболее качественным, так как сопротивление в этом месте становится минимальным. Некоторые сами пропаивают скрутки в коробках, улучшая таким образом соединение. Но это можно сделать с медью. А алюминий не очень хорошо паяется. Да, можно применить разные кислоты и присадки, но они, как правило, сами со временем разрушают соединение.
Но с помощью канифоли и олова можно залудить медный проводник. И после этого спокойно скрутить его с алюминиевым. Соединение также получится довольно качественное.

Наконечники.
Если вы найдете такие наконечники, то будет совсем хорошо. Это одно из надежнейших видов соединения. Вставляем провода в наконечники, и зажимаем их с помощью плоскогубцев, а после дожимаем молотком и наставкой.

Наконечники должны быть луженые, или нужно алюминиевый проводник, обвернуть луженным проводом перед тем, как вставить в отверстие наконечника. После наконечники следует сжать болтом с гайкой, и все изолировать лентой.
Заключение.
Конечно, сейчас существуют более продвинутые методы и приспособления для соединения проводов, но их нужно покупать и осваивать, на что уходит лишние деньги и время. Старые—добрые методы, описанные выше, еще долго будут использоваться, и также долго прослужат верой и правдой. Так зачем же платить больше?!

Соединение проводов разного сечения?

Разместил Lam , 22 октября, 2008 в Электрика, слаботочка

Рекомендуемые сообщения

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть зарегистрированным пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйтесь в нашем сообществе.

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Или войти с помощью одного из этих сервисов

Наши рекомендации

    Шпаклевание гипсокартона

    Укладка ламината. Как ложить ламинат?

    Выбираем ручной инструмент

    Уникальная инженерная доска Bentline SUPERBASE

    Массивная доска — популярное напольное покрытие, которое часто выбирают, однако у этого покрытия есть свои недостатки: в условиях российского климата доска нередко начинает усыхать, что приводит к короблению, появлению щелей и трещинам. При этом, чем толще доски, тем большие усилия возникают при их усыхании.

    Но решение есть – это совершенный вариант инженерной доски с уникальной конструкцией и системой крепления SUPERBASE!

    Инженерная доска Bentline имеет 2-х слойную конструкцию, c креплением SUPERBASE, которого нет больше ни у одного производителя. Оно специально разработано для условий отечественного климата с резкими перепадами влажностно-температурного режима.

    Приспособа для нарезания плитки

    Давненько я сюда ничего не добавлял.

    Предисловие почему именно так , а не с помощью станка.

    Во первых я не совсем уверен что так называемый мокрый плиткорез справится с этой задачей, причем я уверен что дешевый точно не справится, а дорогой скажем так от 50т.р. может справится, а может и нет.

    Поэтому с такой ромашкой я отказался от покупки дорогого станка ибо работа не окупит такие затраты, а дешевый хлам не нужен.

    А значит работаем старым способом, проверенным и дешевым.

    В общем то у меня есть плиткорез, не самый плохой, он успешно справлялся с различными задачами, но с этим керамогранитом вышла проблема. Он (керамогранит) совершенно не управляемо отламывается по линии реза, может четко ломанутся, а может в сторону стрела уйти. Вторая проблема это очень хрупкая прям как стеклянная поверхность, даже за роликом могут идти сколы. Алмазная чашка также может оставлять сколы даже от легкого прикосновения. Говорить про алмазный диск вообще не приходится, поверхность после него в зазубринах и сколах, это к тому что не всякий водяной плиткорез справится с такой задачей.

    Почему дом лучше строить, чем покупать готовый, особенно, если этот дом был построен на продажу.

    Почему дом лучше строить, чем покупать готовый, особенно, если этот дом был построен на продажу.

    Начало этой истории было абсолютно обычным.

    В свежекупленном жилом доме не грел один радиатор отопления. Вызванный до этого сантехник “усовершенствовал” данный радиатор удалив регулировочный клапан и вместо него тупо поставив заглушку Помните, как Челентано ремонтировал автомобиль в “Укрощении строптивого” , с той поры у него появилось много последователей

    Соединения проводников

    Автор статьи — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев

    Темы кодификатора ЕГЭ: параллельное и последовательное соединение проводников, смешанное соединение проводников.

    Есть два основных способа соединения проводников друг с другом — это последовательное и параллельное соединения. Различные комбинации последовательного и параллельного соединений приводят к смешанному соединению проводников.

    Мы будем изучать свойства этих соединений, но сначала нам понадобится некоторая вводная информация.

    Проводник, обладающий сопротивлением , мы называем резистором и изображаем следующим образом (рис. 1 ):

    Напряжение на резисторе — это разность потенциалов стационарного электрического поля между концами резистора. Между какими именно концами? В общем-то, это неважно, но обычно удобно согласовывать разность потенциалов с направлением тока.

    Ток в цепи течёт от «плюса» источника к «минусу». В этом направлении потенциал стационарного поля убывает. Напомним ещё раз, почему это так.

    Пусть положительный заряд перемещается по цепи из точки в точку , проходя через резистор (рис. 2 ):

    Стационарное поле совершает при этом положительную работу .

    Так как 0′ q > 0′ /> и 0′ A > 0′ /> , то и 0′ varphi_a – varphi_b > 0′ /> , т. е. varphi_b’ varphi_a > varphi_b’ /> .

    Поэтому напряжение на резисторе мы вычисляем как разность потенциалов в направлении тока: .

    Сопротивление подводящих проводов обычно пренебрежимо мало; на электрических схемах оно считается равным нулю. Из закона Ома следует тогда, что потенциал не меняется вдоль провода: ведь если и , то . (рис. 3 ):

    Таким образом, при рассмотрении электрических цепей мы пользуемся идеализацией, которая сильно упрощает их изучение. А именно, мы считаем, что потенциал стационарного поля изменяется лишь при переходе через отдельные элементы цепи, а вдоль каждого соединительного провода остаётся неизменным. В реальных цепях потенциал монотонно убывает при движении от положительной клеммы источника к отрицательной.

    Последовательное соединение

    При последовательном соединении проводников конец каждого проводника соединяется с началом следующего за ним проводника.

    Рассмотрим два резистора и , соединённых последовательно и подключённых к источнику постоянного напряжения (рис. 4 ). Напомним, что положительная клемма источника обозначается более длинной чертой, так что ток в данной схеме течёт по часовой стрелке.

    Рис. 4. Последовательное соединение

    Сформулируем основные свойства последовательного соединения и проиллюстрируем их на этом простом примере.

    1. При последовательном соединении проводников сила тока в них одинакова.
    В самом деле, через любое поперечное сечение любого проводника за одну секунду будет проходить один и тот же заряд. Ведь заряды нигде не накапливаются, из цепи наружу не уходят и не поступают в цепь извне.

    2. Напряжение на участке, состоящем из последовательно соединённых проводников, равно сумме напряжений на каждом проводнике.

    Действительно, напряжение на участке — это работа поля по переносу единичного заряда из точки в точку ; напряжение на участке — это работа поля по переносу единичного заряда из точки в точку . Складываясь, эти две работы дадут работу поля по переносу единичного заряда из точки в точку , то есть напряжение на всём участке:

    Можно и более формально, без всяких словесных объяснений:

    3. Сопротивление участка, состоящего из последовательно соединённых проводников, равно сумме сопротивлений каждого проводника.

    Пусть — сопротивление участка . По закону Ома имеем:

    что и требовалось.

    Можно дать интуитивно понятное объяснение правила сложения сопротивлений на одном частном примере. Пусть последовательно соединены два проводника из одинакового вещества и с одинаковой площадью поперечного сечения , но с разными длинами и .

    Сопротивления проводников равны:

    Эти два проводника образуют единый проводник длиной и сопротивлением

    Но это, повторяем, лишь частный пример. Сопротивления будут складываться и в самом общем случае — если различны также вещества проводников и их поперечные сечения.
    Доказательство этого даётся с помощью закона Ома, как показано выше.
    Наши доказательства свойств последовательного соединения, приведённые для двух проводников, переносятся без существенных изменений на случай произвольного числа проводников.

    Параллельное соединение

    При параллельном соединении проводников их начала подсоединяются к одной точке цепи, а концы — к другой точке.

    Снова рассматриваем два резистора, на сей раз соединённые параллельно (рис. 5 ).

    Рис. 5. Параллельное соединение

    Резисторы подсоединены к двум точкам: и . Эти точки называются узлами или точками разветвления цепи. Параллельные участки называются также ветвями; участок от к (по направлению тока) называется неразветвлённой частью цепи.

    Теперь сформулируем свойства параллельного соединения и докажем их для изображённого выше случая двух резисторов.

    1. Напряжение на каждой ветви одинаково и равно напряжению на неразветвлённой части цепи.
    В самом деле, оба напряжения и на резисторах и равны разности потенциалов между точками подключения:

    Этот факт служит наиболее отчётливым проявлением потенциальности стационарного электрического поля движущихся зарядов.

    2. Сила тока в неразветвлённой части цепи равна сумме сил токов в каждой ветви.
    Пусть, например, в точку за время из неразветвлённого участка поступает заряд . За это же время из точки к резистору уходит заряд , а к резистору — заряд .

    Ясно, что . В противном случае в точке накапливался бы заряд, меняя потенциал данной точки, что невозможно (ведь ток постоянный, поле движущихся зарядов стационарно, и потенциал каждой точки цепи не меняется со временем). Тогда имеем:

    что и требовалось.

    3. Величина, обратная сопротивлению участка параллельного соединения, равна сумме величин, обратных сопротивлениям ветвей.
    Пусть — сопротивление разветвлённого участка . Напряжение на участке равно ; ток, текущий через этот участок, равен . Поэтому:

    Сокращая на , получим:

    что и требовалось.

    Как и в случае последовательного соединения, можно дать объяснение данного правила на частном примере, не обращаясь к закону Ома.
    Пусть параллельно соединены проводники из одного вещества с одинаковыми длинами , но разными поперечными сечениями и . Тогда это соединение можно рассматривать как проводник той же длины , но с площадью сечения . Имеем:

    Приведённые доказательства свойств параллельного соединения без существенных изменений переносятся на случай любого числа проводников.

    Из соотношения (1) можно найти :

    К сожалению, в общем случае параллельно соединённых проводников компактного аналога формулы (2) не получается, и приходится довольствоваться соотношением

    Тем не менее, один полезный вывод из формулы (3) сделать можно. Именно, пусть сопротивления всех резисторов одинаковы и равны . Тогда:

    Мы видим, что сопротивление участка из параллельно соединённых одинаковых проводников в раз меньше сопротивления одного проводника.

    Смешанное соединение

    Смешанное сединение проводников, как следует из названия, может являться совокупностью любых комбинаций последовательного и параллельного соединений, причём в состав этих соединений могут входить как отдельные резисторы, так и более сложные составные участки.

    Расчёт смешанного соединения опирается на уже известные свойства последовательного и параллельного соединений. Ничего нового тут уже нет: нужно только аккуратно расчленить данную схему на более простые участки, соединённые последовательно или параллельно.

    Рассмотрим пример смешанного соединения проводников (рис. 6 ).

    Рис. 6. Смешанное соединение

    Пусть В, Ом, Ом, Ом, Ом, Ом. Найдём силу тока в цепи и в каждом из резисторов.

    Наша цепь состоит из двух последовательно соединённых участков и . Сопротивление участка :

    Участок является параллельным соединением: два последовательно включённых резистора и подключены параллельно к резистору . Тогда:

    Теперь находим силу тока в цепи:

    Для нахождения тока в каждом резисторе вычислим напряжения на обоих участках:

    (Заметим попутно, что сумма этих напряжений равна В, т. е. напряжению в цепи, как и должно быть при последовательном соединении.)

    Оба резистора и находятся под напряжением , поэтому:

    (В сумме имеем А, как и должно быть при параллельном соединении.)

    Сила тока в резисторах и одинакова, так как они соединены последовательно:

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector