Параллельное и смешанное соединение проводников

Несколько проводников в электрическую цепь можно включать различными способами: последовательно, параллельно.
При последовательном соединении приборы подключаются один за одним. Рассмотрим другой способ соединения проводников – параллельный. Это, как в сказке про богатыря, которых подъехал к разветвлению дорог: направо пойдешь, налево пойдешь, прямо пойдешь… На экране изображено параллельное соединение электрических лампочек. На схеме это изображается так… 
Проведем опыт 1. Составим цепь из источника(6В), двух параллельно соединенных сопротивлений (2 Ом и 3 Ома), трех амперметров  и одного вольтметра (вольтметр пока не подключаем), ключа.  Амперметры включим последовательно к каждому сопротивлению и  один –  в общую цепь  Включим цепь и замерим силы тока. Получим значения. На первом участке  сила тока =3А, на втором сила тока= 2,5A, в общей части- I=5,5 Заметим, что в точке разветвления сила тока разделится: большая часть пойдет через первый участок, где сопротивление меньше. А меньшая – через второй участок, где сопротивление  больше. Сделаем вывод:
а)  сила тока  в параллельных участках цепи  не одинакова и больше там, где меньше сопротивление; 
б) сила тока в неразветвленной части цепи равна сумме сил токов в отдельных параллельно соединенных проводниках.
I= I1+I2
Проведем опыт 2. Соберем цепь , как и первом случае, только амперметры теперь не включаем, а при помощи вольтметра с двумя штекерами замерим напряжение сначала на первом  участке цепи: (напряжение равно 6 В)  U1= 6B, затем на втором участке цепи: U2=6B.   Замерим напряжение на неразветвленном участке цепи:  U=6B. Делаем вывод:   Напряжение на неразветвленном участке цепи  и на концах всех параллельно соединенных сопротивлениях одинаково:  U  = U1 = U2. Определим общее сопротивление  параллельно соединенных сопротивлений.  Выразим общую силу тока и силу тока в каждом сопротивлении, используя закон Ома: сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.  Выразим силу тока для общего участка цепи: I = U/R.
Для первого участка цепи:         
I1 = U1/R1
Для второго участка цепи: I2 = U2/R2
Так как напряжение на неразветвленном участке цепи  и на концах всех параллельно соединенных сопротивлениях одинаково  U  = U1 = U2, то сила тока для всех участков цепи запишем следующим образом:
I = U/R
I1 = U/R1
I2 = U/R2
Подставим  данные значения  в вывод, сделанный ранее: сила тока в неразветвленной части цепи равна сумме сил токов в отдельных параллельно соединенных проводниках.
I= I1+I2
U/R = U/R1+U/R2   Так как напряжение у нас одинаковое, сократим на него обе части равенства и получим: 1/R = 1/R1+1/R2   
Иными словами:  общее сопротивление цепи при параллельном соединении определяется через величины, обратные сопротивлениям. Проанализировав все полученное нами, можно сделать выводы:
параллельное соединение сопротивлений позволяет обеспечить независимую работу потребителей. Выход из строя и выключение одного из них не влияет на работу  других: если в новогодней гирлянде лампочки подключены параллельно, то, если перегорела одна лампочка, гирлянда продолжает действовать, т.к. цепь остается замкнутой. При включении двух одинаковых сопротивлений параллельно мы получаем одинаковые токи, в два раза меньше, чем в основной цепи. При включении пяти сопротивлений – меньше в пять раз. Значит, параллельное соединение одинаковых сопротивлений позволяет создать делитель токов. Такие устройства широко используются в электротехнике и радиотехнике. Об этом мы будем говорить в старших классах. Разберем важную бытовую проблему. Допустим, что в нашей квартире имеется 15 потребителей электрической энергии. Каждый из них потребляет при работе силу тока 1 А. Можно ли их включать все одновременно, если предельно допустимая сила тока в подводящих электроэнергию проводах 10А?  Включить все потребители энергии нельзя, потому что при параллельном включении все 15 потребителей сила тока в общей цепи будет 15 А, что должно привести к выходу из строя специальной защиты: предохранителя. Это в лучшем случае, если он правильно рассчитан! А может и произойти пожар! Поэтому важно знать, какую силу тока потребляет каждый электрический прибор, которым мы пользуемся дома. Часто применяется смешанное соединение проводников: использование последовательного и параллельного соединения проводников в одной цепи.
Расчет значений смешанного соединения проводников опирается на уже известные свойства параллельного и последовательного соединений.