Цепь с двумя ветвями: Расчет цепей с параллельным соединением ветвей

Элементы электрической цепи, их свойства, параметры, уравнения токов и напряжений. Двухполюсники.

Ветвь – электрическая цепь – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Ветвь – электрическая цепь

Cтраница 1

Ветвь электрической цепи – это участок ее, расположенный между двумя узлами. Замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям, называют контуром электрической цепи.  [1]

Ветвью электрической цепи и соответственно ее схемы называют весь участок электрической цепи, в кстором в любой момент времени ток имеет одно и то же значение вдоль всего участка.  [2]

Ветвью электрической цепи называется ее участок, состоящий из одного или нескольких последовательно соединенных элементов, расположенный между двумя узлами. На рис. 3 – 2 показана цепь, состоящая из четырех ветвей.  [3]

Ветвью электрической цепи и, соответственно, ее схемы называют весь участок электрической цепи, в котором в любой момент времени ток имеет одно и то же значение вдоль всего участка.  [4]

Ветвью электрической цепи

и соответственно ее схемы называют весь участок электрической цепи, в кстором в любой момент времени ток имеет одно и то же значение вдоль всего участка.  [5]

Ветвью электрической цепи называется такой ее участок, который состоит только из ( последовательно включенных источников напряжений и сопротивлений и вдоль которого в любой момент времени ток имеет одно и то же значение. Узлом электрической цепи называется место ( точка) соединения трех и более ветвей.  [6]

Ветвью электрической цепи называют участок цепи, расположенный между двумя соседними ее узлами.  [7]

Ветвью электрической цепи называется ее участок, состоящий из одного или нескольких элементов, соединенных так, что по ним проходит один и тот же ток. Такое соединение элементов называется последовательным. Остальные участки цепи на этом рисунке не показаны.  [9]

Пусть две ветви электрической цепи включены параллельно, как показано на рис. 1.21. Ток в каждой из них можно найти по закону Ома, если известны их сопротивления и напряжение, к которому они подключены.  [11]

Токи в ветвях электрической цепи определяем с учетом первого закона Кирхгофа для соответствующих узловых точек: / 2 /, 3 А; / 3 / зз – / п 4 – 3 1 А; /, / 2 / з3 1 4 А; Л / 22 – / и 5 – 3 2 А; / 5 / 22 5 А; / 6 / 22 – / зз 5 – 4 1 А.  [12]

Токи в ветвях электрической цепи и напряжения на зажимах ветвей удовлетворяют соотношениям (1.12) и (1.16), которые определяют первый и второй законы Кирхгофа.  [13]

Если в какой-либо ветви электрической цепи поддерживается определенное значение тока iJ, то эту ветвь можно тоже считать как бы содержащей источник тока. Электрический генератор, в ветви которого путем регулирования поддерживается определенный ток, также следует рассматривать как источник тока.  [14]

Расчет тока в ветви электрической цепи постоянного тока, напряжения на участках цепи и мощностей, генерируемых в источниках, проводят на основе понятий об источниках и приемниках энергии как об активных и пассивных элементах.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www. ngpedia.ru

Виды цепей

Чтобы успешно пользоваться электросхемами, необходимо иметь представление, какую электрическую цепь называют замкнутой и разомкнутой.

Замкнутой называют непрерывную цепь, состоящую из электроприборов и проводников. Как только она прерывается – становится разомкнутой. В таком состоянии она неспособна проводить ток, хотя в ней может быть напряжение, так как в ней появляется диэлектрик. В подавляющем большинстве случаев в качестве такого диэлектрика выступает обычный атмосферный воздух. На этом принципе работают приборы, предназначенные для размыкания – выключатели, рубильники, предохранители, кнопки.

Сопротивление при параллельном соединении, формула для расчета сопротивления при параллельном соединении

В этой статье мы разберем, как посчитать общее сопротивление при параллельном соединении сопротивлений. Параллельным соединением сопротивлений называется соединение (рисунок ниже), при котором один зажим каждого из сопротивлений присоединяется к одной точке (узлу) электрической цепи, а другой зажим каждого из тех же сопротивлений присоединяется к другой точке электрической цепи. Таким образом, между двумя точками (узлами) электрической цепи включается несколько сопротивлений, образующих параллельные ветви.

При этом напряжение между концами всех ветвей будет одним и тем же, а токи в отдельных ветвях определяются по закону Ома:
I₁ = U / r₁ ; I₂ = U / r₂ ; I₃ = U / r₃.

Напряжение U между узлами (А и Б):
U = I₁r₁ = I₂r₂ = I₃r₃,
откуда
I₁ / I₂ = R₂ / R₁  и  I₂ / I₃ = R₃ / R₂,
т. е.

Токи в параллельных ветвях распределяются обратно пропорционально их сопротивлениям.

Согласно первому правилу Кирхгофа,
I = I₁ + I₂ + I₃
или
U / R_сум = U / R₁ + U / R₂ + U / R₂ = U (1 / R₁ + 1 / R₂ + 1 / R₃).
Произведя сокращение на U, получим:
1 / R_сум = 1 / R₁ + 1 / R₂ + 1 / R₃
или
g = g₁ + g₂ + g₃ ,

где R и g—сопротивление и проводимость разветвленной цепи или, как их часто называют, общие сопротивление и проводимость цепи.
Из полученной формулы следует, что

Общая проводимость разветвленной цепи равна сумме проводимостей отдельных ветвей.

Формула
1 / R_сум = 1 / R₁ + 1 / R₂ + 1 / R₃
дает возможность определить общее сопротивление цепи. Например, для трех параллельно соединенных сопротивлений, приведя правую часть уравнения к общему знаменателю, получим:
1 / R_сум = R₂R₃ + R₁R₃ + R₁R₂ / R₁R₂R₃
откуда
R_сум = R₁R₂R₃ / R₂R₃ + R₁R₃ + R₁R₂
Если сопротивления R₁ = R₂ = R₃, то общее сопротивление цепи:
R_сум = R₁ / 3,
а в общем случае при n параллельных ветвях с равными сопротивлениями R₁ :
R_сум = R₁ / n
В случае двух параллельных ветвей:
1 / R_сум = 1 / R₁ + 1 / R₂
откуда
R_сум = R₁R₂ / R₂R₃ + R₁R₃

При параллельном соединении приемников энергии все они находятся под одним и тем же напряжением, и режим работы каждого из них не зависит от остальных. Совершенно иначе обстоит дело при последовательном соединении приемников, при котором изменение сопротивления одного из них тотчас же приводит к изменению напряжения на других, последовательно соединенных с ним. Поэтому электрические лампы и двигатели, предназначенные для работы при определенном (номинальном) напряжении, включаются параллельно. Одинаковые электрические лампы иногда соединяются последовательно. Пусть, например, напряжение сети U, а напряжение лампы U₀ < U Тогда n ламп соединяются цепочкой друг за другом, причем n > U / U₀
Такое соединение ламп можно встретить, например, в трамваях, метро и других случаях.

Пример 1:
К сети с напряжением 220 в параллельно подключены двигатель мощностью 1,1 квт и 11 ламп, каждая мощностью 40 вт. Определить ток в главных (подводящих) проводах

Ток двигателя
I₁ = P₁ / U = 1100 / 220 = 5a.
Ток ламп
I₂ = P₂ / U = 11 x 40 / 220 = 2a.
Ток в подводящих проводах
I = I₁ + I₂ = 5 + 2 = 7a.

Пример 2:
Определить общее сопротивление десяти параллельно включенных ламп накаливания, если каждая из них 240 ом:
R = R_л / n = 240 / 10 = 24ом.

Разветвленные углеводороды – Введение в химию – 1-е канадское издание

Глава 16. Органическая химия

1. Назовите разветвленный углеводород по его строению.
2. Нарисуйте структурную формулу разветвленного углеводорода по его названию.

Не все углеводороды имеют прямую цепь. Многие углеводороды имеют ответвления атомов С, присоединенные к цепи; их называют разветвленными углеводородами . Эти разветвленные алканы являются изомерами алканов с прямой цепью, имеющих такое же число атомов углерода. Однако это разные соединения с разными физическими и химическими свойствами. Поэтому им нужны разные имена. Как мы называем углеводороды разветвленные ?

Существует ряд правил именования разветвленных алканов (и, в конечном счете, всех органических соединений). Эти правила составляют систему номенклатуры для наименования органических молекул. Во всем мире Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) разработал систему номенклатуры органических соединений, поэтому эти правила иногда называют правилами номенклатуры IUPAC. Изучив и применяя эти правила, вы сможете назвать любое органическое соединение, зная его структуру, или определить уникальную структуру молекулы по ее названию. Вы уже изучили основы номенклатуры — названия первых 10 нормальных углеводородов. Здесь мы добавим несколько шагов к процедуре, чтобы вы могли называть разветвленные углеводороды.

Во-первых, зная структуру алкана, определите самую длинную непрерывную цепь атомов углерода; это известно как родительская цепочка . Обратите внимание, что самая длинная цепочка не может быть нарисована по прямой линии. Самая длинная цепь определяет исходное название углеводорода. Например, в молекуле, показанной ниже, самая длинная углеродная цепь имеет шесть атомов углерода. Следовательно, он будет называться гексаном:

.

Однако в этой молекуле самая длинная цепь атомов С не шесть, а семь, как показано. Так что эта молекула будет называться гептаном:

Следующим шагом является идентификация ответвлений или заместителей в основной цепи. Названия заместителей или алкильных групп происходят от названий исходных углеводородов; однако вместо окончания — ане название заместителя имеет окончание — yl  (Таблица 16.2 «Названия заместителей для пяти наименьших заместителей»).

Таблица 16.2 Названия пяти наименьших заместителей

Заместитель Формула	Количество атомов углерода	Наименование заместителя
Ч 3	1	метил –
CH 3 CH 2	2	этил –
CH 3 CH 2 CH 2	3	пропил –
Ч. 3 CH 2 CH 2 CH 2	4	бутил –
CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2	5	пентил –

Для названия разветвленного углеводорода название заместителя объединяется с исходным названием углеводорода без пробелов. Однако, вероятно, есть еще один шаг. Самая длинная цепь углеводорода должна быть пронумерована, а локант (числовая позиция заместителя) должен быть включен для учета возможных изомеров. Как и в случае с двойными и тройными связями, основная цепь нумеруется, чтобы дать заместителю наименьший возможный номер. Например, в показанном здесь алкане самая длинная цепь состоит из пяти атомов углерода, поэтому это пентан:

.

У третьего атома углерода имеется одноуглеродный заместитель, поэтому в положении 3 находится метильная группа. Мы указываем положение, используя номер, за которым следует дефис, название заместителя и название исходного углеводорода — в в данном случае 3-метилпентан. Это название относится только к этому конкретному углеводороду, а не к какой-либо другой молекуле. Номенклатура органической химии очень конкретна в соответствии с общим форматом, показанным на рисунке 16.3 «Руководство по номенклатуре ИЮПАК».

Рисунок 16.3 «Руководство по номенклатуре ИЮПАК». Названия в органической химии состоят из заместителей молекулы (что присоединено к исходной цепи и где?), исходной цепи (сколько атомов углерода в самой длинной цепи?) и суффикса (какая функциональная группа имеет наивысший приоритет?) .

Органические молекулы принято представлять с помощью структур линий связи, где атомы водорода опущены для ясности, а атомы углерода представлены углом или «изломом» на линии. Например, 3-метилпентан можно записать как:

Понятно, что любые незаписанные ковалентные связи являются связями с атомами Н. При таком понимании мы признаем, что структурная формула 3-метилпентана относится к молекуле с формулой C ₆ H ₁₄ .

Назовите эту молекулу.

Раствор
Самая длинная непрерывная углеродная цепь состоит из семи атомов углерода, поэтому эта молекула называется гептаном. В основной цепи есть двухуглеродный заместитель, представляющий собой этильную группу. Чтобы дать заместителю самый низкий номер, мы нумеруем цепь от справа от и видим, что заместитель находится у третьего атома С. Итак, этот углеводород — 3-этилгептан.

Проверь себя
Назови эту молекулу.

Ответ
2-метилпентан

Разветвленные углеводороды могут иметь более одного заместителя. Если заместители разные, дайте каждому заместителю номер (используя наименьшие возможные числа) и перечислите заместители в алфавитном порядке, разделяя номера дефисами и не используя пробелы в названии. Таким образом, показанная здесь молекула представляет собой 3-этил-2-метилпентан:

Если заместители одинаковые, используйте название заместителя только один раз, но используйте более одного номера, разделенного запятой. Кроме того, поставьте числовой префикс перед названием заместителя, указывающий количество заместителей этого типа. Цифровые префиксы перечислены в таблице 16.3 «Цифровые префиксы для использования с несколькими заместителями». Число значений позиции должно совпадать с числовым префиксом перед заместителем.

Рассмотрим эту молекулу:

Самая длинная цепь состоит из четырех атомов углерода, поэтому это бутан. Есть два заместителя, каждый из которых состоит из одного атома C; это метильные группы. Метильные группы находятся на втором и третьем атомах С в цепи (независимо от того, с какого конца начинается нумерация), поэтому мы бы назвали эту молекулу 2,3-диметилбутаном. Обратите внимание на запятую между цифрами, дефис между цифрами и названием заместителя, а также наличие префикса di — перед метил . Аналогично можно назвать и другие молекулы, даже с большим числом заместителей.

Назовите эту молекулу.

Решение
Самая длинная цепь состоит из семи атомов C, поэтому мы называем эту молекулу гептаном. Мы находим два одноуглеродных заместителя у второго атома С и двухуглеродный заместитель у третьего атома С. Так что эта молекула называется 3-этил-2,2-диметилгептан.

Проверь себя
Назови эту молекулу.

Ответ
4,4,5-трипропилоктан

Алкены и алкины названы аналогичным образом. Самая большая разница в том, что при определении самой длинной углеродной цепи она должен содержать двойную или тройную связь C–C. Кроме того, при нумерации основной цепи двойной или тройной связи присваивается наименьший возможный номер. Это означает, что могут быть более длинные заместители или заместители с более высокими номерами, чем это было бы разрешено, если бы молекула была алканом. Например, эта молекула представляет собой 2,4-диметил-3-гептен (обратите внимание на число и дефисы, указывающие на положение двойной связи).

Назовите эту молекулу.

Решение
Самая длинная цепь, содержащая тройную связь C–C, имеет шесть атомов C, поэтому это молекула гексина. Тройная связь начинается с третьего атома углерода, так что это 3-гексин. Наконец, в цепи есть две метильные группы; чтобы дать им наименьший возможный номер, мы нумеруем цепь с левой стороны, давая метильным группам вторую позицию. Итак, название этой молекулы — 2,2-диметил-3-гексин.

Проверь себя
Назови эту молекулу.

Ответ
2,3,4-триметил-2-пентен

Как только вы научитесь называть углеводороды по их заданным структурам, довольно легко нарисовать структуру по заданному названию. Просто нарисуйте исходную цепь с правильным числом атомов С (поместив двойную или тройную связь в нужное положение, если необходимо) и добавьте заместители в нужные положения. Если вы начнете с рисования основной цепи атома C, вы можете вернуться и завершить структуру, добавив атомы H, чтобы дать каждому атому C четыре ковалентные связи. Исходя из названия 2,3-диметил-4-пропил-2-гептен, мы начинаем с рисования семиуглеродной родительской цепи с двойной связью, начинающейся с третьего атома углерода:

Добавляем к этой структуре два одноуглеродных заместителя у второго и третьего атомов С:

Мы заканчиваем углеродную основу, добавляя трехуглеродную пропильную группу к четвертому атому C в исходной цепи:

Если мы так выберем, мы можем добавить атомы H к каждому атому C, чтобы дать каждому углероду четыре ковалентные связи, обращая внимание на то, что атомы C в двойной связи уже имеют дополнительную ковалентную связь. (Как вы думаете, сколько атомов H потребуется? ^[1] )

Изобразите углеродную основу 2,3,4-триметилпентана.

Решение
Сначала нарисуем пятиуглеродную основную цепь, которая представляет пентановую цепь: цепь. Мы заканчиваем углеродную основу, помещая три метильные группы в основную цепь пентана:

Проверь себя
Изобразите углеродную основу 3-этил-6,7-диметил-2-октена.

Ответить

Назвать молекулы замещенного бензола несложно. Если есть только один заместитель, заместитель называется боковой цепью молекулы бензола, например:

.

Если в молекуле бензола имеется два или более заместителей, относительные положения должны быть пронумерованы, как нумеруется алифатическая цепь атомов С. Заместителю, который находится первым в алфавитном порядке, назначается позиция 1, а кольцо нумеруется в кружке, чтобы дать другим заместителям наименьший возможный номер (номера).

Если алифатическая цепь, присоединенная к бензольному кольцу, содержит больше атомов углерода, бензольное кольцо рассматривается как заместитель и получает название фенил -. Эта молекула представляет собой 4-фенилгептан:

.

• Уникальное название может быть присвоено разветвленным углеводородам с использованием правил номенклатуры IUPAC.
• Для названия данного углеводорода можно нарисовать уникальную структуру.
• Диаграммы линий связи обычно используются для представления органических молекул и упрощения структуры за счет отсутствия связей C–H или атомов углерода.

1. Чем разветвленный углеводород отличается от нормального углеводорода?
2. Как заместитель получает свое уникальное имя?
3. Назовите эту молекулу:

4. Назовите эту молекулу:

5. Назовите эту молекулу:

6. Назовите эту молекулу:

7. Назовите эту молекулу:

8. Назовите эту молекулу:

9. Назовите эту молекулу:

10. Назовите эту молекулу:

11. Назовите эту молекулу:

12. Назовите эту молекулу:

13. Нарисуйте углеродную основу каждой молекулы.
    1. 3,4-диэтилоктан
    2. 2,2-диметил-4-пропилнонан
14. Нарисуйте углеродную основу каждой молекулы.
    1. 3-этил-4-метил-3-гептен
    2. 3,3-диэтил-1-пентин
15. Нарисуйте углеродную основу каждой молекулы.
    1. 4-этил-4-пропил-2-октин
    2. 5-бутил-2,2-диметилдекан
16. Нарисуйте углеродную основу каждой молекулы.
    1. 3,4-диэтилгексин
    2. 4-пропил-3-этил-2-метилоктан
17. Неверное название 2-этилгексан. Нарисуйте углеродную основу и напишите правильное название этой молекулы.
18. Неверное название 3-бутил-7-метилоктан. Нарисуйте углеродную основу и напишите правильное название этой молекулы.

1. У разветвленного углеводорода не все атомы C расположены в одном ряду.

3. 3-метил-2-гексен

5. 4,4-диметил-1-пентен

7. 2,4-диметил-2-пентен

9. 3,4-диэтилоктан

11. 1-бром-4-хлорбензол

1. Для завершения молекулы потребуется 24 атома H. ↵

12.3: Алканы с разветвленной цепью — Химия LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

• Анонимный
• LibreTexts

Цели обучения

• Узнать, как молекулы алканов могут иметь разветвленные цепи, и распознавать соединения, являющиеся изомерами.

Мы можем записать структуру бутана (C ₄ H ₁₀ ), связав четыре атома углерода в ряд,

–С–С–С–С–

, а затем добавление достаточного количества атомов водорода, чтобы дать каждому атому углерода четыре связи:

Соединение бутана имеет такую ​​структуру, но есть и другой способ соединения 4 атомов углерода и 10 атомов водорода. Поместите 3 атома углерода в ряд, а затем разветвите четвертый от среднего атома углерода:

Теперь мы добавляем столько атомов водорода, чтобы дать каждому углероду четыре связи.

Рисунок \(\PageIndex{1}\)).Рисунок \(\PageIndex{1}\): Бутан и изобутан. Шарико-стержневые модели этих двух соединений показывают, что они являются изомерами; оба имеют молекулярную формулу C ₄ Н ₁₀ .

Обратите внимание, что C ₄ H ₁₀ изображен с изогнутой цепью на рисунке \(\PageIndex{1}\). Четырехуглеродная цепь может быть изогнута по-разному, поскольку группы могут свободно вращаться вокруг связей С-С. Однако это вращение не меняет идентичности соединения. Важно понимать, что изгибание цепи , а не меняет идентичность соединения; все следующие представляют одно и то же соединение, бутан:

Структура изобутана представляет собой непрерывную цепь только из трех атомов углерода, причем четвертый присоединен как ответвление от среднего атома углерода непрерывной цепи, что отличается от структур бутана (сравните две структуры на рисунке \(\ Индекс страницы{1}\).

В отличие от C ₄ H ₁₀ , соединения метана (CH ₄ ), этана (C ₂ H ₆ ) и пропана (C ₃ H

5 9 _{8) не существуют в изомерных изомерах формы, потому что есть только один способ расположить атомы в каждой формуле так, чтобы каждый атом углерода имел четыре связи.}

Следующим за C ₄ H ₁₀ в гомологическом ряду является пентан. Каждое соединение имеет одинаковую молекулярную формулу: C ₅ H ₁₂ . (В таблице 12.1.1 из предыдущего раздела есть столбец, определяющий количество возможных изомеров для первых 10 алканов с прямой цепью.) Соединение в крайнем левом положении — это пентан, поскольку все пять атомов углерода в нем образуют непрерывную цепь. Соединение в середине представляет собой изопентан; как и изобутан, он имеет один CH ₃ ответвлением второго атома углерода непрерывной цепи. Соединение справа, обнаруженное после двух других, было названо неопентаном (от греческого neos , что означает «новый»). Хотя все три вещества имеют одинаковую молекулярную формулу, они имеют разные свойства, в том числе точки кипения: пентан — 36,1°С; изопентан, 27,7°С; и неопентан, 9,5°С.

Непрерывную (неразветвленную) цепь атомов углерода часто называют прямой цепью , хотя тетраэдрическое расположение каждого атома углерода придает ей зигзагообразную форму. Алканы с прямой цепью иногда называют нормальные алканы, а их названиям дают приставку n -. Например, бутан называется n -бутан. Мы не будем использовать этот префикс здесь, потому что он не является частью системы, установленной Международным союзом теоретической и прикладной химии.

Эта страница под названием 12.3: Алканы с разветвленной цепью распространяется под лицензией CC BY-NC-SA 3.0 и была создана, изменена и/или курирована Anonymous с использованием исходного контента, который был отредактирован в соответствии со стилем и стандартами платформы LibreTexts. ; подробная история редактирования доступна по запросу.

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или страница

   Автор

   Аноним

   Лицензия

   CC BY-NC-SA

   Версия лицензии

   3,0

   Программа OER или Publisher

   Издатель, имя которого нельзя называть

   Показать страницу Содержание

   нет на странице

2. Теги

   1. source@https://2012books.