Serie- en parallelle elektromotoriese krag (EMK)

Serie- en parallelle elektromotoriese krag (EMK) materiaal

As daar twee of meer as twee bronne van elektriese spanning (emk) gekoppel is soos in die prentjie aan die kant, is die emk in serie gekoppel.

Die vervangende spanningsbron ( ε ) is:

ε = ε1 + _ε2 + _εn​

Die weerstand in (r) vervanging is:

r = _r1 + _r2 + _rn

Die elektriese stroom wat deur die eksterne weerstand (R) vloei, is:

Ek = ε / (r + R)

Voorbeeld van probleme:

Veronderstel twee batterye het elk 'n emk van 1,5 Volt en die interne weerstand van elke battery is 0,1 Ω. Die eksterne weerstand (R) = 10 Ω. Die rigting van die elektriese stroom is kloksgewys.

Gebruik die vorige formule :

ε = 1,5 + 1,5 = 3 Volt

r = 0,1 + 0,1 = 0,2 Ω

I = ε / (r + R) = 3 / (0,2 + 10)

I = 3 / 10,2

I = 0,294 Ampère

Gebruik Kirchhoff se tweede wet:

1,5 – 0,1 I + 1,5 – 0,1 I – 10 I = 0

3 – 0,2 I – 10 I = 0

3 – 10,2 Ek = 0

3 = 10,2 I

I = 3 / 10,2

I = 0,294 Ampère 

As daar twee of meer as twee bronne van elektriese spanning (emk) gekoppel is soos in die prentjie aan die kant, is die emk parallel gekoppel.

Die vervangende spanningsbron ( ε ) is:

ε = ε1 = _ε2 = εn​_​​

Die weerstand in (r) vervanging is:

1/ r = 1/ r ₁ + 1/ r ₂ + 1/ r _n

Die elektriese stroom wat deur die eksterne weerstand (R) vloei, is:

Ek = ε / (r + R)

Voorbeeld van probleme:

Veronderstel twee batterye het elk 'n emk van 1,5 Volt en die interne weerstand van elke battery is 0,1 Ω. Eksterne weerstand (R) = 10 Ω.

Gebruik die vorige formule :

ε = 1,5 Volt

1/r = 1/0,1 + 1/0,1 = 2 / 0,1

r = 0,1 / 2 = 0,05 Ω

I = ε / (r + R) = 1,5 / (0,05 + 10) = 1,5 / 10,05

I = 0,149 Ampère

Gebruik Kirchhoff se wet

Pas Kirchhoff se eerste wet toe:

I1 ₊ I2 = I ………. _Vergelyking 1

Lusanalise a efca . Die lusrigting is kloksgewys. Pas Kirchhoff se tweede wet toe:

ε ₂ – I ₁ r ₂ – I R = 0

1,5 – 0,1 I ₁ – 10 I = 0

– 0,1 _I1 = 10 I – 1,5

Ek1 ₌ (10 Ek – 1,5) / – 0,1

I ₁ = -1 0 0 I + 15 ………. Vergelyking 2

Lusanalise befdb . Die lusrigting is kloksgewys. Pas Kirchhoff se tweede wet toe:

ε ₁ – I ₂ r ₁ – I R = 0

1,5 – 0,1 I ₂ – 10 I = 0

– 0,1 _I2 = 10 I – 1,5

I² = (10 I – _1,5 ) / – 0,1

I2 = -1 0 0 I + 15 ……… . _Vergelyking 3

Vervang vergelykings 2 en 3 in vergelyking 1:

Ek ₁ + Ek ₂ = Ek

-1 0 0 I + 15 – 1 0 0 I + 1 5 = I

– 200 I + 30 = I

30 = I + 200 I

30 = 201 I

I = 30 / 201

I = 0,149 Ampère

Elimineer vergelykings 2 en 3:

Ek ₁ = -1 0 0 Ek + 15

Ek2 = -1 0 0 _Ek + 15

———————– –

Ek ₁ – Ek ₂ = 0

I ₁ = I ₂ ………. Vergelyking 4

Omdat _I₁ + I₂ ₌ I₁, waar _I₁ = I₂ _dan is _I₁ = I₂ ₌ 1/2 I = 1/2 (0,149) = 0,0745 Ampère