القوى الدافعة الكهربائية في التوصيلات المتسلسلة والمتوازية

القوى الدافعة الكهربائية في التوصيلات المتسلسلة والمتوازية

إذا كان هناك مصدران أو أكثر للقوة الدافعة الكهربائية (emf) متصلة كما هو موضح في الشكل، فإن القوة الدافعة الكهربائية مرتبة على التوالي.

مصدر الجهد المكافئ (ε) هو:

ε = ε ₁ + ε ₂ + ε _n

المقاومة الداخلية المكافئة (r) هي:

r = r ₁ + r ₂ + r _n

التيار الكهربائي المتدفق عبر المقاومة الخارجية (R) هو:

I = ε / (r + R)

مثال توضيحي:

لنفترض أن لدينا بطاريتين، كل منهما بقوة دافعة كهربائية مقدارها 1.5 فولت، وأن المقاومة الداخلية لكل بطارية هي 0.1 أوم. المقاومة الخارجية (R) تساوي 10 أوم. اتجاه التيار الكهربائي مع عقارب الساعة.

استخدم الصيغة السابقة:

ε = 1.5 + 1.5 = 3 فولت

r = 0.1 + 0.1 = 0.2 Ω

I = ε / (r + R) = 3 / (0.2 + 10)

أنا = 3/10.2

أنا = 0.294 أ

استخدم قاعدة كيرشوف الثانية:

1.5 – 0.1 I + 1.5 – 0.1 I – 10 I = 0

3 – 0.2 I – 10 I = 0

3 – 10.2 I = 0

3 = 10.2 I

أنا = 3/10.2

أنا = 0.294 أ

إذا كان هناك مصدران أو أكثر للقوة الدافعة الكهربائية (emf) متصلة كما هو موضح في الشكل، فإن القوة الدافعة الكهربائية متصلة على التوازي.

مصدر الجهد المكافئ (ε) هو:

ε = ε₁ = ε₂ = ε_n

المقاومة الداخلية المكافئة (r) هي:

1/r = 1/r ₁ + 1/r ₂ + 1/r _n

التيار الكهربائي المتدفق عبر المقاومة الخارجية (R) هو:

I = ε / (r + R)

مثال توضيحي:

لنفترض أن لدينا بطاريتين، كل منهما بقوة دافعة كهربائية مقدارها 1.5 فولت، وقيمة المقاومة في كل بطارية 0.1 أوم. المقاومة الخارجية (R) = 10 أوم.

استخدم الصيغة السابقة:

ε = 1.5 فولت

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

أنا = 0.149 أ

استخدم قاعدة كيرشوف

طبّق قاعدة كيرشوف الأولى:

I ₁ + I ₂ = I ………. المعادلة 1

حلل حلقة Aefca. اتجاه الحلقة مع عقارب الساعة. طبق قاعدة كيرشوف الثانية:

ε ₂ – I ₁ r ₂ – IR = 0

1.5 – 0.1 I ₁ – 10 I = 0

- 0.1 I ₁ = 10 I – 1.5

I ₁ = (10 I – 1.5) / – 0.1

I ₁ = -100 I + 15 ………. المعادلة 2

حلل حلقة Befdb. اتجاه الحلقة مع عقارب الساعة. طبق قانون كيرشوف الثاني:

ε ₁ – I ₂ r ₁ – IR = 0

1.5 – 0.1 I ₂ – 10 I = 0

- 0.1 I ₂ = 10 I – 1.5

I ₂ = (10 I – 1.5) / – 0.1

I ₂ = -100 I + 15 ………. المعادلة 3

استبدل المعادلتين 2 و 3 في المعادلة 1:

I ₁ + I ₂ = I

-100 I + 15 – 100 I + 15 = I

- 200 I + 30 = I

30 = I + 200 I

30 = 201 I

أنا = 30/201

أنا = 0.149 أ

حذف المعادلتين 2 و 3:

I ₁ = -100 I + 15

I ₂ = -100 I + 15

——————– –

I ₁ – I ₂ = 0

I ₁ = I ₂ ………. المعادلة 4

لأن I ₁ + I ₂ = I، حيث I ₁ = I _2، فإن I ₁ = I ₂ = 1/2 I = 1/2 (0.149) = 0.0745 أمبير.