Elektromagnetické síly v sérii a paralelně

Elektromagnetické síly v sérii a paralelně

Pokud jsou dva nebo více zdrojů elektromotorického napětí (EMF) zapojeny, jak je znázorněno na obrázku, je elektromotorické napětí uspořádáno sériově.

Ekvivalent napětí zdroj (ε) je:

ε = ε₁ + ε₂ + ε_n

Ekvivalentní vnitřní odpor (r) je:

r = r₁ +r₂ +r_n

Elektrický proud protékající vnějším odporem (R) je:

I = ε / (r + R)

Ukázkový problém:

Předpokládejme, že dvě baterie mají elektromotorické napětí 1.5 V a vnitřní odpor každé baterie je 0.1 Ω. Vnější odpor (R) = 10 Ω. Směr elektrického proudu je ve směru hodinových ručiček.

Použijte předchozí vzorec:

ε = 1.5 + 1.5 = 3 volty

r = 0.1 + 0.1 = 0.2 Ω

I = ε / (r + R) = 3 / (0.2 + 10)

I = 3/10.2

I = 0.294 A

Použijte druhé Kirchhoffovo pravidlo:

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 l

I = 3/10.2

I = 0.294 A

Pokud jsou dva nebo více zdrojů elektromotorického napětí (EMF) zapojeny, jak je znázorněno na obrázku, je elektromotorické napětí zapojeno paralelně.

Ekvivalentní zdroj napětí (ε) je:

ε = ε₁ = ε₂ = ε_n

Ekvivalentní vnitřní odpor (r) je:

1/r = 1/r₁ + 1/r₂ + 1/r_n

Elektrický proud protékající vnějším odporem (R) je:

I = ε / (r + R)

Ukázkový problém:

Předpokládejme, že dvě baterie mají elektromotorické napětí 1.5 V a hodnota odporu v každé z nich je 0.1 Ω. Vnější odpor (R) = 10 Ω.

Použijte předchozí vzorec:

ε = 1.5 voltu

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 A

Použijte Kirchhoffovo pravidlo

Přihláška Kirchhoffprvní pravidlo:

I₁ + I₂ = I ………. Rovnice 1

Analyzujte smyčku Aefca. Směr smyčky je ve směru hodinových ručiček. Použijte druhé Kirchhoffovo pravidlo:

ε₂ - Já₁ r₂ – IR = 0

1.5 – 0.1 l₁ – 10 I = 0

– 0.1 l₁ = 10 I – 1.5

I₁ = (10 I – 1.5) / – 0.1

I₁ = -100 I + 15 ………. Rovnice 2

Analyzujte smyčku Befdb. Směr smyčky je ve směru hodinových ručiček. Aplikujte druhý Kirchhoffův zákon:

ε₁ - Já₂ r₁ – IR = 0

1.5 – 0.1 l₂ – 10 I = 0

- 0.1 I₂ = 10 I – 1.5

I₂ = (10 I – 1.5) / – 0.1

I₂ = -100 I + 15 ………. Rovnice 3

Dosaďte rovnice 2 a 3 do rovnice 1:

I₁ + I₂ = I

-100 I + 15 – 100 I + 15 = I

– 200 I + 30 = I

30 = 1/2 + 200 1/2

30 = 201 l

I = 30/201

I = 0.149 A

Eliminujte rovnice 2 a 3:

I₁ = -100 I + 15

I₂ = -100 I + 15

——————– –

I₁ - Já₂ = 0

I₁ = I₂ ………. Rovnice 4

Protože já₁ + I₂ = Já, kde Já₁ = I₂ potom já₁ = I₂ = 1/2 I = 1/2 (0.149) = 0.0745 A.