Zirkuitu elektrikoei buruzko galderen adibidea
Zirkuitu elektrikoak gai erabakigarriak dira fisikan eta ingeniaritza elektrikoan. Zirkuituak nola funtzionatzen duten eta balioak nola kalkulatzen diren ulertzea ezinbestekoa da ingeniaritza elektrikoan edo gailu elektronikoekin lan egiten duen edonorentzat. Artikulu honek zirkuitu elektrikoen arazoen hainbat adibide eta azalpenak emango ditu, ezagutza sakondu nahi duten ikasle eta profesionalentzat erreferentzia gisa.
Zirkuitu elektrikoen sarrera
Oro har, zirkuitu elektriko batek oinarrizko hainbat osagai ditu, hala nola erresistentziak, kondentsadoreak, induktoreak eta tentsio edo korronte iturriak. Osagai hauek konfigurazio espezifikoetan konektatzen dira funtzio espezifikoak betetzeko, hala nola seinaleak iragaztea edo tentsioa handitzea edo gutxitzea. Zirkuituen analisian, Ohm eta Kirchhoff-en legeak erabili ohi dira zirkuitu bateko korrontea eta tentsioa kalkulatzeko.
1. arazoaren adibidea: Serieko zirkuitu sinplea
Galdera:
Emanik hiru erresistentziaz (R1 = 2 Ω), (R2 = 3 Ω) eta (R3 = 5 Ω) osatutako serieko zirkuitu bat, tentsio-iturri (V = 10 V) batera konektatuta. Kalkulatu zirkuituan doan korrontea eta erresistentzia bakoitzaren tentsioa.
Eztabaida:
1. Aurkitu erresistentzia osoa:
Serieko zirkuitu batean, erresistentzia osoa erresistentzia indibidual guztien batura da.
\[
R_{\text{guztira}} = R1 + R2 + R3 = 2 Ω + 3 Ω + 5 Ω = 10 Ω
\]
2. Aurkitu korrontearen fluxua:
Ohm-en legearen arabera, korrontea honela kalkula daiteke:
\[
I = \frac{V}{R_{\text{guztira}}} = \frac{10 V}{10 Ω = 1 A
\]
3. Aurkitu erresistentzia bakoitzaren tentsioa:
Erresistentzia bakoitzaren tentsioa honela kalkulatzen da:
\[
V_{R1} = I × R1 = 1 A × 2 Ω = 2 V
\]
\[
V_{R2} = I × R2 = 1 A × 3 Ω = 3 V
\]
\[
V_{R3} = I × R3 = 1 A × 5 Ω = 5 V
\]
Beraz, zirkuituan dabilen korrontea 1 A-koa da, eta erresistentzia bakoitzaren tentsioa 2 V, 3 V eta 5 V-koa da, hurrenez hurren.
2. galderaren adibidea: Zirkuitu paralelo sinplea
Galdera:
Emanik hiru erresistentziaz (R1 = 6 Ω), (R2 = 3 Ω) eta (R3 = 2 Ω) osatutako zirkuitu paralelo bat, tentsio-iturri (V = 12 V) batera konektatuta. Kalkulatu erresistentzia bakoitzetik igarotzen den korrontea.
Eztabaida:
1. Erresistentzia bakoitzeko korrontea:
Zirkuitu paralelo batean, erresistentzia bakoitzaren tentsioa iturriaren tentsioaren berdina da. Beraz, erresistentzia bakoitzaren korrontea Ohm-en legea erabiliz kalkulatzen da.
\[
I_{R1} = \frac{V}{R1} = \frac{12 V}{6 \Omega} = 2 A
\]
\[
I_{R2} = \frac{V}{R2} = \frac{12 V}{3 \Omega} = 4 A
\]
\[
I_{R3} = \frac{V}{R3} = \frac{12 V}{2 \Omega} = 6 A
\]
Beraz, erresistentzia bakoitzetik igarotzen den korrontea 2 A, 4 A eta 6 A da, hurrenez hurren.
3. galderaren adibidea: Serieko eta paraleloko zirkuituen konbinazioa
Galdera:
Emanik (R1 = 4 Ω), (R2 = 2 Ω) eta (R3 = 3 Ω) dituen zirkuitu konbinatu bat. (R2) eta (R3) paraleloan konektatuta daude, eta ondoren (R1) eta (V = 15 V) tentsio iturri batekin seriean konektatuta daude. Kalkulatu erresistentzia bakoitzaren korrontea eta tentsioa.
Eztabaida:
1. Aurkitu \(R2\) eta \(R3\)-ren erresistentzia baliokidea:
\[
\frac{1}{R_{\text{paraleloa}}} = \frac{1}{R2} + \frac{1}{R3} = \frac{1}{2 \Omega} + \frac{1}{3 \Omega} = \frac{3 + 2}{6} = \frac{5}{6 \Omega}
\]
\[
R_{\text{paraleloa}} = \frac{6}{5} Ω = 1,2 Ω
\]
2. Erresistentzia osoa:
\[
R_{\text{guztira}} = R1 + R_{\text{paralelo}} = 4 Ω + 1,2 Ω = 5,2 Ω
\]
3. Korronte osoa:
\[
I_{\text{guztira}} = \frac{V}{R_{\text{guztira}}} = \frac{15 V}{5,2 Ω} \gutxi gorabehera 2,88 A
\]
4. Tentsioa \(R1\)-n:
\[
V_{R1} = I_{\text{guztira}} \times R1 = 2,88 A \times 4 Ω \gutxi gorabehera 11,52 V
\]
5. Tentsioa \(R2\) eta \(R3\)-n:
\(R2\) eta \(R3\) paraleloan daudenez, tentsioak berdinak dira:
\[
V_{\text{paralelo}} = V – V_{R1} = 15 V – 11,52 V \gutxi gorabehera 3,48 V
\]
6. Aurkitu \(R2\) eta \(R3\)-en korrontea:
\[
I_{R2} = \frac{V_{\text{paraleloa}}}{R2} = \frac{3,48 V}{2 Ω} 1,74 A inguru
\]
\[
I_{R3} = \frac{V_{\text{paraleloa}}}{R3} = \frac{3,48 V}{3 Ω} 1,16 A inguru
\]
Beraz, zirkuituan dabilen korrontea 2,88 A ingurukoa da. \( R1 \)-ko tentsioa 11,52 V ingurukoa da, eta \( R2 \) eta \( R3 \)-ko tentsioak 3,48 V ingurukoak dira. \( R2 \)-ko korrontea 1,74 A da eta \( R3 \)-ko korrontea 1,16 A.
Ondorioa
Artikulu honek zirkuitu-arazo sinple eta konbinatuen hainbat adibide aztertzen ditu, baita horiek konpontzeko urratsak ere. Oinarrizko kontzeptuak eta Ohm eta Kirchhoff-en legeak nola aplikatu ulertzeak zirkuitu-arazo desberdinak konpontzea errazten du. Hainbat arazorekin etengabe praktikatzeak zirkuitu elektrikoak aztertzeko ulermena eta gaitasuna hobetu ditzake. Ulermen sakonagoa nahi dutenentzat, gomendagarria da korronte alternoko zirkuituei, iragazkiei eta maiztasun-domeinuaren analisiari buruzko materiala sakontzea.
