Forza electromotriz (FEM) en serie e paralelo

Materi Gaya gerak listrik (ggl) seri dan paralel

Jika terdapat dua atau lebih dari dua sumber tegangan listrik (ggl) yang terangkai seperti pada gambar di samping, ggl tersebut terangkai seri.

Sumber tegangan listrik (ε) pengganti adalah :

ε = ε₁ + ε₂ + ε_n

Hambatan dalam (r) pengganti adalah :

r = r₁ +r₂ +r_n

Kuat arus listrik yang mengalir melewati hambatan luar (R) adalah :

Eu = ε / (r + R)

Exemplo de problemas:

Misalkan dua baterai masing-masing gglnya bernilai 1,5 Volt dan nilai hambatan dalam masing-masing baterai 0,1 Oh. Hambatan luar (R) = 10 Ω. Arah arus listrik searah putaran jarum jam.

Gunakan rumus sebelumnya :

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 amperios

Use hukum II Kirchhoff :

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 eu

I = 3/10,2

I = 0,294 amperios 

Jika terdapat dua atau lebih dari dua sumber tegangan listrik (ggl) yang terangkai seperti pada gambar di samping, ggl tersebut terangkai paralel.

Sumber tegangan listrik (ε) pengganti adalah :

ε = ε₁ = ε₂ = ε_n

Hambatan dalam (r) pengganti adalah :

1/r = 1/r₁ + 1/r₂ + 1/r_n

Kuat arus listrik yang mengalir melewati hambatan luar (R) adalah :

Eu = ε / (r + R)

Exemplo de problemas:

Misalkan dua baterai masing-masing gglnya bernilai 1,5 Volt dan nilai hambatan dalam masing-masing baterai 0,1 Ω. Hambatan luar (R) = 10 Ω.

Gunakan rumus sebelumnya :

ε = 1,5 voltios

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 amperios

Gunakan hukum Kirchhoff

Aplicando a primeira lei de Kirchhoff:

I₁ + Eu₂ = I .......... Ecuación 1

Análise lazo aefca. Arah loop searah putaran jarum jam. Terapkan hukum II Kirchhoff :

ε₂ - Eu₁ r₂ - Eu R = 0

1,5 – 0,1 I₁ – 10 I = 0

– 0,1 Eu₁ = 10 I – 1,5

I₁ = (10 I – 1,5 ) / – 0,1

I₁ = -100 eu + 15 ………. Ecuación 2

Analisis loop befdb. Arah loop searah putaran jarum jam. Terapkan hukum II Kirchhoff :

ε₁ - Eu₂ r₁ - Eu R = 0

1,5 – 0,1 I₂ – 10 I = 0

- 0,1 eu₂ = 10 I – 1,5

I₂ = (10 I – 1,5) / – 0,1

I₂ = -100 eu + 15 .......... Igualdade 3

Subtitusikan persamaan 2 dan 3 ke persamaan 1 :

I₁ + Eu₂ = I

-100 eu + 15 - 100 eu + 15 = Eu

– 200 I + 30 = I

30 = 1 + 200 1

30 = 201 eu

I = 30/201

Eu = 0,149 Amperio

Eliminasikan persamaan 2 daan 3 :

I₁ = -100 eu + 15

I₂ = -100 eu + 15

——————– –

I₁ - Eu₂ = 0

I₁ = I₂ .......... Igualdade 4

Karena I₁ + Eu₂ = I, di mana I₁ = I₂ maka I₁ = I₂ = 1/2 I = 1/2 (0,149) = 0,0745 Ampere