Forza elettromotrice (FEM) in serie e in parallelo

Materiale per forza elettromotrice (FEM) in serie e in parallelo

Se sono presenti due o più sorgenti di tensione elettrica (f.e.m.) collegate come nell'immagine a lato, la f.e.m. è collegata in serie.

Sorgente di tensione elettrica (ε) la sostituzione è:

ε = ε₁ +ε₂ +ε_n

La resistenza nella sostituzione (r) è:

r = r₁ + R₂ + R_n

La corrente elettrica che scorre attraverso la resistenza esterna (R) è:

io = ε / (r + R)

Esempio di problema:

MSupponiamo che due batterie abbiano ciascuna una f.e.m. di 1,5 Volt e Il valore di resistenza in ciascuna batteria è 0,1 . Resistenza esterna (R) = 10 Ω. La direzione della corrente elettrica è oraria.

Utilizzare la formula precedente :

ε = 1,5 + 1,5 = 3 Volt

r = 0,1 + 0,1 = 0,2 Ω

I = ε / (r + R) = 3 / (0,2 + 10)

Io = 3 / 10,2

I = 0,294 Ampere

Uso Seconda legge di 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 I

Io = 3 / 10,2

I = 0,294 Ampere 

Se sono presenti due o più sorgenti di tensione elettrica (f.e.m.) collegate come nell'immagine a lato, la f.e.m. è collegata in parallelo.

Sfonte di tensione elettrica (ε) la sostituzione è:

ε = ε₁ = ε₂ = ε_n

La resistenza nella sostituzione (r) è:

1/r = 1/r₁ + 1/r₂ + 1/r_n

La corrente elettrica che scorre attraverso la resistenza esterna (R) è:

io = ε / (r + R)

Esempio di problema:

Supponiamo che due batterie abbiano ciascuna una f.e.m. di 1,5 Volt e Il valore di resistenza in ciascuna batteria è 0,1 Ω. Resistenza esterna (R) = 10 Ω.

Utilizzare la formula precedente :

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 Ampere

Utilizzare la legge di Kirchhoff

Applichiamo la prima legge di Kirchhoff:

I₁ I +₂ = I .......... Equazione 1

Analisis loop aefcaLa direzione del ciclo è in senso orario. Applica la seconda legge di Kirchhoff:

ε₂ - I₁ r₂ - I R = 0

1,5 – 0,1 I₁ – 10 I = 0

– 0,1 I₁ = 10 I – 1,5

I₁ = (10 I – 1,5 ) / – 0,1

I₁ = -10I 0 + 15 ………. Equazione 2

Analisi del ciclo beforedbLa direzione del ciclo è in senso orario. Applica la seconda legge di Kirchhoff:

ε₁ - I₂ r₁ - I R = 0

1,5 – 0,1 I₂ – 10 I = 0

- I 0,1₂ = 10 I – 1,5

I₂ = (10 I – 1,5) / – 0,1

I₂ = -10I 0 + 15 .......... Persamaan 3

Sostituisci le equazioni 2 e 3 nell'equazione 1:

I₁ I +₂ = I

-10I 0 + 15 - 10I 0 + 15 = io

– 200 I + 30 = I

30 = I + 200 I

30 = 201 I

Io = 30 / 201

io = Amplificatori 0,149

Eliminare le equazioni 2 e 3:

I₁ = -10I 0 + 15

I₂ = -10I 0 + 15

——————– –

I₁ - I₂ = 0

I₁ = I₂ .......... Persamaan 4

Perché io₁ I +₂ = Io, dove io₁ = I₂ poi io₁ = I₂ = 1/2 I = 1/2 (0,149) = 0,0745 Ampere