Siła elektromotoryczna (SEM) szeregowa i równoległa

Materiał o szeregowej i równoległej sile elektromotorycznej (SEM)

Jeżeli dwa lub więcej źródeł napięcia elektrycznego (SEM) są połączone jak na rysunku obok, SEM jest połączona szeregowo.

Źródło napięcia elektrycznego (ε) zamiennikiem jest:

ε = ε₁ + ε₂ + ε_n

Opór przy zastępowaniu (r) wynosi:

r = r₁ +r₂ +r_n

Prąd elektryczny przepływający przez opór zewnętrzny (R) wynosi:

Ja = ε / (r + R)

Przykłady problemów:

MZałóżmy, że dwie baterie mają siłę elektromotoryczną równą 1,5 V i wartość rezystancji w każdej baterii wynosi 0,1 . Opór zewnętrzny (R) = 10 Ω. Kierunek prądu elektrycznego jest zgodny z ruchem wskazówek zegara.

Użyj poprzedniego wzoru :

ε = 1,5 + 1,5 = 3 wolty

r = 0,1 + 0,1 = 0,2 Ω

I = ε / (r + R) = 3 / (0,2 + 10)

Ja = 1 000 000 / 10,2

I = 0,294 ampera

Posługiwać się Drugie prawo Kirchhoffa:

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

Ja = 1 000 000 / 10,2

I = 0,294 ampera 

Jeżeli dwa lub więcej źródeł napięcia elektrycznego (SEM) są połączone jak na rysunku obok, SEM jest połączona równolegle.

Sźródło napięcia elektrycznego (ε) zamiennikiem jest:

ε = ε₁ = ε₂ = ε_n

Opór przy zastępowaniu (r) wynosi:

1/r = 1/r₁ + 1/r₂ + 1/r_n

Prąd elektryczny przepływający przez opór zewnętrzny (R) wynosi:

Ja = ε / (r + R)

Przykłady problemów:

Załóżmy, że dwie baterie mają siłę elektromotoryczną równą 1,5 V i wartość rezystancji w każdej baterii wynosi 0,1 Ω. Rezystancja zewnętrzna (R) = 10 Ω.

Użyj poprzedniego wzoru :

ε = 1,5 wolta

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 ampera

Użyj prawa Kirchhoffa

Zastosuj pierwsze prawo Kirchhoffa:

I₁ + I₂ = I .......... Równanie 1

Analiza pętla aefekt. Kierunek pętli jest zgodny z ruchem wskazówek zegara. Zastosuj drugie prawo Kirchhoffa:

ε₂ - Ja₁ r₂ - Ja R = 0

1,5 – 0,1 I₁ – 10 I = 0

– 0,1 ja₁ = 10 I – 1,5

I₁ = (10 I – 1,5 ) / – 0,1

I₁ = -100 I + 15 ………. Równanie 2

Analiza pętli przed bazą danych. Kierunek pętli jest zgodny z ruchem wskazówek zegara. Zastosuj drugie prawo Kirchhoffa:

ε₁ - Ja₂ r₁ - Ja R = 0

1,5 – 0,1 I₂ – 10 I = 0

- 0,1 I₂ = 10 I – 1,5

I₂ = (10 I – 1,5) / – 0,1

I₂ = -100 I + 15 .......... Persamaan 3

Podstawiamy równania 2 i 3 do równania 1:

I₁ + I₂ = I

-100 I + 15 - 100 I + 15 = ja

– 200 I + 30 = I

30 = 1 + 200 1

30 = 201 I

Ja = 1 000 000 / 201

Ja = 0,149 Ampere

Wyeliminuj równania 2 i 3:

I₁ = -100 I + 15

I₂ = -100 I + 15

——————– –

I₁ - Ja₂ = 0

I₁ = I₂ .......... Persamaan 4

Ponieważ ja₁ + I₂ = Ja, gdzie ja₁ = I₂ wtedy ja₁ = I₂ = 1/2 I = 1/2 (0,149) = 0,0745 ampera