Força eletromotriz (FEM) em série e em paralelo

Material de força eletromotriz (FEM) em série e em paralelo

Se houver duas ou mais fontes de tensão elétrica (força eletromotriz) conectadas como na figura ao lado, a força eletromotriz estará conectada em série.

Fonte de tensão elétrica (ε) a substituição é:

ε = ε₁ + ε₂ + ε_n

A resistência na substituição (r) é:

r = r₁ +r₂ +r_n

A corrente elétrica que flui através da resistência externa (R) é:

Eu = ε / (r + R)

Exemplo de problema:

MSuponha que duas baterias tenham cada uma uma força eletromotriz (fem) de 1,5 Volts e O valor da resistência em cada bateria é 0,1. Oh. Resistência externa (R) = 10 Ω. O sentido da corrente elétrica é horário.

Use a fórmula anterior :

ε = 1,5 + 1,5 = 3 Volts

r = 0,1 + 0,1 = 0,2 Ω

I = ε / (r + R) = 3 / (0,2 + 10)

Eu = 3/10,2

I = 0,294 Ampère

usar Segunda lei de 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

Eu = 3/10,2

I = 0,294 Ampère 

Se houver duas ou mais fontes de tensão elétrica (força eletromotriz) conectadas como na figura ao lado, a força eletromotriz estará conectada em paralelo.

Sfonte de tensão elétrica (ε) a substituição é:

ε = ε₁ = ε₂ = ε_n

A resistência na substituição (r) é:

1/r = 1/r₁ + 1/r₂ + 1/r_n

A corrente elétrica que flui através da resistência externa (R) é:

Eu = ε / (r + R)

Exemplo de problema:

Suponha que duas baterias tenham cada uma uma força eletromotriz (fem) de 1,5 Volts e O valor da resistência em cada bateria é 0,1. Ah. Resistência externa (R) = 10 Ω.

Use a fórmula anterior :

ε = 1,5 Volts

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 Ampère

Use a lei de Kirchhoff.

Aplique a primeira lei de Kirchhoff:

I₁ + I₂ = Eu .......... Equação 1

Análise laço aefcaO sentido do laço é horário. Aplique a segunda lei de Kirchhoff:

ε₂ - eu₁ r₂ - eu 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 = -100 I + 15 ………. Equação 2

Análise de laços antes do banco de dadosO sentido do laço é horário. Aplique a segunda lei de Kirchhoff:

ε₁ - eu₂ r₁ - eu 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 .......... Igualdade 3

Substitua as equações 2 e 3 na equação 1:

I₁ + I₂ = Eu

-100 I + 15 - 100 I + 15 = eu

– 200 I + 30 = I

30 = I + 200 I

30 = 201 I

Eu = 30/201

Eu = Ampere 0,149

Elimine as equações 2 e 3:

I₁ = -100 I + 15

I₂ = -100 I + 15

——————– –

I₁ - eu₂ = 0

I₁ = Eu₂ .......... Igualdade 4

Porque eu₁ + I₂ = Eu, onde eu₁ = Eu₂ então eu₁ = Eu₂ = 1/2 I = 1/2 (0,149) = 0,0745 Ampère