Seriell och parallell elektromotorisk kraft (EMK)

Serie- och parallellelektromotorisk kraft (EMF) material

Om det finns två eller fler än två elektriska spänningskällor (emk) anslutna som på bilden på sidan, är den emk:n seriekopplad.

Ersättningsspänningskällan ( ε ) är:

ε = ε1 + _ε2 + _εn​

Resistansen i (r) ersättningen är:

r = _r1 + _r2 + _rn

Den elektriska strömmen som flyter genom det yttre motståndet (R) är:

I = ε / (r + R)

Exempel på problem:

Antag att två batterier vardera har en elektromagnetisk kraft på 1,5 volt och att den inre resistansen för varje batteri är 0,1 Ω. Den yttre resistansen (R) = 10 Ω. Den elektriska strömmens riktning är medurs.

Använd föregående formel :

ε = 1,5 + 1,5 = 3 volt

r = 0,1 + 0,1 = 0,2 Ω

I = ε / (r + R) = 3 / (0,2 + 10)

Jag = 3 10,2 XNUMX / XNUMX

I = 0,294 ampere

Använda sig av Kirchhoffs andra lag:

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

Jag = 3 10,2 XNUMX / XNUMX

I = 0,294 ampere 

Om det finns två eller fler än två elektriska spänningskällor (emk) anslutna som på bilden på sidan, är den emk:n parallellkopplad.

Ersättningsspänningskällan ( ε ) är:

ε = ε1 = _ε2 = εn​_​​

Resistansen i (r) ersättningen är:

1/ r = 1/ r ₁ + 1/ r ₂ + 1/ r _n

Den elektriska strömmen som flyter genom det yttre motståndet (R) är:

I = ε / (r + R)

Exempel på problem:

Antag att två batterier har en elektromagnetisk kraft på 1,5 volt vardera och att den inre resistansen för varje batteri är 0,1 Ω. Extern resistans (R) = 10 Ω.

Använd föregående formel :

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

Använd Kirchhoffs lag

Tillämpa Kirchhoffs första lag:

I1 ₊ I2 = I ………. _Ekvation 1

Loopanalys a efca . Loopriktningen är medurs. Tillämpa Kirchhoffs andra lag:

ε ₂ – I ₁ r ₂ – 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 = -1 0 0 I + 15 ………. _Ekvation 2

Loopanalys befdb . Loopriktningen är medurs. Tillämpa Kirchhoffs andra lag:

ε ₁ – I ₂ r ₁ – I 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 = -1 0 0 I + 15 _……… . Ekvation 3

Ersätt ekvationerna 2 och 3 i ekvation 1:

Jag ₁ + Jag ₂ = Jag

-1 0 0 I + 15 – 1 0 0 I + 1 5 = I

– 200 I + 30 = I

30 = I + 200 I

30 = 201 I

Jag = 30 201 XNUMX / XNUMX

I = 0,149 ampere

Eliminera ekvationerna 2 och 3:

I1 = -1 0 0 I + ₁₅

I2 = -1 0 0 I + ₁₅

———————– –

Jag ₁ – Jag ₂ = 0

I1 = _I2 ……… _. Ekvation 4

Eftersom _I1 + I2 ₌ I, där _I1 = I2 _så är _I1 = I2 ₌ 1/2 I = 1/2 (0,149) = 0,0745 Ampere