Kipingamizi cha upinzani mfululizo

Pia soma mifano ya vipingamizi sambamba na mifano ya vipingamizi mfululizo.

Nyenzo ya Kipingamizi cha Upinzani wa Mfululizo

Ikiwa vipingamizi vimeunganishwa kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro hapo juu, vimeunganishwa mfululizo. Vipingamizi husika vinaweza kuwa vipengele vya vipingamizi, taa, au vifaa vingine vya kuhami joto vya umeme.

Chaji ya umeme (Q) ni thabiti ili chaji ya umeme inayopita kwenye upinzani 1 (R ₁ ) = chaji ya umeme inayopita kwenye upinzani 2 (R ₂ ) = chaji ya umeme inayopita kwenye upinzani 3 (R ₃ ). Mkondo wa umeme (I) ni chaji ya umeme inayopita wakati fulani wa muda (I = Q/t), kwa hivyo mkondo wa umeme unaopita kwenye upinzani 1 (I ₁ ) = mkondo wa umeme unaopita kwenye upinzani 2 (I ₂ ) = mkondo wa umeme unaopita kwenye upinzani 3 (I ₃ ). Kihisabati, mkondo wa umeme wote (I) = I ₁ = I ₂ = I ₃.

Kwa upande mwingine, volteji ya umeme (V) hupungua wakati chaji ya umeme inapopita katika kila upinzani. Volti ya umeme, ambayo pia huitwa tofauti ya uwezo wa umeme, ni nishati ya uwezo wa umeme kwa kila kitengo cha chaji ya umeme. Volti ya umeme hupungua kwa sababu nishati ya umeme hutumika katika kila upinzani wa umeme. Kwa hivyo volteji ya umeme (V) ni sawa na jumla ya volteji za umeme kwenye kila upinzani. Kihisabati, volteji ya umeme (V) = V ₁ + V ₂ + V ₃ . V = IR ili mlinganyo wa volteji ya umeme V = IR ₁ + IR ₂ + IR ₃ . Mkondo wa umeme unaotiririka katika kila upinzani ni sawa kwa hivyo mlinganyo huu hubadilika kuwa V = I (R ₁ + R ₂ + R ₃ ).

Kulingana na mlinganyo hapo juu, imehitimishwa kwamba jumla ya upinzani wa umeme (R) au upinzani mbadala wa upinzani wa umeme uliounganishwa katika mfululizo ni sawa na jumla ya kila upinzani wa umeme, kihisabati R = R ₁ + R ₂ + R ₃ . Ikiwa kuna vipingamizi viwili tu vilivyounganishwa katika mfululizo, thamani ya kipingamizi mbadala (R) = R ₁ + R ₂ . Ikiwa kuna vipingamizi vinne vilivyounganishwa katika mfululizo, thamani ya kipingamizi mbadala (R) = R ₁ + R ₂ + R ₃ + R ₄ . Vile vile, ikiwa kuna vipingamizi vitano au zaidi ya vitano vilivyounganishwa katika mfululizo.

Mfano wa tatizo la kipingamizi cha mfululizo:

1. Kwa kuzingatia R ₁ = 2 Ω, R ₂ = 3 Ω na R ₃ = 4 Ω. Vipingamizi vitatu vimeunganishwa mfululizo. Thamani ya kipingamizi mbadala ni ipi? (Ω = Ohm).

Majadiliano

R = R ₁ + R ₂ + R ₃ = 2 + 3 + 4 = 9 Ω.

Matokeo haya yanaonyesha kwamba thamani ya upinzani mbadala ni kubwa kuliko thamani ya upinzani ya kila kipingamizi kilichounganishwa katika mfululizo.

2. Vipingamizi viwili R ₁ = 50 Ω na R ₂ = 50 Ω vimeunganishwa mfululizo na kuunganishwa kwenye betri ya Volti 12. Amua (a) upinzani sawa (b) mkondo wa umeme unaopita kwenye kila kipingamizi.

Majadiliano

(a) R = R ₁ + R ₂ = 50 Ω + 50 Ω = 100 Ω.

(b) I = V / R = Volti 12 / 100 Ω = 0,12 Ampea