Намунаи саволҳои баҳсӣ дар бораи ҷараёни доимии барқ
Барқи ҷараёни доимӣ (DC) як падидаи шинос дар муҳандисӣ ва физика аст. Ҷараёни доимӣ ҷараёни электронҳо дар як самт тавассути ноқил аст, ки одатан аз терминали мусбат ба терминали манфӣ дар занҷир аст. Дар ин мақола, мо якчанд мисолҳои масъалаҳо ва муҳокимаи онҳоро дар робита бо барқи ҷараёни доимӣ баррасӣ хоҳем кард, то ба беҳтар кардани фаҳмиши мо дар бораи ин мавзӯъ кумак кунем.
1. Занҷири силсилавӣ
Саволи 1:
Занҷири пайдарпай, ки аз се резистор иборат аст, ки ҳар кадоме дорои арзишҳои 4Ω, 6Ω ва 10Ω буда, ба манбаи шиддати 20V пайваст карда шудааст, дода шудааст. Ҷараёни аз занҷир гузаштаро ҳисоб кунед.
Муҳокима:
Аввалан, мо бояд муқовимати умумиро дар занҷири пайдарпай ҳисоб кунем. Дар занҷири пайдарпай, муқовимати умумӣ (R_total) ҷамъи ҳар як муқовимати алоҳида аст.
\[ R_{\text{ҷамъ}} = R_1 + R_2 + R_3 \]
\[ R_{\text{total}} = 4Ω + 6Ω + 10Ω = 20Ω \]
Баъд аз ин, мо қонуни Омро барои ҳисоб кардани ҷараёни барқ истифода мебарем. Қонуни Ом мегӯяд, ки \( V = I \зарба R \). Ҳамин тариқ, ҷараёни барқро (I) бо роҳи зерин ҳисоб кардан мумкин аст:
\[ I = \frac{V}{R_{\text{total}}} \]
\[ I = \frac{20V}{20Ω} = 1A \]
Пас, ҷараёни аз занҷир ҷорӣшаванда 1 ампер аст.
2. Занҷири мувозӣ
Саволи 2:
Се резистор бо муқовиматҳои 3Ω, 6Ω ва 12Ω ба таври мувозӣ васл карда шудаанд ва ба манбаи шиддати 12V пайваст карда шудаанд. Ҷараёни аз ҳар як резистор гузаштаро ҳисоб кунед.
Муҳокима:
Барои занҷири мувозӣ, шиддат (V) дар ҳар як резистор якхела ва ба шиддати манбаъ баробар аст. Аввалан, мо ҳар як ҷараёнро бо истифода аз қонуни Ом ҳисоб мекунем.
\[ I_1 = \frac{V}{R_1} = \frac{12V}{3Ω} = 4A \]
\[ I_2 = \frac{V}{R_2} = \frac{12V}{6Ω} = 2A \]
\[ I_3 = \frac{V}{R_3} = \frac{12V}{12Ω} = 1A \]
Ҷараёни ҷорӣ аз ҳар як резистор 4А, 2А ва 1А аст.
Илова бар ин, мо метавонем ҷараёни умумии аз манбаъ ҷорӣшавандаро бо истифода аз қонуни ҷараёни Кирхгоф ҳисоб кунем, ки мегӯяд, ҷараёни умумии воридшаванда ба нуқта ба ҷараёни аз он баромада баробар аст:
\[ I_{\text{ҷамъ}} = I_1 + I_2 + I_3 = 4A + 2A + 1A = 7A \]
3. Омезиши занҷирҳои пайдарпай ва параллелӣ
Саволи 3:
Чор резистор бо арзишҳои 4Ω, 6Ω, 12Ω ва 12Ω дар занҷири муттаҳид ҷойгир карда шудаанд, яъне 4Ω ва 6Ω пайдарпай ҷойгир карда шудаанд, сипас натиҷа ба таври мувозӣ бо 12Ω ҷойгир карда мешавад ва дар ниҳоят бо 12Ω сеюм пайдарпай ҷойгир карда мешавад. Агар манбаи шиддат 24В бошад, ҷараёни умумии дар занҷир ҷоришавандаро муайян кунед.
Муҳокима:
Қадами аввал ҳисоб кардани муқовимати занҷири силсилавии аввал аст.
\[ R_{\text{силсила}} = 4Ω + 6Ω = 10Ω \]
Сипас, мо натиҷаҳои дар боло овардашударо бо 12Ω дар тартиби мувозӣ якҷоя мекунем.
\[ \frac{1}{R_{\text{parallel}}} = \frac{1}{10Ω} + \frac{1}{12Ω} \]
\[ \frac{1}{R_{\text{parallel}}} = \frac{6}{60} + \frac{5}{60} = \frac{11}{60} \]
\[ R_{\text{parallel}} = \frac{60}{11}Ω \taxminan 5.45Ω \]
Акнун, мо ин натиҷаро бо 12Ω-и охирин дар як силсила ҷойгир мекунем.
\[ R_{\text{total}} = R_{\text{parallel}} + 12Ω \]
\[ R_{\text{total}} = 5.45Ω + 12Ω = 17.45Ω \]
Барои ба даст овардани ҷараёни умумӣ, мо қонуни Омро истифода мебарем:
\[ I_{\text{total}} = \frac{V}{R_{\text{total}}} \]
\[ I_{\text{total}} = \frac{24V}{17.45Ω} \taxminan 1.38A \]
4. Қувва дар занҷир
Саволи 4:
Бо назардошти резистор бо арзиши 5Ω ва ҷараёни аз резистори 2A гузашта, қувваеро, ки аз ҷониби резистор пароканда мешавад, ҳисоб кунед.
Муҳокима:
Қувва (P)-ро бо истифода аз формулаи зерин ҳисоб кардан мумкин аст:
\[ P = I^2 \ маротиба R \]
\[ P = (2A)^2 \ маротиба 5Ω \]
\[ P = 4 \ маротиба 5 = 20W \]
Пас, қувваи пароканда аз ҷониби резистор 20 ватт аст.
5. Потенсиал дар нуқтаҳои занҷир
Саволи 5:
Занҷир аз ду резистори дорои иқтидори 10Ω ва 20Ω иборат аст, ки бо манбаи шиддати 30V пайдарпай пайваст карда шудаанд. Потенсиалро дар нуқта байни ду резистор ҳисоб кунед.
Муҳокима:
Пеш аз ҳама, мо ҷараёни аз занҷир гузаштаро ҳисоб мекунем.
\[ R_{\text{total}} = 10Ω + 20Ω = 30Ω \]
\[ I = \frac{30V}{30Ω} = 1A \]
Потенсиал дар нуқта байни ду резисторро бо роҳи ҳисоб кардани пастшавии шиддат дар резистори аввал ёфтан мумкин аст.
\[ V_{10Ω} = I \маротиба R_1 = 1A \маротиба 10Ω = 10V \]
Ҳамин тариқ, потенсиал дар нуқта байни ду муқовимат \ (30V – 10V = 20V \) аст.
Хулоса
Дар ин мақола якчанд мисолҳои масъалаҳо ва роҳҳои ҳалли онҳо, ки ба занҷирҳои барқии ҷараёни доимӣ алоқаманданд, баррасӣ шудаанд. Инҳо занҷирҳои пайдарпай, мувозӣ ва якҷояшуда, инчунин ҳисоб кардани қувва ва потенсиал дар нуқтаҳои гуногунро дар бар мегиранд. Фаҳмиши амиқи ин мафҳумҳои асосӣ барои ҳар касе, ки барқ ва электроникаро меомӯзад, муҳим аст. Машқҳои мунтазам бо намудҳои гуногуни масъалаҳо барои азхуд кардани ин мавод хеле муфид хоҳанд буд.
