Намунаи саволҳо дар бораи схемаҳои барқӣ
Схемаҳои барқӣ мавзӯи муҳим дар физика ва муҳандисии электротехникӣ мебошанд. Фаҳмидани тарзи кори схемаҳо ва чӣ гуна ҳисоб кардани арзишҳо барои ҳар касе, ки ба муҳандисии электротехникӣ ё кор бо дастгоҳҳои электронӣ таваҷҷӯҳ дорад, муҳим аст. Дар ин мақола якчанд мисолҳои мушкилоти схемаҳои барқӣ ва шарҳҳои онҳо ҳамчун истинод барои донишҷӯён ва мутахассисоне, ки мехоҳанд дониши худро амиқтар кунанд, баррасӣ карда мешаванд.
Муқаддима ба схемаҳои барқӣ
Умуман, схемаи барқӣ аз якчанд ҷузъҳои асосӣ, аз қабили резисторҳо, конденсаторҳо, индукторҳо ва манбаъҳои шиддат ё ҷараён иборат аст. Ин ҷузъҳо дар конфигуратсияҳои мушаххас барои иҷрои вазифаҳои мушаххас, ба монанди филтр кардани сигналҳо ё зиёд ё кам кардани шиддат, пайваст карда мешаванд. Дар таҳлили схемаҳо, қонунҳои Ом ва Кирхгоф аксар вақт барои ҳисоб кардани ҷараён ва шиддат дар схема истифода мешаванд.
Мисоли масъалаи 1: Схемаи оддии силсилавӣ
Савол:
Занҷири пайдарпай, ки аз се резистор иборат аст (R1 = 2 \Omega \), (R2 = 3 \Omega \) ва (R3 = 5 \Omega \), ки ба манбаи шиддат \(V = 10 V \) пайваст карда шудааст, дода шудааст. Ҷараёни дар занҷир ҷорӣ ва шиддати ҳар як резисторро ҳисоб кунед.
Муҳокима:
1. Муқовимати умумиро ёбед:
Дар занҷири пайдарпай, муқовимати умумӣ ба ҷамъи ҳамаи муқовиматҳои инфиродӣ баробар аст.
\[
R_{\text{total}} = R1 + R2 + R3 = 2 \Омега + 3 \Омега + 5 \Омега = 10 \Омега
\]
2. Ҷараёни ҷараёниро ёбед:
Мувофиқи қонуни Ом, қувваи ҷараёнро чунин ҳисоб кардан мумкин аст:
\[
I = \frac{V}{R_{\text{total}}} = \frac{10V}{10 \Omega} = 1 A
\]
3. Шиддати ҳар як резисторро ёбед:
Шиддат дар ҳар як резистор чунин ҳисоб карда мешавад:
\[
V_{R1} = I \ маротиба R1 = 1 A \ маротиба 2 \ Омега = 2 V
\]
\[
V_{R2} = I \ маротиба R2 = 1 A \ маротиба 3 \ Омега = 3 V
\]
\[
V_{R3} = I \ маротиба R3 = 1 A \ маротиба 5 \ Омега = 5 V
\]
Пас, ҷараёни ҷорӣ дар занҷир 1 А ва шиддат дар ҳар як резистор мутаносибан 2 В, 3 В ва 5 В аст.
Намунаи саволи 2: Схемаи оддии параллелӣ
Савол:
Доштани занҷири мувозӣ аз се резистор (R1 = 6), (R2 = 3) ва (R3 = 2), ки ба манбаи шиддат (V = 12 V) пайваст карда шудаанд. Ҷараёни барқро тавассути ҳар як резистор ҳисоб кунед.
Муҳокима:
1. Ҷараён дар ҳар як резистор:
Дар занҷири мувозӣ, шиддат дар ҳар як резистор якхела ва ба шиддати манбаъ баробар аст. Аз ин рӯ, ҷараёни ҳар як резистор бо истифода аз қонуни Ом ҳисоб карда мешавад.
\[
I_{R1} = \frac{V}{R1} = \frac{12 V}{6 \Omega} = 2 А
\]
\[
I_{R2} = \frac{V}{R2} = \frac{12 V}{3 \Omega} = 4 А
\]
\[
I_{R3} = \frac{V}{R3} = \frac{12 V}{2 \Omega} = 6 А
\]
Пас, ҷараёни ҳаракат тавассути ҳар як резистор мутаносибан 2 А, 4 А ва 6 А аст.
Намунаи саволи 3: Комбинатсияи занҷирҳои пайдарпай ва параллелӣ
Савол:
Дода шудааст, ки схемаи комбинатсияшуда иборат аз √(R1 = 4 \Omega \), √(R2 = 2 \Omega \) ва √(R3 = 3 \Omega \) дода шудааст. √(R2 \) ва √(R3 \) ба таври мувозӣ пайваст карда шудаанд, сипас бо √(R1 \) ва манбаи шиддат √(V = 15 V \) силсилавӣ пайваст карда шудаанд. Ҷараён ва шиддатро дар ҳар як резистор ҳисоб кунед.
Муҳокима:
1. Муқовимати эквивалентии \( R2 \) ва \( R3 \)-ро ёбед:
\[
\frac{1}{R_{\text{parallel}}} = \frac{1}{R2} + \frac{1}{R3} = \frac{1}{2 \Omega} + \frac{1}{3 \Omega} = \frac{3 + 2}{6} = \frac{5}{6 \Omega}
\]
\[
R_{\text{parallel}} = \frac{6}{5} \Омега = 1,2 \Омега
\]
2. Муқовимати умумӣ:
\[
R_{\text{ҷамъ}} = R1 + R_{\text{параллелӣ}} = 4 \Омега + 1,2 \Омега = 5,2 \Омега
\]
3. Ҷараёни умумӣ:
\[
I_{\text{total}} = \frac{V}{R_{\text{total}}} = \frac{15 V}{5,2 \Omega} \taxminan 2,88 A
\]
4. Шиддат дар \( R1 \):
\[
V_{R1} = I_{\text{total}} \times R1 = 2,88 A \times 4 \Omega \taxminan 11,52 V
\]
5. Шиддат дар √(R2) ва √(R3):
Азбаски \( R2 \) ва \( R3 \) мувозӣ ҳастанд, шиддатҳо якхелаанд:
\[
V_{\text{parallel}} = V – V_{R1} = 15 V – 11,52 V \тақрибан 3,48 V
\]
6. Ҷараёнро дар \( R2 \) ва \( R3 \) ёбед:
\[
I_{R2} = \frac{V_{\text{parallel}}}{R2} = \frac{3,48 V}{2 \Omega} \taxminan 1,74 A
\]
\[
I_{R3} = \frac{V_{\text{parallel}}}{R3} = \frac{3,48 V}{3 \Omega} \taxminan 1,16 A
\]
Ҳамин тариқ, ҷараёни ҷорӣ дар занҷир тақрибан 2,88 А аст. Шиддат дар R1 тақрибан 11,52 В ва шиддат дар R2 ва R3 тақрибан 3,48 В аст. Ҷараён дар R2 1,74 А ва дар R3 1,16 А аст.
Хулоса
Дар ин мақола якчанд мисолҳои масъалаҳои схемаҳои оддӣ ва комбинатсия, инчунин қадамҳои ҳалли онҳо баррасӣ мешаванд. Фаҳмидани мафҳумҳои асосӣ ва чӣ гуна татбиқ кардани қонунҳои Ом ва Кирхгоф ҳалли масъалаҳои гуногуни схемаҳоро осонтар мекунад. Машқи пайваста бо масъалаҳои гуногун метавонад фаҳмиш ва қобилияти шуморо барои таҳлили схемаҳои барқӣ беҳтар созад. Барои онҳое, ки мехоҳанд фаҳмиши амиқтарро дарк кунанд, тавсия дода мешавад, ки маводи схемаҳои AC, филтрҳо ва таҳлили домени басомадро амиқтар омӯзанд.
