แรงเคลื่อนไฟฟ้า (EMF) แบบอนุกรมและแบบขนาน

วัสดุแรงเคลื่อนไฟฟ้า (EMF) แบบอนุกรมและขนาน

หากมีแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้า (emf) สองแหล่งขึ้นไปต่อกันดังภาพด้านข้าง แรงดันไฟฟ้าเหล่านั้นจะต่อแบบอนุกรม

แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า (ε) ตัวเลือกทดแทนคือ:

ε = ε₁ + ε₂ + ε_n

ความต้านทานในการทดแทน (r) คือ:

r = r₁ + ร₂ + ร_n

กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านความต้านทานภายนอก (R) คือ:

ฉัน = ε / (r + R)

ตัวอย่างปัญหา:

Mสมมติว่าแบตเตอรี่สองก้อนแต่ละก้อนมีแรงเคลื่อนไฟฟ้า 1,5 โวลต์ และ ค่าความต้านทานในแบตเตอรี่แต่ละก้อนคือ 0,1 Ω ความต้านทานภายนอก (R) = 10 โอห์ม ทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้าเป็นทิศทางตามเข็มนาฬิกา

ใช้สูตรเดิม :

ε = 1,5 + 1,5 = 3 โวลต์

r = 0,1 + 0,1 = 0,2 โอห์ม

I = ε / (r + R) = 3 / (0,2 + 10)

ฉัน = 3 / 10,2

I = 0,294 แอมแปร์

กุนกัน กฎข้อที่สองของเคิร์ชฮอฟฟ์:

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 ฉัน

ฉัน = 3 / 10,2

I = 0,294 แอมแปร์ 

หากมีแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้า (emf) สองแหล่งขึ้นไปต่อกันดังภาพด้านข้าง แรงดันไฟฟ้าเหล่านั้นจะต่อแบบขนาน

Sแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้า (ε) ตัวเลือกทดแทนคือ:

ε = ε₁ = ε₂ = ε_n

ความต้านทานในการทดแทน (r) คือ:

1/r = 1/r₁ + 1/r₂ + 1/r_n

กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านความต้านทานภายนอก (R) คือ:

ฉัน = ε / (r + R)

ตัวอย่างปัญหา:

สมมติว่าแบตเตอรี่สองก้อนแต่ละก้อนมีแรงเคลื่อนไฟฟ้า 1,5 โวลต์ และ ค่าความต้านทานในแบตเตอรี่แต่ละก้อนคือ 0,1 โอห์ม ความต้านทานภายนอก (R) = 10 Ω

ใช้สูตรเดิม :

ε = 1,5 โวลต์

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 แอมแปร์

ใช้กฎของเคิร์ชฮอฟฟ์

ใช้กฎข้อแรกของเคิร์ชฮอฟฟ์:

I₁ + ฉัน₂ = ฉัน .......... สมการที่ 1

การวิเคราะห์ ห่วง aเอฟก้าทิศทางการหมุนวนเป็นตามเข็มนาฬิกา ใช้กฎข้อที่สองของเคิร์ชฮอฟฟ์:

ε₂ - ผม₁ r₂ - ผม R = 0

1,5 – 0,1 อิ₁ – 10 I = 0

– 0,1 ไอ₁ = 10 I – 1,5

I₁ = (10 I – 1,5 ) / – 0,1

I₁ = -100 I + 15 …………. สมการที่ 2

การวิเคราะห์ลูป ก่อนฐานข้อมูลทิศทางการหมุนวนเป็นตามเข็มนาฬิกา ใช้กฎข้อที่สองของเคิร์ชฮอฟฟ์:

ε₁ - ผม₂ r₁ - ผม R = 0

1,5 – 0,1 อิ₂ – 10 I = 0

- 0,1 I₂ = 10 I – 1,5

I₂ = (10 I – 1,5) / – 0,1

I₂ = -100 I + 15 .......... ความเท่าเทียมกัน 3

แทนค่าสมการที่ 2 และ 3 ลงในสมการที่ 1:

I₁ + ฉัน₂ = ฉัน

-100 I + 15 - 100 I + 15 = ฉัน

– 200 I + 30 = I

30 = I + 200 I

30 = 201 ฉัน

ฉัน = 30 / 201

ฉัน = 0,149 แอมแปร์

กำจัดสมการที่ 2 และ 3:

I₁ = -100 I + 15

I₂ = -100 I + 15

——————– –

I₁ - ผม₂ = 0

I₁ = ฉัน₂ .......... ความเท่าเทียมกัน 4

เพราะฉัน₁ + ฉัน₂ = ฉัน ที่ที่ฉัน₁ = ฉัน₂ แล้วฉันก็₁ = ฉัน₂ = 1/2 I = 1/2 (0,149) = 0,0745 แอมแปร์