แรงเคลื่อนไฟฟ้าแบบอนุกรมและแบบขนาน

แรงเคลื่อนไฟฟ้าแบบอนุกรมและแบบขนาน

หากมีแหล่งกำเนิดแรงเคลื่อนไฟฟ้า (emf) สองแหล่งขึ้นไปต่อกันดังแสดงในรูป แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหล่านั้นจะถูกต่อแบบอนุกรม

แหล่งจ่าย แรงดันเทียบเท่า(ε) คือ:

ε = ε ₁ + ε ₂ + ε _n

ความต้านทานภายในเทียบเท่า (r) คือ:

r = r ₁ + r ₂ + r _n

กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านความต้านทานภายนอก (R) คือ:

I = ε / (r + R)

ตัวอย่างโจทย์:

สมมติว่าแบตเตอรี่สองก้อนแต่ละก้อนมีแรงเคลื่อนไฟฟ้า 1.5 โวลต์ และค่าความต้านทานภายในของแต่ละก้อนคือ 0.1 โอห์ม ความต้านทานภายนอก (R) = 10 โอห์ม ทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้าเป็นตามเข็มนาฬิกา

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

ฉัน = 0.294 ก

ใช้กฎข้อที่สองของ Kirchhoff:

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

ฉัน = 0.294 ก

หากมีแหล่งกำเนิดแรงเคลื่อนไฟฟ้า (emf) สองแหล่งขึ้นไปต่อกันดังแสดงในรูป แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหล่านั้นจะต่อแบบขนาน

แหล่งจ่ายแรงดันเทียบเท่า (ε) คือ:

ε = ε₁ = ε₂ = ε_n

ความต้านทานภายในเทียบเท่า (r) คือ:

1/r = 1/r ₁ + 1/r ₂ + 1/r _n

กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านความต้านทานภายนอก (R) คือ:

I = ε / (r + R)

ตัวอย่างโจทย์:

สมมติว่าแบตเตอรี่สองก้อนแต่ละก้อนมีแรงเคลื่อนไฟฟ้า 1.5 โวลต์ และค่าความต้านทานในแต่ละก้อนคือ 0.1 โอห์ม ความต้านทานภายนอก (R) = 10 โอห์ม

ใช้สูตรเดิม:

ε = 1.5 โวลต์

1/r = 1/0.1 + 1/0.1 = 2/0.1

r = 0.1 / 2 = 0.05 โอห์ม

I = ε / (r + R) = 1.5 / (0.05 + 10) = 1.5 / 10.05

ฉัน = 0.149 ก

ใช้กฎของ Kirchhoff

ใช้กฎข้อแรกของKirchhoff :

I ₁ + I ₂ = I ………. สมการที่1

วิเคราะห์วงจร Aefca ทิศทางการหมุนของวงจรเป็นตามเข็มนาฬิกา ใช้กฎข้อที่สองของ Kirchhoff:

ε ₂ – I ₁ r ₂ – IR = 0

1.5 – 0.1 I ₁ – 10 I = 0

– 0.1 I ₁ = 10 I – 1.5

I ₁ = (10 I – 1.5) / – 0.1

I ₁ = -100 I + 15 ………. สมการ 2

วิเคราะห์วงจร Befdb ทิศทางการหมุนของวงจรเป็นตามเข็มนาฬิกา ใช้กฎข้อที่สองของ Kirchhoff:

ε ₁ – I ₂ r ₁ – IR = 0

1.5 – 0.1 I ₂ – 10 I = 0

– 0.1 I ₂ = 10 I – 1.5

I ₂ = (10 I – 1.5) / – 0.1

I ₂ = -100 I + 15 ………. สมการ 3

แทนค่าสมการที่ 2 และ 3 ลงในสมการที่ 1:

I ₁ + I ₂ = I

-100 I + 15 – 100 I + 15 = I

– 200 I + 30 = I

30 = I + 200 I

30 = 201 ฉัน

ฉัน = 30 / 201

ฉัน = 0.149 ก

กำจัดสมการที่ 2 และ 3:

I ₁ = -100 I + 15

I ₂ = -100 I + 15

——————– –

I ₁ – I ₂ = 0

I ₁ = I ₂ ………. สมการที่4

เนื่องจาก I ₁ + I ₂ = I โดยที่ I ₁ = I ₂ดังนั้น I ₁ = I ₂ = 1/2 I = 1/2 (0.149) = 0.0745 A