Tartalom

• Lépések
• tippek

A soros áramkör elképzelésének legegyszerűbb módja az elemek láncának átgondolása. Ezek az elemek egymás után vannak elrendezve ugyanazon a vonalon. Így csak egy út vezethet az elektronok és a töltések elé. Miután megértette a soros társítás részleteit, megtanulhatja, hogyan kell kiszámítani a teljes elektromos áramot.

Lépések

1. és 4. rész: Alapvető terminológia megtanulása

1. 

   Tudja meg, mi az aktuális. Az elektromos áram az elektromosan töltött részecskék (például elektronok) rendezett áramlása, vagy matematikai szempontból az egységnyi időnkénti töltések áramlása. De mi az a töltés és egy elektron? Az elektron negatív töltésű részecske. A töltés az anyag fizikai tulajdonsága, amelynek alapján meghatározzuk, pozitív vagy negatív töltésű-e. A mágnesekhez hasonlóan az azonos jelek töltése is visszatükröződik, és az ellenkező jelek töltése vonzódik.
   • Példaként használjuk a vizet. A vizet a H molekula képezi₂O (két hidrogénatom és egy oxigénatom kapcsolódik egymáshoz). Tudjuk, hogy az oxigénatom és a hidrogénatomok együtt alkotják a H-molekulát₂A.
   • A vízáram ezekből a molekulákból milliókból áll. Össze lehet hasonlítani a víz áramát az elektromos árammal; a vízmolekulák ekvivalensek az elektronokkal, a hidrogén- és oxigénatomok elektromos töltése.

2. 

   
   
   Tudja meg, mi a potenciális különbség. A potenciálkülönbség (elektromos feszültségnek is nevezik) az "erő", amely az elektromos áram mozgását okozza. Annak szemléltetése érdekében, hogy mi a potenciális különbség, gondoljunk egy akkumulátorra: benne egy sor kémiai reakció van, amelyek pozitív pólusánál elektron-agglomerációhoz vezetnek.
   • Ha egy huzalon keresztül csatlakoztatjuk az akkumulátor pozitív pólusát a negatív pólushoz, akkor az elektronok együtt mozognak (ennek oka az azonos jel töltéseinek visszatükröződése).
   • Az elektromos töltés megőrzésének elve miatt (azt mondja, hogy az izolált rendszerben az elektromos töltések összegének állandónak kell lennie) az elektronok megpróbálják kiegyenlíteni a rendszerben lévő töltéseket a legnagyobb koncentráció pontjától a legalacsonyabb koncentrációig (azaz az akkumulátor pozitív pólusáról negatív pólusra).
   • Ez az elektronmozgás potenciálkülönbséget (vagy egyszerűen ddp) eredményez.

3. 

   
   
   Tudja meg, mi az ellenállás. Az elektromos ellenállás az elektromos töltések áramlásának ellentéte.
   • Az ellenállások egy áramkör olyan komponensei, amelyek jelentős ellenállással bírnak. Ezek az áramkör bizonyos részeiben vannak elrendezve, hogy szabályozzák a töltések vagy elektronok áramlását.
   • Ha az áramkörben nincs ellenállás, akkor az elektronmozgás nem vezérelhető. Ebben az esetben a berendezés túlterhelést szenvedhet, és megsérülhet (vagy túlmelegedhet a túlterhelés miatt).

2/4 rész: A soros áramkör teljes elektromos áramának kiszámítása

1. 

   
   
   Számítsa ki a teljes ellenállást. Vegyünk egy műanyag szalmát és igyunk vizet. Most törje össze a szalma egyes részeit, és issza újra. Vett észre különbséget? A folyadéknak kisebb mennyiségben kell lennie. A szalma minden egyes daganata ellenállásként működik; gátolják a víz átjutását (ez pedig az elektromos áram szerepét játszik). Mivel a foltok egymás után vannak, azt mondjuk, hogy sorban vannak. E példa alapján arra a következtetésre juthatunk, hogy egy sorozat asszociáció teljes ellenállása egyenlő:
   • R_(teljes) = R₁ + R₂ + R₃.

2. 

   Számítsa ki a teljes potenciál különbségét. A legtöbb esetben a teljes ddp értéket a nyilatkozat tartalmazza; ha a probléma megadja az egyes ellenállások egyedi ddp értékeit, akkor a következő egyenletet használhatjuk:
   • U_(teljes) = U₁ + U₂ + U₃.
   • Miért ez az egyenlet? Nézzük meg újra a szalma-analógiát: miután meggyúrjuk, mi történik? Nehezebben kell nyomnia, hogy a víz áthaladjon a szalmán. A teljes erõ az attól függ, hogy mekkora erõ van-e a szalmán az összes gyűrött pontban.
   • A szükséges „erő” a potenciális különbség; okozza a víz vagy az áram áramlását. Ezért arra a következtetésre juthatunk, hogy a teljes ddp-t úgy számoljuk ki, hogy az egyes ellenállások egyedi ddp-jeit összeadjuk.

3. 

   Számítsa ki a rendszer teljes elektromos áramát. A szalma-analógia újbóli felhasználásával: a dagasztás után megváltozik a víz mennyisége? Nem. Bár a folyadék sebessége megváltozik, az ivott víz mennyisége nem változik. Ha figyeli a vizet a szalma zúzott részeinek belépésében és elhagyásában, észreveszi, hogy ez a két mennyiség megegyezik; Ennek oka a folyadékáram rögzített sebessége. Ezért megerősíthetjük, hogy:
   • én₁ = Én₂ = Én₃ = Én_(teljes).

4. 

   Emlékezz a Oh M. A bemutatott egyenletek mellett használhatja a Oh M: összekapcsolja a potenciálkülönbséget (ddp), a teljes áramot és az áramkör ellenállását.
   • U_(teljes) = Én_(teljes) x R_(teljes).

5. 

   Oldja meg a következő példát. Három ellenállás, R₁ = 10, R₂ = 2 és R₃ = 9Ω, sorba vannak kapcsolva. Az áramkörre alkalmazott potenciálkülönbség 2,5 V. Számítsa ki a teljes elektromos áram értékét. Először számítsuk ki az áramkör teljes ellenállását:
   • R_(teljes) = 10Ω + 2Ω + 9Ω.
   • Ezért, R_(teljes)= 21Ω

6. 

   Alkalmazza a Oh M a teljes elektromos áramérték meghatározása:
   • U_(teljes) = Én_(teljes) x R_(teljes).
   • én_(teljes) = U_(teljes)/ R_(teljes).
   • én_(teljes) = 2,5 V / 21Ω.
   • én_(teljes) = 0,1190A.

3/4 rész: Az áramkör teljes elektromos áramának kiszámítása párhuzamosan

1. 

   Tudja meg, mi a párhuzamos áramkör. Ahogy a neve is sugallja, a párhuzamos áramkör párhuzamosan elrendezett elemeket tartalmaz. Ehhez több huzalt használnak olyan utak létrehozására, amelyeken az elektromos áram áthaladhat.

2. 

   Számítsa ki a teljes potenciál különbségét. Mivel az összes terminológiát az előző szakaszban már kifejtettük, közvetlenül a párhuzamos áramkörökben alkalmazott egyenletek bemutatására megyünk. A szemléltetés céljából képzeljünk el egy csövet két villával (különböző átmérővel). Ahhoz, hogy a víz áthaladjon a két csövön, külön-külön erőket kell alkalmazni mindegyikre? Nem. Csak annyi erőre lesz szüksége, hogy a víz folyjon. Ezért figyelembe véve, hogy a víz játszik az elektromos áram és az erő a potenciális különbség szerepét, azt mondhatjuk, hogy:
   • U_(teljes) = U₁ = U₂ = U₃.

3. 

   Számítsa ki a teljes elektromos ellenállást. Tegyük fel, hogy szeretné szabályozni a két csövön áthaladó vizet. Mi lenne a legjobb módszer erre? Minden villánál csak egy elzáró szelepet használjon, vagy egymás után több szelepet szereljen be? A második lehetőség lenne a legjobb választás. Az ellenállás esetén az analógia ugyanúgy működik. A sorba kapcsolt ellenállások sokkal hatékonyabban szabályozzák az elektromos áramot, mint amikor párhuzamosan vannak csatlakoztatva. A párhuzamos áramkörben a teljes ellenállás kiszámításához használt egyenlet a következő:
   • 1 / R_(teljes) = (1 / R₁) + (1 / R₂) + (1 / R₃).

4. 

   Számítsa ki a teljes elektromos áramot. Visszatérve a példánkhoz: a víz áthaladási útja meg van osztva. Ugyanez vonatkozik az elektromos áramra. Mivel többféle út vezet keresztül, amelyen keresztül a rakományok mozoghatnak, azt mondjuk, hogy az áram meg van osztva. A különböző útvonalak nem feltétlenül fogadják el azonos mennyiségű terhelést. Ez az egyes vezetékek ellenállásától és anyagától függ. Ezért a teljes elektromos áram kiszámításához szükséges egyenlet az egyes útvonalak áramának összege lesz:
   • én_(teljes) = Én₁ + Én₂ + Én₃.
   • Ezt a képletet nem lehet használni az egyedi elektromos áram értékek nélkül. Erre az esetre alkalmazhatjuk a Oh M.

4. és 4. rész: Példa megoldása párhuzamos és soros áramkörökkel

1. 

   Oldja meg a következő példát. Az áramkör négy ellenállása két vezetékre oszlik párhuzamosan. Az első karakterlánc R-t tartalmaz₁ = 1 és R₂ = 2Ω. A második huzal R-t tartalmaz₃ = 0,5 és R₄ = 1,5Ω. Az egyes vezetékek ellenállása sorba van kötve. Az első huzalra alkalmazott potenciálkülönbség 3 V. Számítsa ki az elektromos áram teljes értékét.

2. 

   Kezdje a teljes ellenállás kiszámításával. Mivel az egyes vezetékek ellenállása sorosan kapcsolódik, először kiszámoljuk az egyes vezetékek teljes ellenállását.
   • R₍₁₊₂₎ = R₁ + R₂.
   • R₍₁₊₂₎ = 1Ω + 2Ω.
   • R₍₁₊₂₎ = 3Ω.
   • R₍₃₊₄₎ = R₃ + R₄.
   • R₍₃₊₄₎ = 0,5Ω + 1,5Ω.
   • R₍₃₊₄₎ = 2Ω.

3. 

   Cserélje ki az egyenlet előző lépésében szereplő értékeket a párhuzamos asszociációkra. Mivel a vezetékek párhuzamosan vannak társítva, most az egyenlet előző elemét alkalmazzuk a párhuzamos csatlakozásokra.
   • (1 / R_(teljes)) = (1 / R₍₁₊₂₎) + (1 / R₍₃₊₄₎).
   • (1 / R_(teljes)) = (1/3Ω) + (1/2Ω).
   • (1 / R_(teljes)) = 5/6.
   • R_(teljes) = 1,2Ω.

4. 

   Számítsa ki a teljes potenciál különbségét. Mivel a potenciális különbség azonos egy párhuzamos asszociációban, azt mondhatjuk, hogy:
   • U_(teljes) = U₁ = 3 V.

5. 

   Alkalmazza a Oh M. Most használja a Oh M a teljes elektromos áram értékének meghatározása.
   • U_(teljes) = Én_(teljes) x R_(teljes).
   • én_(teljes) = U_(teljes)/ R_(teljes).
   • én_(teljes) = 3 V / 1,2Ω.
   • én_(teljes) = 2,5 A.

tippek

• A párhuzamos áramkör teljes ellenállásának értéke mindig alacsonyabb, mint a összes a társulás többi ellenállása.
• Fontos terminológiák:
  • Elektromos áramkör: vezetékekkel összekapcsolt alkatrészek (ellenállások, kondenzátorok és induktorok), amelyeken keresztül egy elektromos áram halad át.
  • Ellenállások: alkatrészek, amelyek csökkenthetik az elektromos áram intenzitását.
  • Elektromos áram: az elektromos töltések rendezett áramlása. Az Ön S.I. egysége a amper (A).
  • Potenciális különbség (ddp): az elektromos töltés egységére jutó munka. Az Ön S.I. egysége a volt (V).
  • Elektromos ellenállás: az elektromos áram áthaladásának ellenállása. Az Ön S.I. egysége a Oh M (Ω).