كيفية حساب انخفاض الجهد عبر المقاوم في الدائرة الموازية

المحتوى

• TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)
• انخفاض الجهد في سلسلة الدوائر
• الدوائر المتوازية مقابل السلسلة
• سلسلة موازية الدوائر

••• سيد حسين آذر

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)

في مخطط الدائرة الموازية أعلاه ، يمكن العثور على انخفاض الجهد من خلال جمع مقاومات كل المقاوم وتحديد الجهد الناتج من التيار في هذا التكوين. توضح الأمثلة الدائرة المتوازية هذه مفاهيم التيار والجهد عبر الفروع المختلفة.

في مخطط الدائرة الموازية ، و الجهد االكهربى يسقط عبر المقاوم في دائرة موازية هو نفسه عبر جميع المقاومات في كل فرع من فروع الدائرة الموازية. الجهد ، معبراً عنه بال فولت ، يقيس القوة الدافعة الكهربائية أو فرق الجهد الذي يدير الدائرة.

عندما يكون لديك دائرة مع كمية معروفة من تيار، تدفق الشحنة الكهربائية ، يمكنك حساب انخفاض الجهد في المخططات الدائرة المتوازية من خلال:

تعمل طريقة حل المعادلات هذه لأن التيار الذي يدخل أي نقطة في دائرة موازية يجب أن يساوي ترك التيار. هذا يحدث بسبب Kirchhoffs القانون الحالي، والتي تنص على أن "مجموع التيارات الجبرية في شبكة من الموصلات يجتمعون عند نقطة الصفر". تستخدم الآلة الحاسبة المتوازية هذا القانون في فروع الدائرة المتوازية.

إذا قارنا التيار الذي يدخل الفروع الثلاثة للدائرة المتوازية ، فيجب أن يساوي التيار الكلي الذي يترك الفروع. نظرًا لأن انخفاض الجهد يظل ثابتًا عبر كل المقاوم بشكل متوازٍ ، فإن انخفاض الجهد هذا ، يمكنك تلخيص كل مقاومة للمقاومة للحصول على المقاومة الكلية وتحديد الجهد من تلك القيمة. أمثلة الدائرة المتوازية تظهر هذا.

انخفاض الجهد في سلسلة الدوائر

••• سيد حسين آذر

في دائرة سلسلة ، من ناحية أخرى ، يمكنك حساب انخفاض الجهد عبر كل المقاوم مع العلم أنه في دائرة سلسلة ، فإن التيار ثابت طوال. وهذا يعني أن انخفاض الجهد يختلف عبر كل المقاوم ويعتمد على المقاومة وفقا لقانون أوم V = IR. في المثال أعلاه ، انخفاض الجهد عبر كل المقاوم هو:

الخامس₁ = ص₁ x I = 3 Ω x 3 A = 9 V

الخامس₂ = R2 x I = 10 Ω x 3 A = 30 V

V3 = __ R₃ س أنا = 5 × 3 أ = 15 فولت

يجب أن يكون مجموع كل انخفاض في الجهد مساوياً لجهد البطارية في دائرة السلسلة. هذا يعني أن بطارية لدينا لديه الجهد من 54 خامسا

تعمل طريقة حل المعادلات هذه لأن انخفاض الجهد الذي يدخل جميع المقاومات مرتبة في السلسلة يجب أن يصل إلى إجمالي الجهد لدائرة السلسلة. هذا يحدث بسبب كيرتشوفس قانون الجهد، التي تنص على أن "مجموع موجه من الاختلافات المحتملة (الفولتية) حول أي حلقة مغلقة هو صفر." وهذا يعني أنه في أي نقطة في دائرة سلسلة مغلقة ، ينبغي أن يسقط الجهد عبر كل المقاوم مجموع الجهد الكلي للدائرة. لأن التيار ثابت في دائرة سلسلة ، يجب أن تختلف قطرات الجهد بين كل المقاوم.

الدوائر المتوازية مقابل السلسلة

في دائرة موازية ، يتم توصيل جميع مكونات الدائرة بين نفس النقاط على الدائرة. هذا يمنحهم هيكلهم المتفرّع حيث يقسم التيار نفسه بين كل فرع ولكن انخفاض الجهد عبر كل فرع يبقى كما هو. مجموع كل المقاوم يعطي المقاومة الكلية بناء على عكس كل مقاومة (1 / R_مجموع = 1 / ص₁ + 1 / ص₂ ... لكل المقاوم).

على النقيض من ذلك ، في دائرة سلسلة ، هناك مسار واحد فقط لتدفق التيار. وهذا يعني أن التيار لا يزال ثابتًا طوال الوقت ، وبدلاً من ذلك ، يختلف انخفاض الجهد بين كل المقاوم. مجموع كل المقاوم يعطي مقاومة كاملة عند تلخيصها خطيا (R_مجموع = ص₁ + ص₂ ... لكل المقاوم).

سلسلة موازية الدوائر

يمكنك استخدام كل من قوانين Kirchhoffs لأي نقطة أو حلقة في أي دائرة وتطبيقها لتحديد الجهد والتيار. تمنحك قوانين Kirchhoffs طريقة لتحديد التيار والجهد في الحالات التي قد لا تكون فيها طبيعة الدائرة كسلسلة ومتوازية واضحة.

عمومًا ، بالنسبة للدوائر التي تحتوي على مكونات متسلسلة ومتوازية ، يمكنك التعامل مع الأجزاء الفردية من الدائرة على أنها سلسلة أو متوازية ودمجها وفقًا لذلك.

يمكن حل هذه الدوائر المعقدة المتوازية السلسلة بأكثر من طريقة. طريقة علاج أجزاء منها متوازية أو متسلسلة. يعد استخدام قوانين Kirchhoffs لتحديد الحلول المعممة التي تستخدم نظام المعادلات طريقة أخرى. سوف تأخذ الآلة الحاسبة المتوازية المتسلسلة في الاعتبار الطبيعة المختلفة للدوائر.

••• سيد حسين آذر

في المثال أعلاه ، يجب أن تساوي نقطة الخروج الحالية A نقطة الخروج الحالية A. وهذا يعني أنه يمكنك الكتابة:

(1) أنا₁ = أنا₂ + أنا₃ أو أنا₁ - أنا₂ - أنا₃ = 0

إذا كنت تتعامل مع الحلقة العلوية مثل دائرة سلسلة مغلقة وعلاج انخفاض الجهد عبر كل المقاوم باستخدام قانون أوم مع المقاومة المقابلة ، يمكنك كتابة:

(2) الخامس₁ - ص₁أنا₁ - ص₂أنا₂ = 0

وفعل الشيء نفسه بالنسبة للحلقة السفلية ، يمكنك معالجة كل انخفاض في الجهد في اتجاه التيار اعتمادًا على التيار ومقاومة الكتابة:

(3) الخامس₁ + الخامس__₂ + R₃أنا₃ - ص₂أنا₂ = 0

يمنحك هذا ثلاث معادلات يمكن حلها بعدد من الطرق. يمكنك إعادة كتابة كل من المعادلات (1) - (3) بحيث يكون الجهد على جانب والحالية والمقاومة من ناحية أخرى. وبهذه الطريقة ، يمكنك التعامل مع المعادلات الثلاث باعتبارها معتمدة على المتغيرات الثلاثة I₁، أنا₂ و انا₃، مع معاملات مجموعات R₁، ر₂ و R₃.

(1) أنا₁ + - أنا₂+ - أنا₃ = 0

(2) ص₁أنا₁ + ص₂أنا₂ + 0 × أنا₃ = الخامس₁

(3) 0 ×₁ + ص₂أنا₂ - ص₃أنا₃ = الخامس₁ + الخامس₂

توضح هذه المعادلات الثلاث كيف يعتمد الجهد عند كل نقطة في الدائرة على التيار والمقاومة بطريقة ما. إذا كنت تتذكر قوانين Kirchhoffs ، يمكنك إنشاء هذه الحلول المعممة لمشاكل الدائرة واستخدام تدوين المصفوفة لحلها. وبهذه الطريقة ، يمكنك توصيل قيم لكميتين (بين الجهد والحالية والمقاومة) لحل للثالثة.