כיצד לפתור בעיות במעגלים רכובים סדרתיים

תוֹכֶן

• בשלבים

מעגל חשמלי מחובר לסדרה הוא פשוט מאוד. הוא מופעל על ידי גנרטור (סוללה, שקע ...): הזרם עוזב אז את המסוף החיובי של המקור, עובר דרך התיל החשמלי, דרך מספר נגדים כדי לסיים בקצה השלילי של מקור הכוח. מאמר זה סוקר את כל הנתונים הללו שהם העוצמה, המתח, ההתנגדות והכוח על פני כל נגדי.

בשלבים

1. 
   

   
   כאשר עובדים על מעגל סדרה, התחל בבחינת המתח שנוצר על ידי מקור הכוח. זה בא לידי ביטוי בוולטים (V). על הסקיצה ניתן לזהות את המקור עם סימן "+" וסימן "-".
2. אז צריך לדעת את הערכים הפיזיים של שאר הרכיבים במעגל המדובר.
   • לחישוב ה- התנגדות מוחלטת (R_T) של המעגל, מספיק להוסיף את ההתנגדות של כל אחת מה ... התנגדות.
     
     R_T = R₁ + R₂ + R₃…

     
     

     
     
   • למצוא עוצמה כוללת העובר דרך המעגל, אנו סומכים על החוק dOhm: I = V / R, עם V = מתח מעגל, I = עוצמה מוחלטת, R = התנגדות מוחלטת .כיוון שהוא מעגל המחובר בסדרה, העוצמה העוברת בכל התנגדות זה אותו זה שעובר במעגל כולו.

     
     

     
     
     
     
   • מתח על פני כל הנגד מחושב גם בזכות החוק dOhm: V = IR עם V = מתח על הנגד, I = עוצמה העוברת דרך ההתנגדות או המעגל (זה אותו דבר!), R = ההתנגדות של הנגד.

     
     

     
     
   • כדי למצוא את כוח מתפוגג בנגד, אנו משתמשים בפורמולה: P = IR עם P = כוח שמתפוגג בנגד, I = עוצמת הזרם העובר בהתנגדות או במעגל (זה אותו דבר!), R = התנגדות של הנגד.

     
     

     
     
   • האנרגיה הנצרכת על ידי כל התנגדות שווה ל: P x t (P = כוח שמתפוגג בנגד, t = זמן בשניות).

     
     

     
     
3. דוגמה: קח מעגל מחובר לסדרה על סוללה 5 וולט עם שלושה נגדים, אחד משני אוהם (R₁), אחד מתוך 6 (R₂) ואחד מבין 4 (R₃). לאחר מכן יש לנו:
   • התנגדות מוחלטת (R) של המעגל = 2 + 6 + 4 = 12 אוהם

     
     

     
     
     
     
   • העוצמה הכוללת (I) של המעגל = V / R = 5/12 = 0.42 A (אמפר).

     
     

     
     
   • מתח על פני הנגדים השונים :

     
     

     
     
     1. המתח על פני R₁ = V₁ = I x R₁ = 0.42 x 2 = 0.84 וולט (וולט)
     2. המתח על פני R₂ = V₂ = I x R₂ = 0.42 x 6 = 2.52 וולט
     3. המתח על פני R₃ = V₃ = I x R₃ = 0.42 x 4 = 1.68 וולט
   • הכוח התפוגג בנגדים השונים :

     
     

     
     
     1. כוח מתפזר ב- R₁ = P₁ = I x R₁ = 0.42 x 2 = 0.353 W (ואט)
     2. כוח מתפזר ב- R₂ = P₂ = I x R₂ = 0.42 x 6 = 1.058 W
     3. כוח מתפזר ב- R₃ = P₃ = I x R₃ = 0.42 x 4 = 0.706 W
   • אנרגיה הנצרכת על ידי נגדים שונים :

     
     

     
     
     1. אנרגיה הנצרכת על ידי R₁ למשל, 10 שניות
        = ה₁ = P₁ x t = 0.353 x 10 = 3.53 J (ג'ול)
     2. אנרגיה הנצרכת על ידי R₂ למשל, 10 שניות
        = ה₂ = P₂ x t = 1,058 x 10 = 10.58 J
     3. אנרגיה הנצרכת על ידי R₃למשל, 10 שניות
        = ה₃ = P₃ x t = 0.706 x 10 = 7.06 J

• אם בתרגיל שלך אתה מציין את ההתנגדות הפנימית של מקור הכוח (r_אני), יהיה צורך להוסיף אותו ליתר ההתנגדות של המעגל: V = I x (R + r_אני).
• מתח המעגל הכולל = סכום המתחים של כל הנגדים המחוברים בסדרה.

• אל תבלבלו מעגלי סדרה ומעגל מקביל! במקרה האחרון, הנגדים לא עוברים על ידי אותו מתח.