ფიზიკაში შესწავლილია პარალელური და სერიული შეერთების თემა და ეს შეიძლება იყოს არა მარტო გამტარები, არამედ კონდენსატორებიც. აქ მნიშვნელოვანია, რომ არ დაიბნეთ, თუ როგორ გამოიყურება თითოეული მათგანი დიაგრამაზე. და მხოლოდ ამის შემდეგ გამოიყენეთ კონკრეტული ფორმულები. სხვათა შორის, თქვენ უნდა გახსოვდეთ ისინი ზეპირად.
როგორ განვასხვავოთ ეს ორი ნაერთი?
დააკვირდით დიაგრამას. თუ მავთულები წარმოდგენილია როგორც გზა, მაშინ მასზე მანქანები ითამაშებენ რეზისტორების როლს. სწორ გზაზე ყოველგვარი ჩანგლების გარეშე მანქანები ერთმანეთის მიყოლებით დადიან ჯაჭვით. დირიჟორების სერიული კავშირი ასევე გამოიყურება. გზას ამ შემთხვევაში შეიძლება ჰქონდეს შეუზღუდავი რაოდენობის შემობრუნება, მაგრამ არა ერთი კვეთა. გზა (მავთულები) როგორ მოძრაობდა, მანქანები (რეზისტორები) ყოველთვის განლაგდება ერთმანეთის მიყოლებით, ერთ ჯაჭვში.
ეს სრულიად განსხვავებული საკითხია, თუ განიხილება პარალელური კავშირი. შემდეგ რეზისტორები შეიძლება შევადაროთ სპორტსმენებს დასაწყისში. Ისინი არიანთითოეული დგას საკუთარ ტრასაზე, მაგრამ მათ აქვთ მოძრაობის იგივე მიმართულება და ფინიშის ხაზი ერთსა და იმავე ადგილზეა. ანალოგიურად, რეზისტორებს - თითოეულ მათგანს აქვს საკუთარი მავთული, მაგრამ ისინი ყველა დაკავშირებულია რაღაც მომენტში.
ფორმულები მიმდინარე სიძლიერისთვის
ეს ყოველთვის განიხილება თემაში "ელექტროენერგია". პარალელური და სერიული კავშირები გავლენას ახდენს რეზისტორებში დენის რაოდენობაზე სხვადასხვა გზით. მათთვის მიღებულია ფორმულები, რომელთა დამახსოვრებაც შესაძლებელია. მაგრამ საკმარისია მხოლოდ დაიმახსოვროთ მათში ჩადებული მნიშვნელობა.
ასე რომ, დირიჟორების სერიული კავშირის დენი ყოველთვის ერთი და იგივეა. ანუ, თითოეულ მათგანში მიმდინარე სიძლიერის მნიშვნელობა არ განსხვავდება. ანალოგიის დახატვა შეგიძლიათ, თუ მავთულს შეადარებთ მილს. მასში წყალი ყოველთვის ერთნაირად მიედინება. და მის გზაზე ყველა დაბრკოლება იგივე ძალით მოიხსნება. იგივეა დენი. მაშასადამე, რეზისტორების სერიული კავშირის მქონე წრეში მთლიანი დენის ფორმულა ასე გამოიყურება:
I გენ=I 1=I 2
აქ ასო I აღნიშნავს დენის სიძლიერეს. ეს ჩვეულებრივი აღნიშვნაა, ამიტომ უნდა გახსოვდეთ.
პარალელური კავშირის დენი აღარ იქნება მუდმივი მნიშვნელობა. მილთან იგივე ანალოგიით, გამოდის, რომ წყალი ორ ნაკადად გაიყოფა, თუ მთავარ მილს აქვს განშტოება. იგივე ფენომენი შეინიშნება დენით, როდესაც მის გზაზე მავთულის განშტოება ჩნდება. დენის მთლიანი სიმძლავრის ფორმულა, როდესაც გამტარები პარალელურად არის დაკავშირებული:
I გენ=I 1 + I 2
თუ განშტოება შედგება მავთულისგან, რომელიცორზე მეტი, მაშინ ზემოთ მოცემულ ფორმულაში იქნება მეტი ტერმინი იმავე რიცხვით.
ფორმულები სტრესისთვის
როდესაც განიხილება წრე, რომელშიც დირიჟორები დაკავშირებულია სერიულად, ძაბვა მთელ მონაკვეთში განისაზღვრება ამ მნიშვნელობების ჯამით თითოეულ კონკრეტულ რეზისტორზე. თქვენ შეგიძლიათ შეადაროთ ეს სიტუაცია ფირფიტებს. ერთი ადამიანისთვის ადვილი იქნება ერთის დაჭერა, მეორეს მახლობლად წაყვანასაც შეძლებს, მაგრამ გაჭირვებით. ერთი ადამიანი ვეღარ დაიჭერს სამ თეფშს ერთმანეთის გვერდით, მეორეს დახმარება იქნება საჭირო. და ა.შ. ხალხის ძალისხმევა გროვდება.
გამტარების სერიული კავშირის მქონე წრედის მონაკვეთის ჯამური ძაბვის ფორმულა ასე გამოიყურება:
U გენ=U 1 + U 2, სადაც U არის მიღებული აღნიშვნა ელექტრული ძაბვისთვის.
სხვა სიტუაცია წარმოიქმნება, თუ განიხილება რეზისტორების პარალელური კავშირი. როდესაც თეფშები ერთმანეთზეა დაწყობილი, ისინი მაინც შეიძლება დაიჭიროს ერთმა ადამიანმა. ასე რომ თქვენ არ გჭირდებათ რაიმეს დამატება. იგივე ანალოგია შეინიშნება გამტარების პარალელურად შეერთებისას. თითოეულ მათგანზე ძაბვა იგივე და ტოლია, რაც ერთდროულად ყველა მათგანზეა. ჯამური ძაბვის ფორმულა არის:
U გენ=U 1=U 2
ფორმულები ელექტრული წინააღმდეგობისთვის
აღარ შეგიძლია მათი დამახსოვრება, მაგრამ იცოდე ომის კანონის ფორმულა და მისგან გამოიყვანე სასურველი. ამ კანონიდან გამომდინარეობს, რომძაბვა უდრის დენის და წინააღმდეგობის ნამრავლს. ანუ, U=IR, სადაც R არის წინააღმდეგობა.
მაშინ ფორმულა, რომლითაც დაგჭირდებათ მუშაობა, დამოკიდებულია იმაზე, თუ როგორ არის დაკავშირებული დირიჟორები:
- სერიაში, ასე რომ თქვენ გჭირდებათ ტოლობა ძაბვისთვის - IგენRსულ=I1R1 + I2R2;
- პარალელურად, აუცილებელია გამოვიყენოთ ფორმულა მიმდინარე სიძლიერისთვის - Uსულ / Rსულ=U 1/ R1 + U2 / R2 .
მოჰყვება მარტივი გარდაქმნები, რომლებიც საფუძვლად უდევს იმ ფაქტს, რომ პირველ თანასწორობაში ყველა დენს აქვს ერთნაირი მნიშვნელობა, ხოლო მეორეში - ძაბვები ტოლია. ასე რომ, ისინი შეიძლება შემცირდეს. ანუ მიიღება შემდეგი გამონათქვამები:
- R გენ=R 1 + R 2 (გამტარების სერიული კავშირისთვის)
- 1 / R გენ=1 / R 1 + 1 / R 2(როდესაც დაკავშირებულია პარალელურად).
როდესაც ქსელთან დაკავშირებული რეზისტორების რაოდენობა იზრდება, ამ გამონათქვამებში ტერმინების რაოდენობა იცვლება.
აღსანიშნავია, რომ გამტარების პარალელური და სერიული შეერთება სულ სხვაგვარად მოქმედებს მთლიან წინაღობაზე. პირველი მათგანი ამცირებს მიკროსქემის განყოფილების წინააღმდეგობას. უფრო მეტიც, გამოდის, რომ ის ნაკლებია, ვიდრე გამოყენებული რეზისტორებიდან ყველაზე პატარა. სერიებში დაკავშირებისას ყველაფერი ლოგიკურია: მნიშვნელობები იკრიბება, ასე რომ მთლიანი რიცხვი ყოველთვის იქნება ყველაზე დიდი.
სამუშაო მიმდინარე
წინა სამი სიდიდე აყალიბებს წრედში გამტარების პარალელური შეერთების და სერიული განლაგების კანონებს. ამიტომ, მათი ცოდნა აუცილებელია. მუშაობისა და სიმძლავრის შესახებ, თქვენ უბრალოდ უნდა გახსოვდეთ ძირითადი ფორმულა. იწერება შემდეგნაირად: A \u003d IUt, სადაც A არის დენის მუშაობა, t არის გამტარში მისი გავლის დრო.
იმისათვის, რომ დადგინდეს მთლიანი სამუშაო სერიული კავშირით, თქვენ უნდა შეცვალოთ ძაბვა თავდაპირველ გამოსახულებაში. თქვენ მიიღებთ თანასწორობას: A \u003d I(U 1 + U 2)t, გახსენით ფრჩხილები, რომლებშიც გამოდის, რომ მთელ განყოფილებაზე მუშაობა უდრის მათ რაოდენობას თითოეულ კონკრეტულ მიმდინარე მომხმარებელზე.
მსჯელობა ანალოგიურად მიმდინარეობს, თუ განიხილება პარალელური კავშირის სქემა. მხოლოდ ამჟამინდელი ძალა უნდა შეიცვალოს. მაგრამ შედეგი იგივე იქნება: A=A 1 + A 2.
მიმდინარე სიმძლავრე
მიკროსქემის განყოფილების სიმძლავრის (აღნიშვნა "P") ფორმულის გამოყვანისას, თქვენ კვლავ უნდა გამოიყენოთ ერთი ფორმულა: P \u003d UI. ასეთი მსჯელობის შემდეგ, გამოდის, რომ პარალელური და სერიული კავშირებია. აღწერილია სიმძლავრის ასეთი ფორმულით: P \u003d P1 + P 2.
ანუ, როგორც არ უნდა იყოს შედგენილი სქემები, მთლიანი სიმძლავრე იქნება სამუშაოში ჩართულთა ჯამი. ამით აიხსნება ის ფაქტი, რომ შეუძლებელია ბინის ქსელში ერთდროულად ბევრი მძლავრი მოწყობილობის ჩართვა. ის უბრალოდ ვერ იტანს დატვირთვას.
როგორ მოქმედებს გამტარების შეერთება საახალწლო გირლანდის შეკეთებაზე?
ერთ-ერთი ნათურის დამწვრობისთანავე ირკვევა, თუ როგორ იყო დაკავშირებული ისინი. ზესერიული კავშირი, არცერთი არ ანათებს. ეს გამოწვეულია იმით, რომ გამოუსადეგარი ნათურა ქმნის წყვეტს წრეში. ამიტომ, თქვენ უნდა შეამოწმოთ ყველაფერი, რათა დადგინდეს რომელია დამწვარი, შეცვალოთ იგი - და გირლანდი დაიწყებს მუშაობას.
თუ ის იყენებს პარალელურ კავშირს, მაშინ ის არ წყვეტს მუშაობას, თუ ერთ-ერთი ნათურა გაუმართავს. ყოველივე ამის შემდეგ, ჯაჭვი არ იქნება მთლიანად გატეხილი, მაგრამ მხოლოდ ერთი პარალელური ნაწილი. ასეთი გირლანდის შესაკეთებლად, თქვენ არ გჭირდებათ მიკროსქემის ყველა ელემენტის შემოწმება, არამედ მხოლოდ ის, ვინც არ ანათებს.
რა დაემართება წრედს, თუ რეზისტორების ნაცვლად კონდენსატორები ჩართულია?
როდესაც ისინი სერიულად არის დაკავშირებული, შეინიშნება შემდეგი სიტუაცია: ენერგიის წყაროს პლიუსებიდან მუხტები მოდის მხოლოდ ექსტრემალური კონდენსატორების გარე ფირფიტებზე. მათ შორის მყოფები უბრალოდ გადასცემენ ამ მუხტს ჯაჭვის გასწვრივ. ამით აიხსნება ის ფაქტი, რომ ყველა ფირფიტაზე ერთი და იგივე მუხტები ჩნდება, მაგრამ განსხვავებული ნიშნებით. მაშასადამე, სერიულად დაკავშირებული თითოეული კონდენსატორის ელექტრული მუხტი შეიძლება ჩაიწეროს შემდეგნაირად:
q გენი =q 1=q 2.
თითოეულ კონდენსატორზე ძაბვის დასადგენად, თქვენ უნდა იცოდეთ ფორმულა: U=q / C. მასში C არის კონდენსატორის ტევადობა.
ჯამური ძაბვა მიჰყვება იგივე კანონს, როგორც რეზისტორებს. ამრიგად, ტევადობის ფორმულაში ძაბვის ჯამით ჩანაცვლებით, მივიღებთ, რომ მოწყობილობების მთლიანი ტევადობა უნდა გამოითვალოს ფორმულის გამოყენებით:
C=q / (U 1 + U2).
შეგიძლიათ გაამარტივოთ ეს ფორმულა წილადების გადაბრუნებით და ძაბვის დატენვის თანაფარდობის ტევადობით შეცვლით. გამოდის შემდეგი ტოლობა: 1 / С=1 / С 1 + 1 / С 2.
სიტუაცია გარკვეულწილად განსხვავებულია, როდესაც კონდენსატორები პარალელურად არის დაკავშირებული. შემდეგ მთლიანი მუხტი განისაზღვრება ყველა მუხტის ჯამით, რომელიც გროვდება ყველა მოწყობილობის ფირფიტებზე. და ძაბვის მნიშვნელობა მაინც განისაზღვრება ზოგადი კანონების მიხედვით. ამრიგად, პარალელურად დაკავშირებული კონდენსატორების მთლიანი სიმძლავრის ფორმულა არის:
С=(q 1 + q 2) / U.
ანუ, ეს მნიშვნელობა განიხილება როგორც კავშირის დროს გამოყენებული თითოეული მოწყობილობის ჯამი:
S=S 1 + S 2.
როგორ განვსაზღვროთ გამტარების თვითნებური კავშირის მთლიანი წინააღმდეგობა?
ანუ ის, რომელშიც თანმიმდევრული მონაკვეთები ცვლის პარალელურებს და პირიქით. მათთვის ყველა აღწერილი კანონი კვლავ ძალაშია. მხოლოდ თქვენ გჭირდებათ მათი ეტაპობრივად გამოყენება.
პირველ რიგში, ის გონებრივად უნდა გააფართოვოს სქემა. თუ ძნელი წარმოსადგენია, მაშინ უნდა დახატო რა ხდება. ახსნა უფრო ნათელი გახდება, თუ განვიხილავთ მას კონკრეტული მაგალითით (იხ. სურათი).
მოხერხებულია ხატვის დაწყება B და C წერტილებიდან. ისინი უნდა განთავსდეს ერთმანეთისგან გარკვეულ მანძილზე და ფურცლის კიდეებიდან. მარცხნივ, ერთი მავთული უახლოვდება B წერტილს, ხოლო ორი უკვე მიმართულია მარჯვნივ. მეორე მხრივ, B წერტილს აქვს ორი ტოტი მარცხნივ და ერთი მავთული მის შემდეგ.
ახლა თქვენ უნდა შეავსოთ სივრცე მათ შორისწერტილები. სამი რეზისტორები 2, 3 და 4 კოეფიციენტებით უნდა განთავსდეს ზედა მავთულის გასწვრივ, ხოლო 5-იანი ინდექსით წავა ქვემოდან.პირველი სამი დაკავშირებულია სერიულად. მეხუთე რეზისტორით ისინი პარალელურად არიან.
დარჩენილი ორი რეზისტორები (პირველი და მეექვსე) სერიულად არის დაკავშირებული BV-ის განხილულ მონაკვეთთან. ამრიგად, ნახატს უბრალოდ შეიძლება დაემატოს ორი მართკუთხედი შერჩეული წერტილების ორივე მხარეს. რჩება წინააღმდეგობის გამოთვლის ფორმულების გამოყენება:
- პირველი, რომელიც მოცემულია სერიული კავშირისთვის;
- მერე პარალელურად;
- და ისევ ზედიზედ.
ამ გზით თქვენ შეგიძლიათ განათავსოთ ნებისმიერი, თუნდაც ძალიან რთული სქემა.
გამტარების სერიული კავშირის პრობლემა
მდგომარეობა. ორი ნათურა და რეზისტორი დაკავშირებულია წრეში ერთმანეთის მიღმა. ჯამური ძაბვა არის 110 V და დენი არის 12 A. რა არის რეზისტორის მნიშვნელობა, თუ თითოეული ნათურა არის 40 V?
გადაწყვეტილება. ვინაიდან განიხილება სერიული კავშირი, ცნობილია მისი კანონების ფორმულები. თქვენ უბრალოდ უნდა გამოიყენოთ ისინი სწორად. დაიწყეთ რეზისტორზე ძაბვის მნიშვნელობის გაცნობით. ამისათვის საჭიროა ერთი ნათურის ძაბვის ორჯერ გამოკლება ჯამიდან. გამოდის 30 ვ.
ახლა, როდესაც ცნობილია ორი სიდიდე, U და I (მათგან მეორე მოცემულია პირობით, რადგან მთლიანი დენი უდრის დენს თითოეულ სერიის მომხმარებელში), ჩვენ შეგვიძლია გამოვთვალოთ რეზისტორის წინააღმდეგობა. ომის კანონი. გამოდის 2,5 ohms.
პასუხი. რეზისტორის წინააღმდეგობა არის 2,5 ohms.
ამოცანაკონდენსატორების, პარალელური და სერიების შეერთებისთვის
მდგომარეობა. არის სამი კონდენსატორი 20, 25 და 30 მიკროფარადის სიმძლავრით. განსაზღვრეთ მათი ჯამური ტევადობა სერიულად და პარალელურად დაკავშირებისას.
გადაწყვეტილება. უფრო ადვილია პარალელური კავშირით დაწყება. ამ სიტუაციაში, სამივე მნიშვნელობა უბრალოდ უნდა დაემატოს. ამრიგად, მთლიანი ტევადობა არის 75 uF.
გამოთვლები უფრო რთული იქნება, როდესაც ეს კონდენსატორები სერიულად არის დაკავშირებული. ყოველივე ამის შემდეგ, ჯერ უნდა იპოვოთ ერთიანობის თანაფარდობა თითოეულ ამ შესაძლებლობებთან და შემდეგ დაამატოთ ისინი ერთმანეთს. გამოდის, რომ აგრეგატი გაყოფილი მთლიან სიმძლავრეზე არის 37/300. მაშინ სასურველი მნიშვნელობა არის დაახლოებით 8 მიკროფარადი.
პასუხი. ჯამური ტევადობა სერიულ კავშირში არის 8 uF, პარალელურად - 75 uF.
