İçerik

• adımlar
• İpuçları

Bir seri devreyi hayal etmenin en basit yolu, bir elemanlar zinciri düşünmektir. Bu elemanlar aynı satırda ardışık olarak düzenlenmiştir. Dolayısıyla, elektronların ve yüklerin alabileceği tek bir yol vardır. Bir seri ilişkilendirmede yer alan ayrıntıları anladıktan sonra, toplam elektrik akımını nasıl hesaplayacağınızı öğrenebilirsiniz.

adımlar

Bölüm 1/4: Temel Terminolojiyi Öğrenmek

1. 

   Güncel olanı anlayın. Elektrik akımı, elektrik yüklü parçacıkların (elektronlar gibi) düzenli bir akışı veya matematiksel olarak birim zamandaki yüklerin akışıdır. Ama yük ve elektron nedir? Elektron, negatif yüklü bir parçacıktır. Ücret, pozitif mi yoksa negatif mi yüklü olduğunu belirlemek için kullanılan maddenin fiziksel bir özelliğidir. Mıknatıslar gibi, eşit sinyal yükleri de iter ve zıt sinyallerin yükleri çekilir.
   • Örnek olarak suyu kullanalım. Su, H molekülü tarafından oluşturulur₂O (iki hidrojen atomu ve bir oksijen atomu birbirine bağlı). Oksijen atomu ve hidrojen atomlarının bir araya gelerek H molekülünü oluşturduğunu biliyoruz.₂.
   • Bu moleküllerden milyonlarca ve milyonlarca su akışı oluşur. Su akımını elektrik akımıyla karşılaştırabiliriz; su molekülleri elektronlara ve elektrik yükü hidrojen ve oksijen atomlarına eşdeğerdir.

2. 

   
   
   Potansiyel farkın ne olduğunu anlayın. Potansiyel fark (elektrik voltajı olarak da adlandırılır), elektrik akımının hareket etmesine neden olan "kuvvettir". Potansiyel farkın ne olduğunu göstermek için, bir pil hakkında düşünelim: İçinde, pozitif kutbunda bir elektron toplanmasına yol açan bir dizi kimyasal reaksiyon vardır.
   • Pilin pozitif kutbunu bir tel ile negatif kutbuna bağlarsak, elektronların birlikte hareket etmesine neden oluruz (bu, aynı sinyalin yüklerinin itilmesinden kaynaklanır).
   • Elektrik yükünün korunumu ilkesi nedeniyle (izole bir sistemdeki elektrik yüklerinin toplamının sabit olması gerektiğini söylüyor), elektronlar sistemdeki yükleri en yüksek konsantrasyon noktasından en düşük konsantrasyon noktasına kadar dengelemeye çalışacaklardır (yani, artı kutbundan pilin eksi kutbuna).
   • Bu elektron hareketi, potansiyel bir fark (veya basitçe ddp) üretir.

3. 

   
   
   Direncin ne olduğunu anlayın. Elektrik direnci, elektrik yüklerinin akışına zıttır.
   • Dirençler, önemli dirence sahip bir devrenin bileşenleridir. Yüklerin veya elektronların akışını düzenlemek için devrenin belirli bölümlerinde düzenlenmiştir.
   • Devrede direnç yoksa, elektron hareketinin kontrolü olmayacaktır. Bu durumda, ekipman aşırı yük alabilir ve hasar görebilir (veya aşırı yüklenmeden dolayı aşırı ısınabilir).

Bölüm 2/4: Bir seri devrenin toplam elektrik akımını hesaplama

1. 

   
   
   Toplam direnci hesaplayın. Plastik bir pipet alın ve biraz su için. Şimdi pipetin bazı kısımlarını ezin ve tekrar için. Herhangi bir fark gördünüz mü? Sıvı daha az miktarda gelmelidir. Kamışın her girintili parçası bir direnç görevi görür; suyun geçişini engellemeye hizmet ederler (bu da elektrik akımı rolünü oynar). Ezikler sıralı olduğu için seri halinde olduklarını söylüyoruz. Bu örneğe dayanarak, bir seri ilişkinin toplam direncinin şuna eşit olacağı sonucuna varabiliriz:
   • R,_(Toplam) = R₁ + R₂ + R₃.

2. 

   Toplam potansiyeldeki farkı hesaplayın. Çoğu durumda, toplam ddp değeri açıklamada sağlanacaktır; problem her direnç için ayrı ddp değerleri sağlıyorsa, aşağıdaki denklemi kullanabiliriz:
   • U_(Toplam) = U₁ + U₂ + U₃.
   • Neden bu denklem? Saman benzetmesini tekrar ele alalım: yoğurduktan sonra ne olur? Suyun kamıştan geçmesi için daha fazla itmeniz gerekecektir. Yaptığınız toplam kuvvet, pipetin her buruşuk noktasında gereken kuvvetlerin toplamına bağlıdır.
   • İhtiyaç duyulan "güç" potansiyel farktır; su veya elektrik akımına neden olur. Bu nedenle, toplam ddp'nin her bir direncin ayrı ddps'sini ekleyerek hesaplanacağı sonucuna varabiliriz.

3. 

   Sistemin toplam elektrik akımını hesaplayın. Saman benzetmesini tekrar kullanırsak: yoğurduktan sonra su miktarı değişir mi? Hayır. Sıvının hızı değişse de içtiğiniz su miktarı değişmez. Kamışın ezilmiş kısımlarına giren ve çıkan suyu izlerseniz bu iki miktarın aynı olduğunu fark edeceksiniz; bu, sıvı akışının sabit hızından kaynaklanmaktadır. Bu nedenle şunu onaylayabiliriz:
   • ben₁ = I₂ = I₃ = I_(Toplam).

4. 

   İlk yasasını hatırla Oh M. Gösterilen denklemlere ek olarak, kanunun denklemini de kullanabilirsiniz. Oh M: potansiyel farkı (ddp), toplam akım ve devrenin direncini ilişkilendirir.
   • U_(Toplam) = I_(Toplam) x R_(Toplam).

5. 

   Aşağıdaki örneği çözün. Üç direnç, R₁ = 10Ω, R₂ = 2Ω ve R₃ = 9Ω, seri olarak ilişkilidir. Devreye uygulanan potansiyel fark 2,5V'tur. Toplam elektrik akımının değerini hesaplayın. Başlamak için devrenin toplam direncini hesaplayalım:
   • R,_(Toplam) = 10Ω + 2Ω + 9Ω.
   • Bu nedenle, R,_(Toplam)= 21Ω

6. 

   Yasasını uygulayın Oh M toplam elektrik akımı değerini belirlemek için:
   • U_(Toplam) = I_(Toplam) x R_(Toplam).
   • ben_(Toplam) = U_(Toplam)/ R_(Toplam).
   • ben_(Toplam) = 2,5V / 21Ω.
   • ben_(Toplam) = 0.1190A.

Bölüm 3/4: Bir devrenin toplam elektrik akımını paralel olarak hesaplama

1. 

   Paralel devrenin ne olduğunu anlayın. Adından da anlaşılacağı gibi, paralel devre paralel olarak düzenlenmiş elemanlar içerir. Bunun için, elektrik akımının geçebileceği yollar oluşturmak için çok sayıda kablo kullanılır.

2. 

   Toplam potansiyeldeki farkı hesaplayın. Önceki bölümde tüm terminolojiler zaten açıklanmış olduğundan, doğrudan paralel devrelerde uygulanan denklemlerin gösterimine gidiyoruz. Örnek olarak, iki çatallı (farklı çaplarda) bir boru hayal edin. Suyun iki borudan geçmesi için her birine farklı kuvvetler uygulamak gerekecek mi? Hayır. Suyun akması için sadece yeterli güce ihtiyacınız olacak. Bu nedenle suyun elektrik akımının rolünü oynadığını ve bu kuvvetin potansiyel farkın rolünü oynadığını düşünürsek şunu söyleyebiliriz:
   • U_(Toplam) = U₁ = U₂ = U₃.

3. 

   Toplam elektrik direncini hesaplayın. İki borudan geçen suyu düzenlemek istediğinizi varsayalım. Bunu yapmanın en iyi yolu ne olabilir? Her çatalda yalnızca bir stop vanası kullanın veya birden fazla vanayı arka arkaya mı monte edin? İkinci seçenek en iyi seçim olacaktır. Direnişler için analoji aynı şekilde işler. Seri bağlanan dirençler, elektrik akımını paralel bağlandıklarından çok daha verimli bir şekilde düzenler. Paralel bir devrede toplam direnci hesaplamak için kullanılan denklem:
   • 1 / R_(Toplam) = (1 / R₁) + (1 / R₂) + (1 / R₃).

4. 

   Toplam elektrik akımını hesaplayın. Örneğimize dönersek: Suyun geçtiği yol bölünmüştür. Aynısı elektrik akımı için de geçerlidir. Yüklerin geçebileceği birden fazla yol olduğundan, akımın bölündüğünü söylüyoruz. Farklı yollar mutlaka aynı miktarda yük almayacaktır. Bu, her bir telin dirençlerine ve malzemelerine bağlıdır. Bu nedenle, toplam elektrik akımını hesaplama denklemi, her yol için akımların toplamı olacaktır:
   • ben_(Toplam) = I₁ + I₂ + I₃.
   • Bu formülü, bireysel elektrik akımı değerleri olmadan kullanamayız. Bu dava için ayrıca ilk yasayı da uygulayabiliriz. Oh M.

Bölüm 4/4: Paralel ve seri devrelerle bir örnek çözme

1. 

   Aşağıdaki örneği çözün. Bir devredeki dört direnç paralel olarak iki tele bölünmüştür. İlk dize R içerir₁ = 1Ω ve R₂ = 2Ω. İkinci tel R içerir₃ = 0.5Ω ve R₄ = 1.5Ω. Her telin dirençleri seri olarak ilişkilendirilmiştir. İlk kabloya uygulanan potansiyel fark 3V'tur. Elektrik akımının toplam değerini hesaplayın.

2. 

   Toplam direnci hesaplayarak başlayın. Her bir teldeki dirençler seri olarak bağlandığından, önce her bir teldeki toplam direnci hesaplarız.
   • 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. 

   Paralel ilişkilendirmeler için denklemin önceki adımındaki değerleri değiştirin. Teller paralel olarak ilişkilendirildiğinden, şimdi paralel bağlantılar için denklemdeki önceki öğedeki değerleri uyguluyoruz.
   • (1 / R_(Toplam)) = (1 / R₍₁₊₂₎) + (1 / R₍₃₊₄₎).
   • (1 / R_(Toplam)) = (1/3Ω) + (1/2Ω).
   • (1 / R_(Toplam)) = 5/6.
   • R,_(Toplam) = 1,2Ω.

4. 

   Toplam potansiyeldeki farkı hesaplayın. Paralel bir ilişkilendirmede potansiyel fark aynı olduğundan şunu söyleyebiliriz:
   • U_(Toplam) = U₁ = 3V.

5. 

   Yasasını uygulayın Oh M. Şimdi, yasasını kullanın Oh M toplam elektrik akımının değerini belirlemek için.
   • U_(Toplam) = I_(Toplam) x R_(Toplam).
   • ben_(Toplam) = U_(Toplam)/ R_(Toplam).
   • ben_(Toplam) = 3V / 1.2Ω.
   • ben_(Toplam) = 2,5 A.

İpuçları

• Bir paralel devrenin toplam direncinin değeri, her zaman direncinin değerinden daha düşüktür. herşey dernekteki diğer dirençler.
• Önemli terminolojiler:
  • Elektrik devresi: Bir elektrik akımının sırayla geçtiği tellerle bağlanan bileşen seti (dirençler, kapasitörler ve indüktörler).
  • Dirençler: Bir elektrik akımının yoğunluğunu azaltabilen bileşenler.
  • Elektrik akımı: düzenli elektrik yükü akışı. S.I. biriminiz, amper (THE).
  • Potansiyel fark (ddp): birim elektrik yükü başına üretilen iş. S.I. biriminiz, volt (V).
  • Elektriksel direnç: elektrik akımının geçişine olan karşıtlığın ölçüsü. S.I. biriminiz, Oh M (Ω).