Në fizikë studiohet tema e lidhjes paralele dhe serike dhe mund të jenë jo vetëm përçuesit, por edhe kondensatorët. Është e rëndësishme këtu të mos ngatërrohemi se si duket secila prej tyre në diagram. Dhe vetëm atëherë aplikoni formula specifike. Meqë ra fjala, duhet t'i mbani mend përmendësh.
Si të dallojmë këto dy përbërje?
Hidhni një vështrim nga afër diagramit. Nëse telat përfaqësohen si rrugë, atëherë makinat në të do të luajnë rolin e rezistorëve. Në një rrugë të drejtë pa pirun, makinat lëvizin njëra pas tjetrës, me zinxhir. Lidhja serike e përcjellësve gjithashtu duket e njëjtë. Rruga në këtë rast mund të ketë një numër të pakufizuar kthesash, por jo një kryqëzim të vetëm. Pavarësisht se si lëviz rruga (telat), makinat (rezistorët) do të vendosen gjithmonë njëra pas tjetrës, në një zinxhir.
Është krejt tjetër çështje nëse merret parasysh një lidhje paralele. Pastaj rezistorët mund të krahasohen me atletët në fillim. Ata janësecila qëndron në rrugën e vet, por ata kanë të njëjtin drejtim të lëvizjes, dhe vija e finishit është në të njëjtin vend. Në mënyrë të ngjashme, rezistorët - secila prej tyre ka telin e vet, por të gjithë janë të lidhur në një moment.
Formulat për forcën aktuale
Gjithmonë diskutohet në temën "Energjia elektrike". Lidhjet paralele dhe seriale ndikojnë në sasinë e rrymës në rezistorë në mënyra të ndryshme. Për ta, janë nxjerrë formula që mund të mbahen mend. Por mjafton vetëm të kujtojmë kuptimin që është investuar në to.
Pra, rryma në seri e lidhjes së përcjellësve është gjithmonë e njëjtë. Kjo do të thotë, në secilën prej tyre vlera e fuqisë aktuale nuk është e ndryshme. Ju mund të vizatoni një analogji nëse krahasoni një tel me një tub. Në të, uji rrjedh gjithmonë në të njëjtën mënyrë. Dhe të gjitha pengesat në rrugën e saj do të fshihen me të njëjtën forcë. E njëjta gjë me rrymën. Prandaj, formula për rrymën totale në një qark me një lidhje serike të rezistorëve duket si kjo:
I gjen=Unë 1=Unë 2
Këtu, shkronja I tregon fuqinë e rrymës. Ky është një shënim i zakonshëm, kështu që ju duhet ta mbani mend atë.
Rryma në lidhjen paralele nuk do të jetë më një vlerë konstante. Me të njëjtën analogji me një tub, rezulton se uji do të ndahet në dy rrjedha nëse tubi kryesor ka një degë. I njëjti fenomen vërehet me rrymën kur në rrugën e saj shfaqet një degëzim telash. Formula për forcën totale të rrymës kur përçuesit janë të lidhur paralelisht:
I gjen=Unë 1 + Unë 2
Nëse degëzimi përbëhet nga tela qëmë shumë se dy, atëherë në formulën e mësipërme do të ketë më shumë terma me të njëjtin numër.
Formula për stresin
Kur konsiderohet një qark në të cilin përçuesit janë të lidhur në seri, voltazhi në të gjithë seksionin përcaktohet nga shuma e këtyre vlerave në çdo rezistencë specifike. Ju mund ta krahasoni këtë situatë me pllaka. Do të jetë e lehtë për një person të mbajë njërën prej tyre, do të mund ta marrë edhe të dytën afër, por me vështirësi. Një person nuk do të jetë më në gjendje të mbajë tre pjata pranë njëra-tjetrës, do të kërkohet ndihma e një të dyti. etj. Përpjekjet e njerëzve shtohen.
Formula për tensionin total të një seksioni të një qarku me një lidhje serike të përcjellësve duket kështu:
U gen=U 1 + U 2, ku U është emërtimi i miratuar për tensionin elektrik.
Krijohet një situatë tjetër nëse merret parasysh një lidhje paralele e rezistorëve. Kur pjatat vendosen njëra mbi tjetrën, ato ende mund të mbahen nga një person. Kështu që nuk keni nevojë të shtoni asgjë. E njëjta analogji vërehet kur përçuesit janë të lidhur paralelisht. Tensioni në secilën prej tyre është i njëjtë dhe i barabartë me atë që është në të gjitha njëherësh. Formula për tensionin total është:
U gjen=U 1=U 2
Formulat për rezistencën elektrike
Nuk mund t'i mësoni më përmendësh, por njihni formulën e ligjit të Ohmit dhe nxirrni prej saj atë të dëshiruar. Nga ky ligj rezulton sevoltazhi është i barabartë me produktin e rrymës dhe rezistencës. Kjo do të thotë, U=IR, ku R është rezistenca.
Atëherë formula me të cilën do të duhet të punoni varet nga mënyra se si janë lidhur përçuesit:
- në seri, kështu që keni nevojë për barazi për tensionin - IgenRtotal=I1R1 + I2R2;
- paralelisht, është e nevojshme të përdoret formula për forcën aktuale - Utotal / Rtotal=U 1/ R1 + U2 / R2 .
Pasohen nga transformime të thjeshta, të cilat bazohen në faktin se në barazinë e parë të gjitha rrymat kanë të njëjtën vlerë, dhe në të dytën - tensionet janë të barabarta. Kështu që ato mund të shkurtohen. Kjo do të thotë, janë marrë shprehjet e mëposhtme:
- R gjen=R 1 + R 2 (për lidhjen serike të përcjellësve).
- 1 / R gjen=1 / R 1 + 1 / R 2(kur lidhet paralelisht).
Kur rritet numri i rezistorëve të lidhur në rrjet, numri i termave në këto shprehje ndryshon.
Vlen të përmendet se lidhja paralele dhe serike e përcjellësve ka një efekt të ndryshëm në rezistencën totale. E para prej tyre zvogëlon rezistencën e seksionit të qarkut. Për më tepër, rezulton të jetë më pak se rezistorët më të vegjël të përdorur. Kur lidheni në seri, gjithçka është logjike: vlerat mblidhen, kështu që numri total do të jetë gjithmonë më i madhi.
Rrjeti i punës
Tri sasitë e mëparshme përbëjnë ligjet e lidhjes paralele dhe renditjes serike të përcjellësve në një qark. Prandaj, është e domosdoshme njohja e tyre. Për punën dhe fuqinë, ju vetëm duhet të mbani mend formulën bazë. Është shkruar si më poshtë: A \u003d IUt, ku A është puna e rrymës, t është koha e kalimit të saj nëpër përcjellës.
Për të përcaktuar punën totale me një lidhje serike, duhet të zëvendësoni tensionin në shprehjen origjinale. Ju merrni barazinë: A \u003d I(U 1 + U 2)t, duke hapur kllapat në të cilat rezulton se puna në të gjithë seksionin është e barabartë me sasinë e tyre për çdo konsumator aktual aktual.
Arsyetimi vazhdon në mënyrë të ngjashme nëse merret parasysh një skemë lidhjeje paralele. Vetëm forca aktuale supozohet të zëvendësohet. Por rezultati do të jetë i njëjtë: A=A 1 + A 2.
Fuqia aktuale
Kur nxjerrni një formulë për fuqinë (shënimi "P") të një seksioni qarku, përsëri duhet të përdorni një formulë: P \u003d UI. Pas një arsyetimi të tillë, rezulton se lidhjet paralele dhe serike janë përshkruhet nga një formulë e tillë për fuqinë: P \u003d P1 + P 2.
Dmth, pavarësisht se si hartohen skemat, fuqia totale do të jetë shuma e atyre që janë përfshirë në punë. Kjo shpjegon faktin se është e pamundur të përfshihen në të njëjtën kohë shumë pajisje të fuqishme në rrjetin e apartamenteve. Ajo thjesht nuk mund ta mbajë ngarkesën.
Si ndikon lidhja e përçuesve në riparimin e garlandës së Vitit të Ri?
Menjëherë pasi digjet njëra nga llambat, bëhet e qartë se si janë lidhur ato. Nëlidhje serike, asnjëra prej tyre nuk do të ndizet. Kjo për faktin se një llambë që është bërë e papërdorshme krijon një ndërprerje në qark. Prandaj, duhet të kontrolloni gjithçka për të përcaktuar se cila është djegur, ta zëvendësoni - dhe kurora do të fillojë të funksionojë.
Nëse përdor një lidhje paralele, atëherë nuk ndalon së punuari nëse njëra prej llambave dështon. Në fund të fundit, zinxhiri nuk do të prishet plotësisht, por vetëm një pjesë paralele. Për të riparuar një kurorë të tillë, nuk keni nevojë të kontrolloni të gjithë elementët e qarkut, por vetëm ata që nuk shkëlqejnë.
Çfarë ndodh me një qark nëse përfshihen kondensatorë në vend të rezistorëve?
Kur ato lidhen në seri, vërehet situata e mëposhtme: ngarkesat nga pluset e burimit të energjisë vijnë vetëm në pllakat e jashtme të kondensatorëve ekstremë. Ata në mes thjesht e kalojnë atë ngarkesë përgjatë zinxhirit. Kjo shpjegon faktin se në të gjitha pllakat shfaqen të njëjtat ngarkesa, por me shenja të ndryshme. Prandaj, ngarkesa elektrike e çdo kondensatori të lidhur në seri mund të shkruhet si më poshtë:
q gen =q 1=q 2.
Për të përcaktuar tensionin në secilin kondensator, do t'ju duhet të dini formulën: U=q / C. Në të, C është kapaciteti i kondensatorit.
Tensioni total ndjek të njëjtin ligj si rezistorët. Prandaj, duke zëvendësuar tensionin në formulën e kapacitetit me shumën, marrim se kapaciteti total i pajisjeve duhet të llogaritet duke përdorur formulën:
C=q / (U 1 + U2).
Ju mund ta thjeshtoni këtë formulë duke rrotulluar fraksionet dhe duke zëvendësuar raportin e tensionit ndaj ngarkimit me kapacitetin. Rezulton barazia e mëposhtme: 1 / С=1 / С 1 + 1 / С 2.
Situata duket disi e ndryshme kur kondensatorët janë të lidhur paralelisht. Pastaj ngarkesa totale përcaktohet nga shuma e të gjitha ngarkesave që grumbullohen në pllakat e të gjitha pajisjeve. Dhe vlera e tensionit përcaktohet ende sipas ligjeve të përgjithshme. Prandaj, formula për kapacitetin total të kondensatorëve të lidhur paralelisht është:
С=(q 1 + q 2) / U.
Dmth, kjo vlerë konsiderohet si shuma e secilës prej pajisjeve të përdorura në lidhje:
S=S 1 + S 2.
Si të përcaktohet rezistenca totale e një lidhjeje arbitrare të përçuesve?
Dmth një në të cilin seksionet e njëpasnjëshme zëvendësojnë ato paralele dhe anasjelltas. Për ta, të gjitha ligjet e përshkruara janë ende të vlefshme. Vetëm ju duhet t'i zbatoni ato në faza.
Së pari, supozohet të zgjerojë mendërisht skemën. Nëse është e vështirë të imagjinohet, atëherë duhet të vizatoni se çfarë ndodh. Shpjegimi do të bëhet më i qartë nëse e konsiderojmë me një shembull specifik (shih figurën).
Është e përshtatshme të filloni të vizatoni nga pikat B dhe C. Ato duhet të vendosen në një distancë nga njëra-tjetra dhe nga skajet e fletës. Në të majtë, një tel i afrohet pikës B, dhe dy janë drejtuar tashmë në të djathtë. Pika B, nga ana tjetër, ka dy degë në të majtë dhe një tel pas saj.
Tani ju duhet të mbushni hapësirën midis tyrepika. Tre rezistorë me koeficientë 2, 3 dhe 4 duhet të vendosen përgjatë telit të sipërm, dhe ai me një indeks prej 5 do të shkojë nga poshtë. Tre të parët janë të lidhur në seri. Me rezistencën e pestë ato janë paralele.
Dy rezistorët e mbetur (i pari dhe i gjashti) janë të lidhur në seri me seksionin e konsideruar të BV. Prandaj, vizatimi thjesht mund të plotësohet me dy drejtkëndësha në të dyja anët e pikave të zgjedhura. Mbetet të zbatohen formulat për llogaritjen e rezistencës:
- i pari i dhënë për lidhje serike;
- pastaj për paralele;
- dhe përsëri për radhazi.
Në këtë mënyrë, ju mund të vendosni çdo skemë, madje edhe shumë komplekse.
Problemi i lidhjes serike të përcjellësve
Gjendja. Dy llamba dhe një rezistencë janë të lidhura në një qark njëra pas tjetrës. Tensioni total është 110 V dhe rryma është 12 A. Cila është vlera e rezistencës nëse secila llambë vlerësohet në 40 V?
Vendim. Meqenëse është duke u shqyrtuar një lidhje serike, formulat për ligjet e saj janë të njohura. Thjesht duhet t'i zbatoni ato në mënyrë korrekte. Filloni duke gjetur vlerën e tensionit në të gjithë rezistencën. Për ta bërë këtë, ju duhet të zbrisni dy herë tensionin e një llambë nga totali. Rezulton 30 V.
Tani që dihen dy sasi, U dhe I (e dyta prej tyre është dhënë në kusht, meqenëse rryma totale është e barabartë me rrymën në çdo konsumator të serisë), mund të llogarisim rezistencën e rezistencës duke përdorur Ligji i Ohmit. Rezulton të jetë 2,5 ohmë.
Përgjigje. Rezistenca e rezistencës është 2.5 ohms.
Detyrëpër lidhjen e kondensatorëve, paralelë dhe seri
Gjendja. Ka tre kondensatorë me kapacitet 20, 25 dhe 30 mikrofarad. Përcaktoni kapacitetin e tyre total kur lidhen në seri dhe paralel.
Vendim. Është më e lehtë të filloni me një lidhje paralele. Në këtë situatë, të tre vlerat thjesht duhet të shtohen. Kështu, kapaciteti total është 75uF.
Llogaritjet do të jenë disi më të komplikuara kur këta kondensatorë të lidhen në seri. Në fund të fundit, së pari ju duhet të gjeni raportin e unitetit me secilën prej këtyre kapaciteteve, dhe pastaj t'i shtoni ato njëra-tjetrës. Rezulton se njësia e ndarë me kapacitetin total është 37/300. Atëherë vlera e dëshiruar është afërsisht 8 mikrofarad.
Përgjigje. Kapaciteti total në lidhjen serike është 8 uF, paralelisht - 75 uF.
