НА асоциация на електрически генератори засяга как тези устройства са свързани към a електрическа верига. В зависимост от необходимостта е възможно генераторите да се свързват последователно или паралелно. В Асоциациявгенератори на серии, добавете електромоторни сили отделни генератори, както и техните електрически съпротивления вътрешни, в случай че тези генератори са реални.
Прочетете също: 5 неща, които трябва да знаете за електричеството
Концепция
Свързването на генератори в серия гарантира, че можем да предоставим a по-голяма електродвижеща сила отколкото само генератор би могъл да предложи електрическа верига. Например: ако верига работи под електрическо напрежение от 4,5 V и имаме само 1,5 V батерии, възможно е да ги свържем последователно, така че да приложим потенциал от 4,5 V върху тази верига.
Един прост и дидактичен пример, включващ асоциирането на генератори в серия, е експеримент с лимонова батерия. В този свързваме няколко лимона последователно, така че електрическият потенциал, произведен от плодовете, да е достатъчно голям, за да включи малка крушка.
Когато се сдвояват последователно, лимоните могат да се използват за запалване на лампа.
В асоциацията на генератори в серия, всички генератори са свързани на същия клон на веригата, и поради тази причина всички ще бъдат пресечена от същата електрически ток. НА електродвижеща сила общото предлагане на веригата се определя от сумата на електромоторните сили на всеки от генераторите.
Въпреки че е много полезно за много приложения, последователното свързване на реални генератори предполага a повишено електрическо съпротивление на веригата и следователно по-голямо количество енергия ще се разсейва под формата на топлина през джаулов ефект.
Вижте също: Скоростта на електрическия ток
Важни формули
Според характерното уравнение на генераторите, електромоторната сила (ε) представлява цялата енергия, която генераторът може да произведе. Част от тази енергия обаче се разсейва (r.i) от собственото вътрешно съпротивление на генераторите. По този начин енергията, която се доставя от веригата, се дава от полезно напрежение (U):
Uu - Полезно напрежение (V)
ε - електродвижеща сила (V)
ri - вътрешно съпротивление (Ω)
i - електрически ток (A)
Когато свързваме генератори последователно, ние просто добавяме техните електромоторни сили, както и потенциалите, разсейвани от техните вътрешни съпротивления. Правейки това, ние откриваме закон на паулета. Съгласно този закон интензитетът на електрическия ток, произведен от асоциация от n генератора, може да бъде изчислен въз основа на следния израз:
Σε - Сума на електромоторните сили (V)
Σri —Сума на вътрешните съпротивления на генераторите (Ω)
iT - общ ток на веригата (A)
Анализирайки предишния израз, можем да видим, че той ни позволява да изчислим електрическия ток, който се образува във веригата. За да направи това, тя разказва сума от електродвижещите сили, разделена на сумата от вътрешните съпротивления. Показаният закон обаче се прилага само за асоцииране на генератори последователно, ако има резистори, външни за асоциирането на генератори. Електрическият ток на веригата може да бъде изчислен по следната формула:
Rуравнение - еквивалентно съпротивление на веригата (Ω)
Пример за тази ситуация е показан на следващата фигура. В него имаме два генератора (батерии), свързани последователно, които са свързани към две електрически съпротивления (лампи), също свързани последователно.
На фигурата имаме два генератора, свързани последователно, свързани към две лампи, също свързани последователно.
Обобщение
Когато се свързват генераторите последователно, всички генератори са свързани към един и същ клон (проводник).
При този тип асоциация всички генератори се преминават от един и същ електрически ток.
Когато са свързани последователно, електродвижещата сила на асоциацията на генераторите се дава от сумата на отделните електродвижещи сили.
Еквивалентното съпротивление на асоциирането на генератори в серия се дава от сумата на отделните съпротивления.
В последователно свързване, електромоторната сила, подавана към веригата, се увеличава. Увеличава се обаче и количеството енергия, разсейвана от ефекта на Джоул.
Вижте няколко решени упражнения за асоцииране на генератори в серия по-долу и разберете повече за темата.
Вижте също:Трикове с формула по физика
решени упражнения
Въпрос 1) Два реални генератора, както е показано на следващата фигура, с електромоторни сили, равни на 10 V и 6 V, съответно и вътрешните съпротивления от 1 Ω всяко, са свързани последователно и свързани към резистор от 10 Ω. Изчислете електрическия ток, който преминава през този резистор.
а) 12,5 А
б) 2,50 А
в) 1,33 А
г) 2,67 А
д) 3,45 А
Шаблон: Буква В
Резолюция:
Нека изчислим общия електрически ток във веригата. За това ще използваме закона на Pouillet за генератори, свързани последователно:
При направеното изчисление добавихме електромоторните сили, произведени от всеки от генераторите (10 V и 6 V) и разделихме това стойност по модула на еквивалентното съпротивление на веригата (10 Ω) със сумата от вътрешните съпротивления (1 Ω) на генератори. Така откриваме електрически ток от 1,33 А.
Въпрос 2) Три еднакви генератора, с по 15 V всеки и 0,5 вътрешни вътрешни съпротивления, са свързани последователно към набор от 3 резистора по 30 Ω всеки, свързани паралелно един на друг. Определете силата на електрическия ток, образуван във веригата.
а) 2,8 А
б) 3,9 А
в) 1,7 А
г) 6.1 А
д) 4,6 А
Шаблон: Буква Б
Резолюция:
За да се реши това упражнение, е необходимо първо да се определи модулът на еквивалентното съпротивление на трите външни резистора. Тъй като тези три 30 Ω резистора са свързани паралелно, еквивалентното съпротивление на тази връзка ще бъде 10 Ω:
След като това бъде направено, можем да преминем към следващата стъпка, в която добавяме електрическите потенциали на всеки генератор и разделяме резултата на сумата от еквивалентното и вътрешното съпротивление:
Когато прилагаме стойностите в закона на Пуйе, откриваме електрически ток с интензитет, равен на 3,9 А. Следователно правилната алтернатива е буквата Б.
Въпрос 3) Две еднакви батерии от 1,5 V всяка и вътрешно съпротивление от 0,1 Ω са свързани последователно с лампа за съпротивление, равно на 10,0 Ω. Електрическият ток, който преминава през лампата и електрическото напрежение между нейните клеми са съответно равни на:
а) 0,350 A и 2,50 V
б) 0,436 А и 4,36 V
в) 0,450 A и 4,50 V
г) 0,300 A и 5,0 V
д) 0,125 A и 1,25 V
Шаблон: Буква Б
Резолюция:
Чрез закона на Pouillet можем да намерим модула на електрическия ток, който преминава през лампата, спазвайте:
Изчислението ни позволява да определим, че електрическият ток, който преминава през лампата, е 0,436 A и че електрическият потенциал между нейните клеми е 4,36 V. Резултатът е съобразен с енергийния баланс на упражнението, тъй като заедно трите батерии могат да доставят максимум 4,5 V.
От мен Рафаел Хелерброк
Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/geradores-serie.htm