DET sammenslutning af elektriske generatorer vedrører, hvordan disse enheder er forbundet til en elektrisk kredsløb. Afhængigt af behovet er det muligt at tilknytte generatorerne i serie eller parallelt. På Foreningiseriegeneratorer, tilføje op elektromotoriske kræfter individuelle generatorer såvel som deres elektriske modstande internt, hvis disse generatorer er reelle.
Læs også: 5 ting du bør vide om elektricitet
Koncept
Sammenslutningen af generatorer i serie sikrer, at vi kan levere en større elektromotorisk kraft end kun en generator kunne tilbyde et elektrisk kredsløb. For eksempel: hvis et kredsløb fungerer under en elektrisk spænding på 4,5 V, og vi kun har 1,5 V batterier, er det muligt at forbinde dem i serie, så vi anvender et potentiale på 4,5 V på dette kredsløb.
Et simpelt og didaktisk eksempel, der involverer sammenslutningen af generatorer i serie, er citron batteri eksperiment. I denne forbinder vi flere citroner i serie, så det elektriske potentiale produceret af frugterne er stort nok til at tænde en lille pære.
Når de er parret i serie, kan citroner bruges til at tænde en lampe.
I sammenslutningen af generatorer i serie er alle generatorer forbundet på samme gren af kredsløbet, og af den grund vil alle være krydset af det samme elektrisk strøm. DET Elektromotorisk kraft det samlede tilbud til kredsløbet bestemmes af summen af elektromotoriske kræfter for hver af generatorerne.
På trods af at det er meget nyttigt til mange applikationer, tilslutter man ægte generatorer i serie en øget elektrisk modstand af kredsløbet, og derfor vil en større mængde energi blive spredt i form af varme gennem joule-effekt.
Se også: Hastigheden af elektrisk strøm
Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen;)
Vigtige formler
I henhold til den karakteristiske ligning af generatorer repræsenterer den elektromotoriske kraft (ε) al den energi, som en generator kan producere. En del af denne energi spredes dog (r.i) af generatorernes egen interne modstand. På denne måde gives den energi, der tilføres af kredsløbet, af nyttig spænding (U):
Uu - Nyttig spænding (V)
ε - elektromotorisk kraft (V)
rjeg - intern modstand (Ω)
jeg - elektrisk strøm (A)
Når vi forbinder generatorer i serie, tilføjer vi bare deres elektromotoriske kræfter såvel som potentialerne spredt af deres interne modstand. Ved at gøre dette finder vi pouillets lov. I henhold til denne lov kan intensiteten af den elektriske strøm produceret af en sammenslutning af n generatorer beregnes ud fra følgende udtryk:
Σε - Summen af elektromotoriske kræfter (V)
Σrjeg —Sum af generatorernes interne modstande (Ω)
jegT - samlet kredsløbsstrøm (A)
Når vi analyserer det tidligere udtryk, kan vi se, at det giver os mulighed for at beregne den elektriske strøm, der dannes i kredsløbet. For at gøre det fortæller hun summen af elektromotoriske kræfter divideret med summen af interne modstande. Den viste lov gælder dog kun for sammenslutningen af generatorer i serie, hvis der er modstande uden for sammenslutningen af generatorer. Kredsløbets elektriske strøm kan beregnes ved hjælp af følgende formel:
Rækv - Ækvivalent kredsløbsmodstand (Ω)
Et eksempel på denne situation er vist i den følgende figur. I den har vi to generatorer (batterier) forbundet i serie, der er forbundet med to elektriske modstande (lamper), også forbundet i serie.
I figuren har vi to generatorer tilknyttet i serie forbundet med to lamper, også forbundet i serie.
Resumé
Når generatorer tilsluttes i serie, er alle generatorer forbundet med den samme gren (ledning).
I denne type tilknytning krydses alle generatorer af den samme elektriske strøm.
Når de er forbundet i serie, er den elektromotoriske kraft fra sammenslutningen af generatorer givet af summen af de individuelle elektromotoriske kræfter.
Den ækvivalente modstand af sammenslutningen af generatorer i serie er givet ved summen af de enkelte modstande.
I serieforbindelse øges den elektromotoriske kraft, der tilføres kredsløbet. Imidlertid øges mængden af energi, der spredes af Joule-effekten, også.
Tjek nogle løste øvelser om sammenslutningen af generatorer i serier nedenfor og forstå mere om emnet.
Se også:Fysik formel tricks
løste øvelser
Spørgsmål 1) To virkelige generatorer, som vist i den følgende figur, med elektromotoriske kræfter lig med 10 V og 6 V, henholdsvis og interne modstande på 1 Ω hver, er forbundet i serie og forbundet til en modstand på 10 Ω. Beregn den elektriske strøm, der passerer gennem denne modstand.
a) 12,5 A
b) 2,50 A.
c) 1,33 A
d) 2,67 A
e) 3,45 A
Skabelon: Bogstav C
Løsning:
Lad os beregne den samlede elektriske strøm i kredsløbet. Til dette vil vi bruge Pouillets lov til generatorer, der er tilsluttet i serie:
I den foretagne beregning tilføjede vi de elektromotoriske kræfter produceret af hver af generatorerne (10 V og 6 V) og delte dette værdi ved modulet af den ækvivalente modstand i kredsløbet (10 Ω) med summen af de interne modstande (1 Ω) af generatorer. Således finder vi en elektrisk strøm på 1,33 A.
Spørgsmål 2) Tre identiske generatorer, hver på 15 V og 0,5 intern intern modstand, er forbundet i serie med et sæt med 3 modstande på hver 30 Ω, der er forbundet parallelt med hinanden. Bestem styrken af den elektriske strøm, der dannes i kredsløbet.
a) 2,8 A
b) 3,9 A
c) 1,7 A
d) 6.1 A
e) 4.6 A
Skabelon: Bogstav B
Løsning:
For at løse denne øvelse er det nødvendigt først at bestemme modulet for den ækvivalente modstand af de tre eksterne modstande. Da disse tre 30 Ω modstande er forbundet parallelt, vil den ækvivalente modstand for denne forbindelse være 10 Ω:
Når dette er gjort, kan vi gå videre til næste trin, hvor vi tilføjer de elektriske potentialer for hver generator og dividerer resultatet med summen af den ækvivalente og interne modstand:
Når vi anvender værdierne i Pouillets lov, finder vi en elektrisk strøm med en intensitet lig med 3,9 A. Derfor er det rigtige alternativ bogstavet B.
Spørgsmål 3) To identiske batterier på 1,5 V hver og intern modstand på 0,1 Ω er forbundet i serie med en modstandslampe lig med 10,0 Ω. Den elektriske strøm, der passerer gennem lampen, og den elektriske spænding mellem dens klemmer er henholdsvis lig med:
a) 0,350 A og 2,50 V
b) 0,436 A og 4,36 V
c) 0,450 A og 4,50 V
d) 0,300 A og 5,0 V
e) 0,125 A og 1,25 V
Skabelon: Bogstav B
Løsning:
Gennem Pouillets lov kan vi finde modulet til den elektriske strøm, der passerer gennem lampen, observer:
Den foretagne beregning giver os mulighed for at bestemme, at den elektriske strøm, der passerer gennem lampen, er 0,436 A, og at det elektriske potentiale mellem dens terminaler er 4,36 V. Resultatet stemmer overens med træningens energibalance, da de tre batterier tilsammen maksimalt kan levere 4,5 V.
Af mig Rafael Helerbrock
