THE udruženje električni generatori zabrinjava kako su ti uređaji povezani s a strujni krug. Ovisno o potrebi, generatore je moguće povezati u nizu ili paralelno. Na Udruživanjeugeneratori serije, zbroji elektromotorne sile pojedinačni generatori, kao i njihovi električni otpori interni, u slučaju da su ti generatori stvarni.
Pročitajte i vi: 5 stvari koje biste trebali znati o električnoj energiji
Koncept
Udruživanje generatora u seriji osigurava da možemo pružiti a veća elektromotorna sila nego bi samo generator mogao ponuditi električni krug. Na primjer: ako krug radi pod električnim naponom od 4,5 V, a imamo samo 1,5 V baterije, moguće ih je povezati u seriju tako da na ovaj krug primijenimo potencijal od 4,5 V.
Jednostavan i didaktičan primjer koji uključuje udruživanje generatora u niz je eksperiment s limunskom baterijom. U ovom povezujemo nekoliko limuna u seriju, tako da je električni potencijal koji proizvode plodovi dovoljno velik da upali malu žarulju.
Kad se upare u nizu, limuni se mogu koristiti za paljenje lampe.
U asocijaciji generatora u nizu, svi su generatori spojene na istoj grani kruga, i iz tog će razloga svi biti prešao isti električna struja. THE elektromotorna sila ukupna ponuda kruga određuje se zbrojem elektromotornih sila svakog od generatora.
Iako je vrlo korisno za mnoge primjene, serijsko povezivanje stvarnih generatora podrazumijeva a povećani električni otpor kruga, pa će se stoga veća količina energije rasipati u obliku topline kroz efekt džula.
Vidi i ti: Brzina električne struje
Ne zaustavljaj se sada... Ima još toga nakon oglašavanja;)
Važne formule
Prema karakterističnoj jednadžbi generatora, elektromotorna sila (ε) predstavlja svu energiju koju generator može proizvesti. Međutim, dio te energije raspršuje se (r.i) vlastitim unutarnjim otporom generatora. Na taj se način energija koju napaja krug daje pomoću korisni napon (U):
Uu - Korisni napon (V)
ε - elektromotorna sila (V)
rja - unutarnji otpor (Ω)
ja - električna struja (A)
Kada generatore povežemo u seriju, mi samo dodamo njihove elektromotorne sile kao i potencijale raspršene njihovim unutarnjim otporima. Čineći ovo, pronalazimo pouillet-ov zakon. Prema ovom zakonu, intenzitet električne struje proizvedene udruženjem n generatora može se izračunati na temelju sljedećeg izraza:
Σε - Zbroj elektromotornih sila (V)
Σrja —Zbroj unutarnjih otpora generatora (Ω)
jaT - ukupna struja kruga (A)
Analizirajući prethodni izraz, možemo vidjeti da nam on omogućuje izračunavanje električne struje koja nastaje u krugu. Da bi to učinila, ona govori zbroj elektromotornih sila podijeljen sa zbrojem unutarnjih otpora. Međutim, prikazani zakon primjenjuje se samo na udruživanje generatora u nizu, ako postoje otpornici vanjski na povezivanje generatora. Električna struja kruga može se izračunati pomoću sljedeće formule:
Rekv - ekvivalentni otpor kruga (Ω)
Primjer ove situacije prikazan je na sljedećoj slici. U njemu imamo dva generatora (baterije) spojene u seriju koji su povezani s dva električna otpora (svjetiljke), također spojene u seriju.
Na slici imamo dva generatora spojena u seriju spojena na dvije svjetiljke, također u nizu.
Sažetak
Pri serijskom povezivanju generatora svi generatori povezani su na istu granu (žicu).
U ovoj vrsti udruživanja, sve generatore prelazi ista električna struja.
Kad su povezani u seriji, elektromotorna sila udruživanja generatora daje se zbrojem pojedinačnih elektromotornih sila.
Ekvivalentni otpor udruživanja generatora u nizu dan je zbrojem pojedinačnih otpora.
U serijskom povezivanju povećava se elektromotorna sila koja se dovodi u krug. Međutim, povećava se i količina energije koja se rasipa efektom Joule.
U nastavku pogledajte nekoliko riješenih vježbi o povezivanju generatora i razumijejte više o toj temi.
Pogledajte i:Trikovi iz fizikalnih formula
riješene vježbe
Pitanje 1) Dva stvarna generatora, kao što je prikazano na sljedećoj slici, s elektromotornim silama jednakim 10 V i 6 V, odnosno unutarnji otpori od po 1 Ω povezani su u seriju i povezani na otpornik od 10 Ω. Izračunajte električnu struju koja prolazi kroz ovaj otpornik.
a) 12,5 A
b) 2,50 A
c) 1,33 A
d) 2,67 A
e) 3,45 A
Predložak: Slovo C
Rješenje:
Izračunajmo ukupnu električnu struju u krugu. Za to ćemo upotrijebiti Pouillet-ov zakon za generatore spojene u seriju:
U izvršenom izračunu dodali smo elektromotorne sile koje stvara svaki od generatora (10 V i 6 V) i podijelili ovo vrijednost modula ekvivalentnog otpora kruga (10 Ω) sa zbrojem unutarnjih otpora (1 Ω) generatori. Dakle, nalazimo električnu struju od 1,33 A.
Pitanje 2) Tri identična generatora, od po 15 V i 0,5 unutarnjeg otpora, povezani su serijski na set od 3 otpornika po 30 Ω, međusobno paralelno spojenih. Odredite jačinu električne struje koja nastaje u krugu.
a) 2,8 A
b) 3,9 A
c) 1,7 A
d) 6,1 A
e) 4,6 A
Predložak: Slovo B
Razlučivost:
Da bi se riješila ova vježba, potrebno je prvo odrediti modul ekvivalentnog otpora tri vanjska otpora. Kako su ova tri otpornika od 30 Ω paralelno spojena, ekvivalentni otpor ove veze bit će 10 Ω:
Kada se to učini, možemo prijeći na sljedeći korak, u kojem zbrajamo električne potencijale svakog generatora i rezultat dijelimo zbrojem ekvivalentnog i unutarnjeg otpora:
Kada primijenimo vrijednosti iz Pouilleovog zakona, nalazimo električnu struju s intenzitetom jednakim 3,9 A. Stoga je ispravna alternativa slovo B.
Pitanje 3) Dvije identične baterije od 1,5 V svaka i unutarnji otpor od 0,1 Ω serijski su povezane sa žaruljom otpora jednakom 10,0 Ω. Električna struja koja prolazi kroz svjetiljku i električni napon između njezinih stezaljki jednaki su:
a) 0,350 A i 2,50 V
b) 0,436 A i 4,36 V
c) 0,450 A i 4,50 V
d) 0,300 A i 5,0 V
e) 0,125 A i 1,25 V
Predložak: Slovo B
Rješenje:
Putem Pouillet-ovog zakona možemo pronaći modul električne struje koja prolazi kroz svjetiljku, promatrajmo:
Izračunat nam omogućuje da utvrdimo da je električna struja koja prolazi kroz svjetiljku 0,436 A i da je električni potencijal između njezinih stezaljki 4,36 V. Rezultat je u skladu s energetskom bilancom vježbe, jer zajedno tri baterije mogu isporučiti najviše 4,5 V.
Ja, Rafael Helerbrock
