DE forening av elektriske generatorer gjelder hvordan disse enhetene er koblet til en elektrisk krets. Avhengig av behovet er det mulig å knytte generatorene i serie eller parallelt. På assosiasjoniseriegeneratorer, legg sammen elektromotoriske krefter individuelle generatorer, så vel som deres elektriske motstander internt, i tilfelle at disse generatorene er ekte.
Les også: 5 ting du bør vite om elektrisitet
Konsept
Sammenslutningen av generatorer i serier sørger for at vi kan tilby en større elektromotorisk kraft enn bare en generator ville være i stand til å tilby en elektrisk krets. For eksempel: hvis en krets opererer under en elektrisk spenning på 4,5 V, og vi bare har 1,5 V batterier, er det mulig å koble dem i serie slik at vi bruker et potensial på 4,5 V på denne kretsen.
Et enkelt og didaktisk eksempel som involverer sammenslutningen av generatorer i serie er sitron batteri eksperiment. I denne kobler vi flere sitroner i serie slik at det elektriske potensialet produsert av fruktene er stort nok til å slå på en liten lyspære.
Når det er paret i serie, kan sitroner brukes til å tenne en lampe.
I sammenslutningen av generatorer i serie er alle generatorer koblet til samme gren av kretsen, og av den grunn vil alle være det krysset av det samme elektrisk strøm. DE elektromotorisk kraft totalt tilbudt kretsen bestemmes av summen av elektromotoriske krefter til hver av generatorene.
Til tross for at det er veldig nyttig for mange applikasjoner, innebærer det å koble ekte generatorer i serie økt elektrisk motstand av kretsen, og derfor vil en større mengde energi spres i form av varme gjennom joule-effekt.
Se også: Hastigheten til elektrisk strøm
Ikke stopp nå... Det er mer etter annonseringen;)
Viktige formler
I henhold til den karakteristiske ligningen til generatorer representerer elektromotorisk kraft (ε) all energien som en generator kan produsere. En del av denne energien blir imidlertid spredt (r.i) av generatorenes egen indre motstand. På denne måten blir energien som tilføres av kretsen gitt av nyttig spenning (U):
Uu - Nyttig spenning (V)
ε - elektromotorisk kraft (V)
rJeg - intern motstand (Ω)
Jeg - elektrisk strøm (A)
Når vi kobler generatorer i serie, legger vi bare til deres elektromotoriske krefter så vel som potensialene som blir spredt av deres interne motstand. Ved å gjøre dette, finner vi pouillets lov. I henhold til denne loven kan intensiteten til den elektriske strømmen som produseres av en sammenslutning av n generatorer beregnes ut fra følgende uttrykk:
Σε - Summen av elektromotoriske krefter (V)
ΣrJeg —Sum av generatorens interne motstand (Ω)
JegT - total kretsstrøm (A)
Når vi analyserer det forrige uttrykket, kan vi se at det lar oss beregne den elektriske strømmen som dannes i kretsen. For å gjøre det, forteller hun summen av elektromotoriske krefter delt på summen av interne motstander. Imidlertid er loven som vises kun brukt på foreningen av generatorer i serie, hvis det er motstander utenfor foreningen for generatorer. Den elektriske strømmen til kretsen kan beregnes ved hjelp av følgende formel:
Rekv - Ekvivalent kretsmotstand (Ω)
Et eksempel på denne situasjonen er vist i følgende figur. I den har vi to generatorer (batterier) koblet i serie som er koblet til to elektriske motstander (lamper), også seriekoblet.
På figuren har vi to generatorer assosiert i serie koblet til to lamper, også koblet i serie.
Sammendrag
Når du kobler generatorer i serie, er alle generatorer koblet til samme gren (ledning).
I denne typen tilknytning krysses alle generatorer av samme elektriske strøm.
Når den er koblet i serie, blir den elektromotoriske kraften til foreningen av generatorer gitt av summen av de individuelle elektromotoriske kreftene.
Tilsvarende motstand fra sammenslutningen av generatorer i serie er gitt av summen av de individuelle motstandene.
I seriekobling øker den elektromotoriske kraften som tilføres kretsen. Imidlertid øker også energimengden som ledes av Joule-effekten.
Sjekk ut noen løste øvelser om sammenslutningen av generatorer i seriene nedenfor og forstå mer om emnet.
Se også:Fysikk formel triks
løste øvelser
Spørsmål 1) To virkelige generatorer, som vist i følgende figur, med elektromotoriske krefter lik 10 V og 6 V, henholdsvis, og interne motstander på 1 Ω hver, er assosiert i serie og koblet til en motstand på 10 Ω. Beregn den elektriske strømmen som går gjennom denne motstanden.
a) 12,5 A
b) 2,50 A.
c) 1,33 A
d) 2,67 A
e) 3,45 A
Mal: Bokstav C
Vedtak:
La oss beregne den totale elektriske strømmen i kretsen. For dette vil vi bruke Pouillets lov for generatorer koblet i serie:
I beregningen som ble gjort, la vi til elektromotoriske krefter produsert av hver av generatorene (10 V og 6 V) og delte dette verdi av modulen til den ekvivalente motstanden til kretsen (10 Ω) med summen av de interne motstandene (1 Ω) til generatorer. Dermed finner vi en elektrisk strøm på 1,33 A.
Spørsmål 2) Tre identiske generatorer, på 15 V hver og 0,5 intern intern motstand, er seriekoblet til et sett med 3 motstander på 30 Ω hver, koblet parallelt til hverandre. Bestem styrken til den elektriske strømmen som dannes i kretsen.
a) 2,8 A
b) 3,9 A
c) 1,7 A
d) 6.1 A
e) 4.6 A
Mal: Bokstav B
Vedtak:
For å løse denne øvelsen er det nødvendig å først bestemme modulen til ekvivalent motstand av de tre eksterne motstandene. Da disse tre 30 Ω motstandene er koblet parallelt, vil den tilsvarende motstanden til denne forbindelsen være 10 Ω:
Når dette er gjort, kan vi gå videre til neste trinn, der vi legger til de elektriske potensialene til hver generator og deler resultatet med summen av ekvivalent og intern motstand:
Når vi bruker verdiene i Pouillets lov, finner vi en elektrisk strøm med en intensitet lik 3,9 A. Derfor er det riktige alternativet bokstaven B.
Spørsmål 3) To identiske batterier på 1,5 V hver og intern motstand på 0,1 Ω er assosiert i serie med en motstandslampe lik 10,0 Ω. Den elektriske strømmen som passerer gjennom lampen og den elektriske spenningen mellom terminalene er henholdsvis lik:
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
Mal: Bokstav B
Vedtak:
Gjennom Pouillets lov kan vi finne modulen til den elektriske strømmen som passerer gjennom lampen, observer:
Beregningen som gjøres, lar oss bestemme at den elektriske strømmen som passerer gjennom lampen er 0,436 A, og at det elektriske potensialet mellom terminalene er 4,36 V. Resultatet stemmer overens med energibalansen i øvelsen, da de tre batteriene til sammen kan levere maksimalt 4,5 V.
Av meg. Rafael Helerbrock
