В ассоциация электрические генераторы касается того, как эти устройства подключены к электрическая цепь. В зависимости от потребности генераторы можно подключить последовательно или параллельно. В Ассоциациявгенераторы серии, сложите электродвижущие силы отдельные генераторы, а также их электрические сопротивления внутренние, в том случае, если эти генераторы настоящие.
Читайте тоже: 5 вещей, которые вы должны знать об электричестве
Концепция
Последовательное соединение генераторов гарантирует, что мы можем обеспечить большая электродвижущая сила чем только генератор может предложить электрическую цепь. Например: если цепь работает при электрическом напряжении 4,5 В, а у нас есть только батареи на 1,5 В, их можно соединить последовательно, так что мы приложим к этой цепи потенциал 4,5 В.
Простым и поучительным примером последовательного объединения генераторов является лимонная батарея эксперимент. В этом мы последовательно соединяем несколько лимонов, чтобы электрический потенциал, создаваемый фруктами, был достаточно большим, чтобы включить небольшую лампочку.
При соединении последовательно лимоны можно использовать для зажигания лампы.
В объединении генераторов последовательно все генераторы подключены к той же ветви цепи, и по этой причине все будут пересекается тем же электрический ток. В электродвижущая сила Общее количество предлагаемых в цепи определяется суммой электродвижущих сил каждого из генераторов.
Несмотря на то, что это очень полезно для многих приложений, последовательное подключение реальных генераторов подразумевает повышенное электрическое сопротивление цепи, и, следовательно, большее количество энергии будет рассеиваться в виде тепла через эффект джоуля.
Смотри тоже: Скорость электрического тока
Не останавливайся сейчас... После рекламы есть еще кое-что;)
Важные формулы
Согласно характеристическому уравнению генераторов, электродвижущая сила (ε) представляет собой всю энергию, которую генератор может произвести. Однако часть этой энергии рассеивается (r.i) собственным внутренним сопротивлением генераторов. Таким образом, энергия, поставляемая цепью, определяется полезное напряжение (U):
Uты - Полезное напряжение (В)
ε - электродвижущая сила (В)
ря - внутреннее сопротивление (Ом)
я - электрический ток (А)
Когда мы соединяем генераторы последовательно, мы просто складываем их электродвижущие силы, а также потенциалы, рассеиваемые их внутренними сопротивлениями. Делая это, мы находим закон Пуийе. Согласно этому закону, сила электрического тока, производимого объединением n генераторов, может быть рассчитана на основе следующего выражения:
Σε - Сумма электродвижущих сил (В)
Σря - сумма внутренних сопротивлений генераторов (Ом)
яТ - полный ток цепи (А)
Анализируя предыдущее выражение, мы видим, что оно позволяет рассчитать электрический ток, который образуется в цепи. Для этого она связывает сумма электродвижущих сил, деленная на сумму внутренних сопротивлений. Однако показанный закон применяется только к последовательному соединению генераторов, если есть резисторы, внешние по отношению к объединению генераторов. Электрический ток в цепи можно рассчитать по следующей формуле:
рэкв - Сопротивление эквивалентной цепи (Ом)
Пример такой ситуации показан на следующем рисунке. В нем у нас есть два генератора (батареи), подключенные последовательно, которые подключены к двум электрическим сопротивлениям (лампам), также подключенным последовательно.
На рисунке у нас есть два генератора, соединенных последовательно с двумя лампами, также соединенными последовательно.
Резюме
При последовательном соединении генераторов все генераторы подключаются к одной ветви (проводу).
В этом типе объединения все генераторы проходят через один и тот же электрический ток.
При последовательном соединении электродвижущая сила ассоциации генераторов определяется суммой отдельных электродвижущих сил.
Эквивалентное сопротивление при соединении последовательно соединенных генераторов определяется суммой отдельных сопротивлений.
При последовательном соединении электродвижущая сила, подаваемая в цепь, увеличивается. Однако количество энергии, рассеиваемой эффектом Джоуля, также увеличивается.
Ознакомьтесь с некоторыми решенными упражнениями по объединению генераторов в серию ниже и поймите больше по теме.
Смотрите также:Уловки с физическими формулами
решенные упражнения
Вопрос 1) Два реальных генератора, как показано на следующем рисунке, с электродвижущими силами, равными 10 В и 6 В, соответственно, и внутренние сопротивления по 1 Ом каждое, соединены последовательно и подключены к резистору 10 Ω. Вычислите электрический ток, который проходит через этот резистор.
а) 12,5 А
б) 2,50 А
в) 1,33 А
г) 2,67 А
д) 3,45 А
Шаблон: Буква c
Разрешение:
Рассчитаем общий электрический ток в цепи. Для этого воспользуемся законом Пуйе для генераторов, включенных последовательно:
В сделанном расчете мы сложили электродвижущие силы, создаваемые каждым из генераторов (10 В и 6 В), и разделили это значение. значение по модулю эквивалентного сопротивления цепи (10 Ом) с суммой внутренних сопротивлений (1 Ом) генераторы. Таким образом, находим электрический ток 1,33 А.
Вопрос 2) Три идентичных генератора, каждый на 15 В и внутреннее сопротивление 0,5 интерна, последовательно подключены к набору из 3 резисторов по 30 Ом каждый, подключенных параллельно друг другу. Определите силу электрического тока, образовавшегося в цепи.
а) 2,8 А
б) 3,9 А
в) 1,7 А
г) 6,1 А
д) 4,6 А
Шаблон: Письмо B
разрешение:
Чтобы решить это упражнение, необходимо сначала определить модуль эквивалентного сопротивления трех внешних резисторов. Поскольку эти три резистора 30 Ом подключены параллельно, эквивалентное сопротивление этого соединения будет 10 Ом:
Как только это будет сделано, мы можем перейти к следующему шагу, на котором мы сложим электрические потенциалы каждого генератора и разделим результат на сумму эквивалентного и внутреннего сопротивления:
Когда мы применяем значения закона Пуйе, мы находим электрический ток с силой, равной 3,9 А. Следовательно, правильная альтернатива - буква Б.
Вопрос 3) Две одинаковые батареи на 1,5 В каждая и внутренним сопротивлением 0,1 Ом последовательно соединены с лампой с сопротивлением 10,0 Ом. Электрический ток, который проходит через лампу, и электрическое напряжение между ее выводами, соответственно, равны:
а) 0,350 А и 2,50 В
б) 0,436 А и 4,36 В
в) 0,450 А и 4,50 В
г) 0,300 А и 5,0 В
д) 0,125 А и 1,25 В
Шаблон: Письмо B
Разрешение:
Используя закон Пуйе, мы можем найти модуль электрического тока, который проходит через лампу, и наблюдаем:
Произведенный расчет позволяет определить, что электрический ток, который проходит через лампу, составляет 0,436 А, а электрический потенциал между ее выводами составляет 4,36 В. Результат соответствует энергетическому балансу упражнения, так как вместе три батареи могут выдавать максимум 4,5 В.
Автор: Рафаэль Хелерброк
