THE združenje električni generatorji se sprašuje, kako so te naprave povezane z a električni tokokrog. Glede na potrebe je mogoče generatorje povezati zaporedno ali vzporedno. Ob Združenjevserijski generatorji, seštej elektromotorne sile posamezni generatorji, pa tudi njihovi električni upori notranji, v primeru, da so ti generatorji resnični.
Preberite tudi: 5 stvari, ki bi jih morali vedeti o elektriki
Koncept
Povezava generatorjev v seriji zagotavlja, da lahko nudimo a večja elektromotorna sila kot le generator lahko ponudi električni tokokrog. Na primer: če vezje deluje pod električno napetostjo 4,5 V in imamo samo 1,5 V baterije, jih je mogoče povezati zaporedno, tako da na to vezje uporabimo potencial 4,5 V.
Preprost in didaktičen primer povezave generatorjev v serijo je poskus z limonsko baterijo. V tej zaporedno povežemo več limon, tako da je električni potencial, ki ga proizvajajo plodovi, dovolj velik, da lahko prižgemo majhno žarnico.
Ko se limone seznanijo v seriji, lahko zažgemo svetilko.
V združenju generatorjev v seriji so vsi generatorji priključen na isti veji vezja, in iz tega razloga bodo vsi prečkal isti električni tok. THE elektromotorna sila skupna vrednost vezja je določena z vsoto elektromotornih sil vsakega generatorja.
Čeprav je serijsko povezovanje resničnih generatorjev zelo koristno za številne aplikacije, pomeni a povečana električna upornost vezja, zato se bo večja količina energije odvajala v obliki toplote skozi džulov učinek.
Glej tudi: Hitrost električnega toka
Pomembne formule
Glede na značilno enačbo generatorjev elektromotorna sila (ε) predstavlja vso energijo, ki jo generator lahko proizvede. Vendar pa del te energije razprši (r.i) lastni notranji upor generatorja. Na ta način se energija, ki jo dovaja vezje, daje z uporabna napetost (U):
Uu - Uporabna napetost (V)
ε - elektromotorna sila (V)
rjaz - notranji upor (Ω)
jaz - električni tok (A)
Ko generatorje priključimo zaporedno, dodamo le njihove elektromotorne sile in potenciale, ki jih razprši njihov notranji upor. S tem najdemo zakon o prahu. Po tem zakonu lahko jakost električnega toka, ki ga proizvaja združba n generatorjev, izračunamo na podlagi naslednjega izraza:
Σε - vsota elektromotornih sil (V)
Σrjaz —Vsota notranjih uporov generatorjev (Ω)
jazT - skupni tok tokokroga (A)
Z analizo prejšnjega izraza lahko vidimo, da nam omogoča izračun električnega toka, ki nastane v vezju. Da bi to storila, pove vsota elektromotornih sil, deljena z vsoto notranjih uporov. Prikazani zakon pa se uporablja za povezavo generatorjev v seriji le, če obstajajo upori zunaj povezave generatorjev. Električni tok vezja lahko izračunamo po naslednji formuli:
Rekv - enakovredna upornost vezja (Ω)
Primer tega je prikazan na naslednji sliki. V njem imamo dva zaporedno povezana generatorja (baterije), ki sta povezana z dvema zaporedno povezanima električnima uporoma (svetilkama).
Na sliki imamo dva zaporedno povezana generatorja, povezana z dvema svetilkama, ki sta tudi zaporedno povezana.
Povzetek
Pri serijskem povezovanju generatorjev so vsi generatorji povezani na isto vejo (žico).
Pri tej vrsti asociacije prehaja vse generatorje isti električni tok.
Pri zaporednem povezovanju je elektromotorna sila povezave generatorjev podana vsoti posameznih elektromotornih sil.
Enakovredna odpornost povezave generatorjev v seriji je podana vsoti posameznih uporov.
V zaporedju se povečuje elektromotorna sila, ki se dovaja v vezje. Poveča pa se tudi količina energije, ki jo odvede Joulov učinek.
Spodaj si oglejte nekaj rešenih vaj o povezovanju generatorjev v nadaljevanju in razumejte več o tej temi.
Glej tudi:Triki s fizikalnimi formulami
rešene vaje
Vprašanje 1) Dva resnična generatorja, kot je prikazano na naslednji sliki, z elektromotornimi silami 10 V in 6 V, in notranji upori po 1 Ω so povezani zaporedno in povezani z uporom 10 Ω. Izračunajte električni tok, ki prehaja skozi ta upor.
a) 12,5 A
b) 2,50 A
c) 1,33 A
d) 2,67 A
e) 3,45 A
Predloga: Črka C
Resolucija:
Izračunajmo skupni električni tok v vezju. Za to bomo uporabili Pouilletov zakon za generatorje, ki so povezani zaporedno:
Pri opravljenem izračunu smo dodali elektromotorne sile, ki jih proizvaja vsak od generatorjev (10 V in 6 V), in to razdelili vrednost po modulu enakovredne upornosti tokokroga (10 Ω) z vsoto notranjih uporov (1 Ω) generatorji. Tako najdemo električni tok 1,33 A.
Vprašanje 2) Trije enaki generatorji s po 15 V in 0,5 notranjega notranjega upora so zaporedno priključeni na sklop 3 uporov po 30 Ω, ki so vzporedno povezani. Določite jakost električnega toka, ki nastane v vezju.
a) 2,8 A
b) 3,9 A
c) 1,7 A
d) 6,1 A
e) 4,6 A
Predloga: Črka B
Resolucija:
Za rešitev te vaje je treba najprej določiti modul enakovrednega upora treh zunanjih uporov. Ker so ti trije 30 Ω upori povezani vzporedno, bo ekvivalentna upornost te povezave 10 Ω:
Ko je to končano, lahko preidemo na naslednji korak, v katerem dodamo električne potenciale vsakega generatorja in rezultat delimo z vsoto ekvivalenta in notranjega upora:
Ko uporabimo vrednosti iz Pouilletovega zakona, najdemo električni tok z jakostjo 3,9 A. Zato je pravilna alternativa črka B.
Vprašanje 3) Dve enaki bateriji po 1,5 V in notranji upor 0,1 Ω sta serijsko povezani z uporno svetilko 10,0 Ω. Električni tok, ki prehaja skozi svetilko, in električna napetost med priključki sta enaka:
a) 0,350 A in 2,50 V
b) 0,436 A in 4,36 V
c) 0,450 A in 4,50 V
d) 0,300 A in 5,0 V
e) 0,125 A in 1,25 V
Predloga: Črka B
Resolucija:
Skozi Pouilletov zakon lahko najdemo modul električnega toka, ki gre skozi žarnico, upoštevajte:
Izvedeni izračun nam omogoča, da ugotovimo, da je električni tok, ki prehaja skozi žarnico, 0,436 A in da je električni potencial med njenimi terminali 4,36 V. Rezultat je skladen z energijsko bilanco vaje, saj lahko tri baterije skupaj oddajo največ 4,5 V.
Jaz, Rafael Helerbrock
Vir: Brazilska šola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/geradores-serie.htm