DE förening av elektriska generatorer gäller hur dessa enheter är anslutna till en elektrisk krets. Beroende på behovet är det möjligt att koppla generatorerna i serie eller parallellt. På Föreningiseriegeneratorer, lägg upp elektromotoriska krafter enskilda generatorer, liksom deras elektriska motstånd internt, om dessa generatorer är verkliga.
Läs också: 5 saker du borde veta om el
Begrepp
Föreningen av generatorer i serier ser till att vi kan tillhandahålla en större elektromotorisk kraft än bara en generator skulle kunna erbjuda en elektrisk krets. Till exempel: om en krets arbetar under en elektrisk spänning på 4,5 V, och vi bara har 1,5 V-batterier, är det möjligt att ansluta dem i serie så att vi tillämpar en potential på 4,5 V på denna krets.
Ett enkelt och didaktiskt exempel som involverar sammanslutningen av generatorer i serie är citron batteri experiment. I den här kopplar vi flera citroner i serie så att den elektriska potentialen som produceras av frukterna är tillräckligt stor för att tända en liten glödlampa.
När de är parade i serie kan citroner användas för att tända en lampa.
I sammanslutningen av generatorer i serie är alla generatorer ansluten på samma gren av kretsen, och av den anledningen kommer alla att vara det korsas av samma elektrisk ström. DE elektromotorisk kraft det totala som erbjuds kretsen bestäms av summan av elektromotoriska krafter hos var och en av generatorerna.
Trots att det är mycket användbart för många applikationer innebär det att ansluta verkliga generatorer i serie ökat elektriskt motstånd av kretsen, och därför kommer en större mängd energi att avledas i form av värme, genom joule-effekt.
Se också: Den elektriska strömens hastighet
Viktiga formler
Enligt generatorns karakteristiska ekvation representerar elektromotorisk kraft (ε) all energi som en generator kan producera. En del av denna energi försvinner dock (r.i) av generatorernas eget interna motstånd. På detta sätt ges energin som tillförs av kretsen av användbar spänning (U):
Uu - Användbar spänning (V)
ε - elektromotorisk kraft (V)
ri - internt motstånd (Ω)
i - elektrisk ström (A)
När vi kopplar generatorer i serie lägger vi bara till deras elektromotoriska krafter liksom potentialerna som försvinner av deras interna motstånd. Genom att göra detta hittar vi pouillets lag. Enligt denna lag kan intensiteten av den elektriska strömmen som produceras av en sammanslutning av n generatorer beräknas utifrån följande uttryck:
Σε - Summan av elektromotoriska krafter (V)
Σri —Summan av generatorns interna motstånd (Ω)
iT - total kretsström (A)
När vi analyserar det tidigare uttrycket kan vi se att det gör att vi kan beräkna den elektriska strömmen som bildas i kretsen. För att göra det berättar hon om summan av elektromotoriska krafter dividerat med summan av inre motstånd. Den visade lagen tillämpas dock endast på sammanslutningen av generatorer i serie, om det finns motstånd utanför föreningen. Kretsens elektriska ström kan beräknas med följande formel:
Rekv - Motsvarande kretsmotstånd (Ω)
Ett exempel på denna situation visas i följande bild. I den har vi två generatorer (batterier) anslutna i serie som är anslutna till två elektriska motstånd (lampor), även seriekopplade.
I figuren har vi två generatorer kopplade i serie kopplade till två lampor, även seriekopplade.
Sammanfattning
När generatorer kopplas i serie är alla generatorer anslutna till samma gren (tråd).
I denna typ av koppling passeras alla generatorer av samma elektriska ström.
När den är kopplad i serie ges den elektromotoriska kraften från sammanslutningen av generatorer av summan av de enskilda elektromotoriska krafterna.
Motsvarande motstånd för sammanslutningen av generatorer i serie ges av summan av de individuella motstånden.
I seriekoppling ökar den elektromotoriska kraften som matas till kretsen. Men mängden energi som försvinner av Joule-effekten växer också.
Kolla in några lösta övningar om sammanslutningen av generatorer i serier nedan och förstå mer om ämnet.
Se också:Fysik formel knep
lösta övningar
Fråga 1) Två riktiga generatorer, som visas i följande bild, med elektromotoriska krafter lika med 10 V och 6 V, respektive inre motstånd på 1 Ω vardera, är associerade i serie och anslutna till ett motstånd av 10 Ω. Beräkna den elektriska strömmen som passerar genom detta motstånd.
a) 12,5 A
b) 2,50 A.
c) 1,33 A.
d) 2,67 A.
e) 3,45 A
Mall: Bokstaven C
Upplösning:
Låt oss beräkna den totala elektriska strömmen i kretsen. För detta kommer vi att använda Pouillets lag för seriekopplade generatorer:
I den beräkning som gjordes lade vi till de elektromotoriska krafterna som produceras av var och en av generatorerna (10 V och 6 V) och delade detta värde med modulen för ekvivalent motstånd hos kretsen (10 Ω) med summan av de interna motstånden (1 Ω) av generatorer. Således hittar vi en elektrisk ström på 1,33 A.
Fråga 2) Tre identiska generatorer, med 15 V vardera och 0,5 interna internt motstånd, är seriekopplade till en uppsättning med 3 motstånd på 30 Ω vardera, anslutna parallellt med varandra. Bestäm styrkan för den elektriska strömmen som bildas i kretsen.
a) 2,8 A
b) 3,9 A
c) 1,7 A
d) 6.1 A
e) 4.6 A
Mall: Bokstaven B
Upplösning:
För att lösa denna övning är det nödvändigt att först bestämma modulen för ekvivalent motstånd för de tre externa motstånden. Eftersom dessa tre 30 Ω motstånd är anslutna parallellt kommer motsvarande motstånd för denna anslutning att vara 10 Ω:
När detta är gjort kan vi gå vidare till nästa steg, där vi lägger till de elektriska potentialerna för varje generator och delar resultatet med summan av ekvivalent och internt motstånd:
När vi tillämpar värdena i Pouillets lag, hittar vi en elektrisk ström med en intensitet som är lika med 3,9 A. Därför är det rätta alternativet bokstaven B.
Fråga 3) Två identiska batterier på 1,5 V vardera och internt motstånd på 0,1 Ω är associerade i serie med en motståndslampa lika med 10,0 Ω. Den elektriska strömmen som passerar genom lampan och den elektriska spänningen mellan dess anslutningar är, respektive, lika med:
a) 0,350 A och 2,50 V
b) 0,436 A och 4,36 V
c) 0,450 A och 4,50 V
d) 0,300 A och 5,0 V
e) 0,125 A och 1,25 V
Mall: Bokstaven B
Upplösning:
Genom Pouillets lag kan vi hitta modulen för den elektriska strömmen som passerar genom lampan, observera:
Beräkningen gör det möjligt för oss att bestämma att den elektriska strömmen som passerar genom lampan är 0,436 A och att den elektriska potentialen mellan dess anslutningar är 4,36 V. Resultatet överensstämmer med träningens energibalans, eftersom de tre batterierna tillsammans kan leverera maximalt 4,5 V.
Av mig Rafael Helerbrock
Källa: Brazil School - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/geradores-serie.htm