THE асоціація електрогенератори стосується того, як ці пристрої підключені до електричне коло. Залежно від потреби, можна об'єднати генератори послідовно або паралельно. В Асоціаціявгенератори серії, скласти електрорушійні сили окремі генератори, а також їх електричний опір внутрішні, у випадку, якщо ці генератори справжні.
Читайте також: 5 речей, які ви повинні знати про електроенергію
Концепція
Поєднання генераторів послідовно гарантує, що ми можемо забезпечити a більша електрорушійна сила ніж тільки генератор міг би запропонувати електричну схему. Наприклад: якщо ланцюг працює під електричною напругою 4,5 В, а у нас є лише батареї 1,5 В, їх можна підключити послідовно, щоб ми застосували до цієї схеми потенціал 4,5 В.
Простим і дидактичним прикладом, що включає об'єднання генераторів у серії, є експеримент з лимонною батареєю. У цьому ми з'єднуємо кілька лимонів послідовно, щоб електричний потенціал, який виробляють плоди, був достатньо великим, щоб увімкнути маленьку лампочку.
У спареному режимі лимони можна використовувати для запалення лампи.
У поєднанні генераторів послідовно всі генератори є підключені на одній гілці ланцюга, і з цієї причини всі будуть перетинається тим самим електричний струм. THE електрорушійна сила Сумарна пропонована ланцюгу визначається сумою електрорушійних сил кожного з генераторів.
Незважаючи на те, що дуже корисно для багатьох застосувань, послідовне підключення реальних генераторів передбачає a підвищений електричний опір ланцюга, і, отже, більша кількість енергії буде розсіюватися у вигляді тепла через ефект джоуля.
Дивіться теж: Швидкість електричного струму
Важливі формули
Відповідно до характерного рівняння генераторів, електрорушійна сила (ε) представляє всю енергію, яку може виробляти генератор. Однак частина цієї енергії розсіюється (r.i) за рахунок власного внутрішнього опору генераторів. Таким чином, енергія, яка подається ланцюгом, віддається корисна напруга (U):
Uu - Корисна напруга (В)
ε - електрорушійна сила (V)
рi - внутрішній опір (Ω)
i - електричний струм (А)
Коли ми підключаємо генератори послідовно, ми просто додаємо їх електрорушійні сили, а також потенціали, що розсіюються їх внутрішніми опорами. Роблячи це, ми знаходимо закон пуйе. Відповідно до цього закону, інтенсивність електричного струму, що виробляється асоціацією n генераторів, можна обчислити, виходячи з наступного виразу:
Σε - Сума електрорушійних сил (V)
Σрi —Сума внутрішніх опорів генераторів (Ω)
iТ - загальний струм ланцюга (А)
Аналізуючи попередній вираз, ми можемо побачити, що він дозволяє нам розрахувати електричний струм, який утворюється в ланцюзі. Для цього вона посилається на сума електрорушійних сил, поділена на суму внутрішніх опорів. Однак вказаний закон застосовується лише до об'єднання генераторів послідовно, якщо є резистори, зовнішні до об'єднання генераторів. Електричний струм ланцюга можна розрахувати за такою формулою:
Р.екв - Еквівалентний опір ланцюга (Ω)
Приклад такої ситуації наведено на наступному малюнку. У ньому ми маємо два генератори (батареї), з'єднані послідовно, які з'єднані з двома електричними опорами (лампами), також з'єднаними послідовно.
На малюнку ми маємо два генератори, пов'язані послідовно, підключені до двох ламп, також з'єднані послідовно.
Резюме
При послідовному об'єднанні генераторів всі генератори підключаються до однієї гілки (дроту).
При цьому типі об'єднання всі генератори проходять через однаковий електричний струм.
При послідовному підключенні електрорушійна сила об’єднання генераторів задається сумою окремих електрорушійних сил.
Еквівалентний опір асоціації генераторів послідовно задається сумою індивідуальних опорів.
При послідовному об'єднанні електрорушійна сила, що подається в ланцюг, збільшується. Однак кількість енергії, що розсіюється ефектом Джоуля, також збільшується.
Ознайомтеся з декількома розв’язаними вправами щодо асоціації генераторів у серії нижче та зрозумійте більше про цю тему.
Дивіться також:Фізичні прийоми формули
розв’язані вправи
Питання 1) Два реальних генератора, як показано на наступному малюнку, з електрорушійними силами, рівними 10 В і 6 В, відповідно, і внутрішні опори по 1 Ом кожен, послідовно пов'язані і з'єднані з резистором 10 Ω. Обчисліть електричний струм, який проходить через цей резистор.
а) 12,5 А
б) 2,50 А
в) 1,33 А
г) 2,67 А
д) 3,45 А
Шаблон: Літера С
Дозвіл:
Обчислимо загальний електричний струм в ланцюзі. Для цього ми використаємо закон Пуйє для генераторів, з'єднаних послідовно:
У проведеному розрахунку ми додали електрорушійні сили, що створюються кожним із генераторів (10 В і 6 В), і розділили значення за модулем еквівалентного опору ланцюга (10 Ом) із сумою внутрішніх опорів (1 Ом) генератори. Таким чином, ми знаходимо електричний струм 1,33 А.
Питання 2) Три однакові генератори, по 15 В кожен і 0,5 внутрішніх опорів внутрішнього опору, послідовно підключені до набору з 3 резисторів по 30 Ом кожен, з'єднаних паралельно один одному. Визначте силу електричного струму, що утворюється в ланцюзі.
а) 2,8 А
б) 3,9 А
в) 1,7 А
г) 6,1 А
д) 4,6 А
Шаблон: Літера Б
Дозвіл:
Для вирішення цієї вправи необхідно спочатку визначити модуль еквівалентного опору трьох зовнішніх резисторів. Оскільки ці три 30 Ом резистори підключені паралельно, еквівалентний опір цього з'єднання буде 10 Ом:
Після цього ми можемо перейти до наступного кроку, в якому додаємо електричні потенціали кожного генератора і ділимо результат на суму еквівалентного та внутрішнього опору:
Застосовуючи значення в законі Пуйе, ми знаходимо електричний струм з інтенсивністю, рівною 3,9 А. Тому правильною альтернативою є буква В.
Питання 3) Дві однакові батареї по 1,5 В кожна та внутрішній опір 0,1 Ом послідовно пов'язані з лампою опору, рівною 10,0 Ом. Електричний струм, який проходить через лампу, і електрична напруга між її клемами відповідно дорівнюють:
а) 0,350 А та 2,50 В
б) 0,436 А та 4,36 В
в) 0,450 А та 4,50 В
г) 0,300 А та 5,0 В
д) 0,125 А та 1,25 В
Шаблон: Літера Б
Дозвіл:
За законом Пуйе ми можемо знайти модуль електричного струму, який проходить через лампу, дотримуйтесь:
Проведений розрахунок дозволяє визначити, що електричний струм, який проходить через лампу, дорівнює 0,436 А, а електричний потенціал між її клемами - 4,36 В. Результат узгоджується з енергетичним балансом вправи, оскільки разом три батареї можуть подавати максимум 4,5 В.
Мені Рафаель Хелерброк
Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/geradores-serie.htm