Ֆիզիկայի մեջ ուսումնասիրվում է զուգահեռ և շարքային կապի թեման, և դա կարող է լինել ոչ միայն հաղորդիչներ, այլ նաև կոնդենսատորներ։ Այստեղ կարևոր է չշփոթել, թե ինչպես է դրանցից յուրաքանչյուրը երևում գծապատկերում: Եվ միայն դրանից հետո կիրառեք կոնկրետ բանաձեւեր: Ի դեպ, դրանք պետք է անգիր հիշել։
Ինչպե՞ս տարբերել այս երկու միացությունները:
Ուշադիր նայեք գծապատկերին: Եթե լարերը ներկայացված են որպես ճանապարհ, ապա դրա վրա գտնվող մեքենաները կխաղան ռեզիստորների դերը։ Ուղիղ ճանապարհով, առանց պատառաքաղների, մեքենաները գնում են մեկը մյուսի հետևից՝ շղթայված։ Հաղորդավարների սերիական կապը նույնպես նույն տեսքն ունի: Ճանապարհն այս դեպքում կարող է ունենալ անսահմանափակ թվով շրջադարձեր, բայց ոչ մեկ խաչմերուկ։ Անկախ նրանից, թե ինչպես է շարժվել ճանապարհը (լարերը), մեքենաները (ռեզիստորները) միշտ տեղակայվելու են մեկը մյուսի հետևից՝ մեկ շղթայի մեջ։
Բոլորովին այլ խնդիր է, եթե դիտարկվի զուգահեռ կապ: Այնուհետև ռեզիստորները կարելի է համեմատել մարզիկների հետ սկզբում: Նրանք ենյուրաքանչյուրը կանգնած է իր ուղու վրա, բայց նրանք ունեն շարժման նույն ուղղությունը, և վերջնագիծը նույն տեղում է: Նմանապես, ռեզիստորները, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի իր սեփական մետաղալարը, բայց դրանք բոլորը միացված են ինչ-որ պահի:
Բանաձևեր ընթացիկ ուժի համար
Միշտ քննարկվում է «Էլեկտրաէներգիա» թեմայում։ Զուգահեռ և սերիական միացումները տարբեր կերպ են ազդում ռեզիստորների հոսանքի քանակի վրա: Նրանց համար ձևակերպումներ են ստացվում, որոնք կարելի է հիշել: Բայց բավական է միայն հիշել դրանց մեջ ներդրված իմաստը։
Այսպիսով, հաղորդիչների սերիական միացման հոսանքը միշտ նույնն է: Այսինքն՝ նրանցից յուրաքանչյուրում ընթացիկ ուժի արժեքը տարբեր չէ։ Դուք կարող եք անալոգիա նկարել, եթե համեմատեք մետաղալարը խողովակի հետ: Նրանում ջուրը միշտ նույն կերպ է հոսում։ Եվ նրա ճանապարհին բոլոր խոչընդոտները կվերացվեն նույն ուժով: Նույնը հոսանքի դեպքում: Հետևաբար, ռեզիստորների շարքային միացում ունեցող շղթայում ընդհանուր հոսանքի բանաձևն այսպիսին է թվում՝
I gen=I 1=I 2
Այստեղ I տառը նշանակում է հոսանքի ուժգնությունը։ Սա սովորական նշում է, այնպես որ դուք պետք է հիշեք այն:
Զուգահեռ միացման հոսանքն այլևս հաստատուն արժեք չի լինի: Խողովակի հետ նույն անալոգիայով, ստացվում է, որ ջուրը կբաժանվի երկու հոսքի, եթե հիմնական խողովակն ունի ճյուղ։ Նույն երեւույթը նկատվում է հոսանքի դեպքում, երբ նրա ճանապարհին հայտնվում է լարերի ճյուղավորում։ Ընդհանուր հոսանքի ուժի բանաձևը, երբ հաղորդիչները զուգահեռ միացված են՝
I gen=I 1 + I 2
Եթե ճյուղավորումը կազմված է լարերից, որոնքերկուսից ավելի, ապա վերը նշված բանաձևում նույն թվով ավելի շատ անդամներ կլինեն:
Սթրեսի բանաձևեր
Երբ դիտարկվում է մի շղթա, որտեղ հաղորդիչները միացված են հաջորդաբար, ամբողջ հատվածում լարումը որոշվում է այս արժեքների գումարով յուրաքանչյուր կոնկրետ դիմադրության վրա: Դուք կարող եք համեմատել այս իրավիճակը ափսեների հետ: Մեկ մարդու համար հեշտ կլինի նրանցից մեկին պահել, երկրորդին էլ մոտակայքում, բայց դժվարությամբ։ Մեկ մարդ այլեւս չի կարողանա երեք ափսե իրար կողք պահել, երկրորդի օգնությունը կպահանջվի։ և այլն: Մարդկանց ջանքերն ավելանում են։
Հաղորդավարների միացմամբ շղթայի ընդհանուր լարման բանաձևը հետևյալն է.
U gen=U 1 + U 2, որտեղ U-ն ընդունված նշանակումն է էլեկտրական լարման համար։
Մեկ այլ իրավիճակ է առաջանում, եթե դիտարկվում է ռեզիստորների զուգահեռ միացում: Երբ ափսեները դրվում են միմյանց վրա, դրանք դեռ կարող են պահել մեկ անձի կողմից: Այսպիսով, դուք ոչինչ ավելացնելու կարիք չունեք: Նույն անալոգիան նկատվում է, երբ հաղորդիչները զուգահեռ միացված են: Նրանցից յուրաքանչյուրի լարումը նույնն է և հավասար է լարմանը, որը միանգամից բոլորի վրա է: Ընդհանուր լարման բանաձևն է՝
U gen=U 1=U 2
Էլեկտրական դիմադրության բանաձևեր
Դուք այլևս չեք կարող դրանք անգիր անել, բայց իմանալ Օհմի օրենքի բանաձևը և դրանից բխել ցանկալիը: Այս օրենքից բխում է, որլարումը հավասար է հոսանքի և դիմադրության արտադրյալին: Այսինքն՝ U=IR, որտեղ R-ն դիմադրությունն է։
Այնուհետև բանաձևը, որի հետ դուք պետք է աշխատեք, կախված է նրանից, թե ինչպես են միացված հաղորդիչները.
- շարքում, այնպես որ ձեզ անհրաժեշտ է հավասարություն լարման համար - IgenRtotal=I1R1 + I2R2;
- զուգահեռաբար անհրաժեշտ է օգտագործել ընթացիկ ուժի բանաձևը - Utotal / Rtotal=U 1/ R1 + U2 / R2 .
Հաջորդում են պարզ փոխակերպումներ, որոնց հիմքում ընկած է այն փաստը, որ առաջին հավասարության դեպքում բոլոր հոսանքները նույն արժեքն ունեն, իսկ երկրորդում՝ լարումները հավասար են։ Այսպիսով, դրանք կարող են կրճատվել: Այսինքն՝ ստացվում են հետևյալ արտահայտությունները՝
- R gen=R 1 + R 2 (հաղորդիչների սերիայի միացման համար)
- 1 / R գեն=1 / R 1 + 1 / R 2(երբ միացված է զուգահեռ):
Երբ ցանցին միացված ռեզիստորների թիվը մեծանում է, այս արտահայտությունների տերմինների թիվը փոխվում է:
Հարկ է նշել, որ հաղորդիչների զուգահեռ և սերիական միացումն այլ ազդեցություն ունի ընդհանուր դիմադրության վրա։ Նրանցից առաջինը նվազեցնում է շղթայի հատվածի դիմադրությունը: Ավելին, պարզվում է, որ այն ավելի քիչ է, քան օգտագործված ռեզիստորներից ամենափոքրը։ Երբ միացված է շարքով, ամեն ինչ տրամաբանական է. արժեքները գումարվում են, ուստի ընդհանուր թիվը միշտ կլինի ամենամեծը:
Աշխատանքի ընթացիկ
Նախորդ երեք մեծությունները կազմում են շղթայում հաղորդիչների զուգահեռ միացման և շարքային դասավորության օրենքները: Ուստի հրամայական է իմանալ դրանք։ Աշխատանքի և ուժի մասին, պարզապես անհրաժեշտ է հիշել հիմնական բանաձևը. Այն գրված է հետևյալ կերպ.
Սերիական միացումով ընդհանուր աշխատանքը որոշելու համար անհրաժեշտ է փոխարինել լարումը սկզբնական արտահայտությամբ: Դուք ստանում եք հավասարություն՝ A \u003d I(U 1 + U 2)t, բացելով փակագծերը, որոնցում պարզվում է, որ ամբողջ հատվածի վրա աշխատանքը հավասար է դրանց քանակին յուրաքանչյուր կոնկրետ ընթացիկ սպառողի համար:
Պատճառաբանությունն ընթանում է նույն կերպ, եթե դիտարկվում է զուգահեռ կապի սխեման: Ենթադրվում է, որ փոխարինվի միայն ընթացիկ ուժը: Բայց արդյունքը կլինի նույնը. A=A 1 + A 2.
Ընթացիկ հզորություն
Շղթայի հատվածի հզորության (նշում «P») բանաձևը հանելիս կրկին պետք է օգտագործեք մեկ բանաձև՝ P \u003d UI: Նման պատճառաբանությունից հետո պարզվում է, որ զուգահեռ և սերիական կապեր են. նկարագրված է հզորության այսպիսի բանաձևով՝ P \u003d P1 + P 2.
Այսինքն՝ անկախ նրանից, թե ինչպես են սխեմաները կազմված, ընդհանուր հզորությունը լինելու է աշխատանքի մեջ ներգրավվածների հանրագումարը։ Սա բացատրում է այն փաստը, որ անհնար է միաժամանակ բազմաթիվ հզոր սարքեր ներառել բնակարանային ցանցում։ Նա պարզապես չի կարող տանել բեռը:
Ինչպե՞ս է հաղորդիչների միացումն ազդում ամանորյա ծաղկեպսակի վերանորոգման վրա
Լամպերից մեկի այրվելուց անմիջապես հետո պարզ է դառնում, թե ինչպես են դրանք միացվել։ ժամըսերիական միացում, դրանցից ոչ մեկը չի լուսավորվի։ Դա պայմանավորված է այն հանգամանքով, որ անօգտագործելի դարձած լամպը շղթայում ընդմիջում է ստեղծում: Հետևաբար, դուք պետք է ամեն ինչ ստուգեք՝ որոշելու համար, թե որն է այրվել, փոխարինեք այն, և ծաղկեպսակը կսկսի գործել:
Եթե այն օգտագործում է զուգահեռ կապ, ապա այն չի դադարում աշխատել, եթե լամպերից մեկը խափանվի: Ի վերջո, շղթան ամբողջությամբ չի կոտրվի, այլ միայն մեկ զուգահեռ մաս: Նման ծաղկեպսակը վերանորոգելու համար հարկավոր չէ ստուգել շղթայի բոլոր տարրերը, այլ միայն նրանց, որոնք չեն փայլում:
Ի՞նչ կպատահի շղթայի հետ, եթե ռեզիստորների փոխարեն ներառվեն կոնդենսատորներ:
Երբ դրանք սերիական միացված են, նկատվում է հետևյալ իրավիճակը՝ հոսանքի աղբյուրի պլյուսներից լիցքերը գալիս են միայն ծայրահեղ կոնդենսատորների արտաքին թիթեղներին։ Նրանք, ովքեր արանքում են, պարզապես փոխանցում են այդ լիցքը շղթայի երկայնքով: Դրանով է բացատրվում այն փաստը, որ բոլոր թիթեղների վրա հայտնվում են նույն լիցքերը, բայց տարբեր նշաններով։ Հետևաբար, հաջորդաբար միացված յուրաքանչյուր կոնդենսատորի էլեկտրական լիցքը կարելի է գրել հետևյալ կերպ՝
q գեն =q 1=q 2.
Յուրաքանչյուր կոնդենսատորի լարումը որոշելու համար անհրաժեշտ է իմանալ բանաձևը. U=q / C: Դրանում C-ը կոնդենսատորի հզորությունն է:
Ընդհանուր լարումը հետևում է նույն օրենքին, ինչ ռեզիստորները: Հետևաբար, հզորության բանաձևում լարումը փոխարինելով գումարով, մենք ստանում ենք, որ սարքերի ընդհանուր հզորությունը պետք է հաշվարկվի բանաձևով.
C=q / (U 1 + U2).
Դուք կարող եք պարզեցնել այս բանաձևը՝ շրջելով ֆրակցիաները և փոխարինելով լարման և լիցքավորման հարաբերակցությունը հզորությամբ: Ստացվում է հետևյալ հավասարությունը՝ 1 / С=1 / С 1 + 1 / С 2.
Իրավիճակը մի փոքր այլ է թվում, երբ կոնդենսատորները միացված են զուգահեռ: Այնուհետև ընդհանուր լիցքը որոշվում է բոլոր լիցքերի գումարով, որոնք կուտակվում են բոլոր սարքերի թիթեղների վրա: Իսկ լարման արժեքը դեռ որոշվում է ընդհանուր օրենքներով։ Հետևաբար, զուգահեռ միացված կոնդենսատորների ընդհանուր հզորության բանաձևը հետևյալն է՝
С=(q 1 + q 2) / U.
Այսինքն՝ այս արժեքը համարվում է կապի մեջ օգտագործվող սարքերից յուրաքանչյուրի գումարը՝
S=S 1 + S 2.
Ինչպե՞ս որոշել հաղորդիչների կամայական միացման ընդհանուր դիմադրությունը:
Այսինքն՝ մեկը, որտեղ հաջորդական հատվածները փոխարինում են զուգահեռ հատվածներին և հակառակը։ Նրանց համար նկարագրված բոլոր օրենքները դեռ գործում են։ Միայն դուք պետք է դրանք կիրառեք փուլերով:
Նախ, ենթադրվում է, որ այն մտավոր ընդլայնում է սխեման: Եթե դժվար է պատկերացնել, ապա պետք է նկարել, թե ինչ է տեղի ունենում։ Բացատրությունն ավելի պարզ կդառնա, եթե այն դիտարկենք կոնկրետ օրինակով (տես նկարը):
Հարմար է սկսել նկարել B և C կետերից: Դրանք պետք է տեղադրվեն միմյանցից որոշ հեռավորության վրա և թերթի եզրերից: Ձախ կողմում մեկ լարը մոտենում է B կետին, իսկ երկուսն արդեն ուղղված են դեպի աջ: B կետը, մյուս կողմից, ունի երկու ճյուղ ձախ կողմում և մեկ մետաղալար դրանից հետո:
Այժմ դուք պետք է լրացնեք դրանց միջև եղած տարածությունըկետեր. Վերին մետաղալարի երկայնքով պետք է տեղադրվեն 2, 3 և 4 գործակիցներով երեք ռեզիստորներ, իսկ ներքևից կգնա 5 ինդեքս ունեցողը, առաջին երեքը միացված են հաջորդաբար։ Հինգերորդ դիմադրությամբ դրանք զուգահեռ են։
Մնացած երկու ռեզիստորները (առաջինն ու վեցերորդը) հաջորդաբար միացված են BV-ի դիտարկվող հատվածին: Հետևաբար, նկարը պարզապես կարող է համալրվել երկու ուղղանկյուններով ընտրված կետերի երկու կողմերում: Մնում է կիրառել դիմադրությունը հաշվարկելու բանաձևերը՝
- առաջինը, որը տրված է սերիական կապի համար;
- ապա զուգահեռի համար;
- և կրկին անընդմեջ:
Այս կերպ դուք կարող եք կիրառել ցանկացած, նույնիսկ շատ բարդ սխեմա:
Հաղորդավարների սերիական միացման խնդիրը
Վիճակ. Երկու լամպեր և ռեզիստորը միացված են շղթայի մեջ մեկը մյուսի հետևում: Ընդհանուր լարումը 110 Վ է, իսկ հոսանքը՝ 12 Ա։ Որքա՞ն է ռեզիստորի արժեքը, եթե յուրաքանչյուր լամպ գնահատված է 40 Վ։
Որոշում. Քանի որ դիտարկվում է սերիական միացում, դրա օրենքների բանաձևերը հայտնի են։ Պարզապես պետք է դրանք ճիշտ կիրառել։ Սկսեք պարզելով դիմադրության լարման արժեքը: Դա անելու համար անհրաժեշտ է ընդհանուրից երկու անգամ պակասեցնել մեկ լամպի լարումը: Ստացվում է 30 V.
Այժմ, երբ հայտնի են երկու մեծություններ՝ U և I (դրանցից երկրորդը տրված է պայմանով, քանի որ ընդհանուր հոսանքը հավասար է յուրաքանչյուր սերիայի սպառողի հոսանքի), մենք կարող ենք հաշվել ռեզիստորի դիմադրությունը՝ օգտագործելով. Օհմի օրենքը. Ստացվում է 2,5 ohms:
Պատասխան. Ռեզիստորի դիմադրությունը 2,5 ohms է:
Առաջադրանքկոնդենսատորների, զուգահեռ և շարքի միացման համար
Վիճակ. Կան երեք կոնդենսատորներ 20, 25 և 30 միկրոֆարադ հզորությամբ: Որոշեք դրանց ընդհանուր հզորությունը, երբ միացված են սերիական և զուգահեռ:
Որոշում. Ավելի հեշտ է սկսել զուգահեռ կապով: Այս իրավիճակում բոլոր երեք արժեքները պարզապես պետք է ավելացվեն: Այսպիսով, ընդհանուր հզորությունը 75 uF է:
Հաշվարկները որոշ չափով ավելի բարդ կլինեն, երբ այս կոնդենսատորները միացված են շարքով: Ի վերջո, նախ պետք է գտնել այս կարողություններից յուրաքանչյուրի միասնության հարաբերակցությունը, ապա դրանք ավելացնել միմյանց: Ստացվում է, որ ընդհանուր հզորության վրա բաժանված ագրեգատը 37/300 է։ Այնուհետև ցանկալի արժեքը մոտավորապես 8 միկրոֆարադ է:
Պատասխան. Սերիայի միացման ընդհանուր հզորությունը 8 uF է, զուգահեռաբար՝ 75 uF։
