محتوى:

المقاوم هو جهاز له قيمة مقاومة ثابتة ومستقرة. يتيح لك ذلك ضبط المعلمات في أي جزء من الدائرة الكهربائية. هناك أنواع مختلفة من التوصيلات، بما في ذلك التوصيلات المختلطة للمقاومات. يؤثر استخدام طريقة أو أخرى في دائرة معينة بشكل مباشر على انخفاض الجهد وتوزيع التيار في الدائرة. يتكون خيار الاتصال المختلط من اتصال تسلسلي ومتوازي للمقاومات النشطة. لذلك، عليك أن تفكر أولاً في هذين النوعين من التوصيلات لفهم كيفية عمل الدوائر الأخرى.

اتصال تسلسلي

يتضمن مخطط التوصيل المتسلسل ترتيب المقاومات في الدائرة بحيث يتم توصيل نهاية العنصر الأول ببداية العنصر الثاني، ونهاية العنصر الثاني ببداية العنصر الثالث، وما إلى ذلك. أي أن جميع المقاومات تتبع بعضها البعض بالتناوب. ستكون القوة الحالية في اتصال السلسلة هي نفسها في كل عنصر. في شكل صيغة تبدو كما يلي: I Total = I 1 = I 2، حيث I Total هو إجمالي تيار الدائرة، I 1 و I 2 يتوافقان مع تيارات المقاوم الأول والثاني.

وفقًا لقانون أوم، سيكون جهد مصدر الطاقة مساويًا لمجموع قطرات الجهد عبر كل مقاومة: إجمالي U = U 1 + U 2 = I 1 r 1 + I 2 r 2، حيث يكون إجمالي U هو جهد مصدر الكهرباء أو الشبكة نفسها؛ U 1 و U 2 - تنخفض قيمة الجهد عبر المقاومات الأولى والثانية؛ ص 1 و ص 2 - مقاومات المقاومات الأولى والثانية. بما أن التيارات في أي قسم من الدائرة لها نفس القيمة، فإن الصيغة تأخذ الشكل: Utot = I(r 1 + r 2).

ومن ثم، يمكننا أن نستنتج أنه في حالة وجود دائرة متتالية من المقاومات، فإن التيار الكهربي الذي يمر عبر كل واحدة منها يساوي إجمالي قيمة التيار في الدائرة بأكملها. سيكون الجهد عبر كل مقاومة مختلفًا، لكن مجموعها الإجمالي سيكون قيمة مساوية للجهد الإجمالي للدائرة الكهربائية بأكملها. ستكون المقاومة الإجمالية للدائرة أيضًا مساوية لمجموع مقاومات كل مقاومة مدرجة في هذه الدائرة.

معلمات الدائرة في اتصال متوازي

الاتصال المتوازي هو توصيل المخارج الأولية لمقاومتين أو أكثر عند نقطة واحدة، ونهايات العناصر نفسها عند نقطة مشتركة أخرى. وبالتالي، فإن كل مقاومة متصلة فعليًا مباشرة بمصدر الطاقة.

ونتيجة لذلك، سيكون نفس الجهد الكلي للدائرة: U الإجمالي = U 1 = U 2. وبدورها فإن قيمة التيارات ستكون مختلفة على كل مقاومة، ويصبح توزيعها متناسباً طردياً مع مقاومة هذه المقاومات. أي أنه كلما زادت المقاومة، انخفض التيار، وأصبح إجمالي التيار مساويًا لمجموع التيارات المارة عبر كل عنصر. صيغة هذا الموضع هي كما يلي: I المجموع = I 1 + I 2.

لحساب المقاومة الكلية يتم استخدام الصيغة: . يتم استخدامه عندما يكون هناك مقاومتين فقط في الدائرة. في الحالات التي يتم فيها توصيل ثلاث مقاومات أو أكثر في الدائرة، يتم استخدام صيغة أخرى:

وبالتالي فإن قيمة المقاومة الكلية للدائرة الكهربائية ستكون أقل من الحد الأدنى لمقاومة إحدى المقاومات المتصلة على التوازي مع هذه الدائرة. يتلقى كل عنصر جهدًا مساويًا لجهد مصدر الكهرباء. التوزيع الحالي سيكون متناسبا بشكل مباشر. يجب ألا تتجاوز قيمة المقاومة الإجمالية للمقاومات المتصلة على التوازي الحد الأدنى لمقاومة أي عنصر.

مخطط اتصال المقاوم المختلط

تتميز دائرة التوصيل المختلطة بخصائص دوائر المقاومة. في هذه الحالة، يتم توصيل العناصر جزئيًا على التوالي، والجزء الآخر متصل بالتوازي. في الرسم البياني المعروض، يتم توصيل المقاومات R 1 و R 2 على التوالي، ويتم توصيل المقاومات R 3 معهم على التوازي. بدوره، يتم توصيل المقاوم R 4 على التوالي مع المجموعة السابقة من المقاومات R 1 و R 2 و R 3.

حساب المقاومة لمثل هذه الدائرة محفوف ببعض الصعوبات. من أجل إجراء العمليات الحسابية بشكل صحيح، يتم استخدام طريقة التحويل. وهو يتألف من التحول المتسلسل لسلسلة معقدة إلى سلسلة بسيطة على عدة مراحل.

إذا استخدمنا الدائرة المقدمة مرة أخرى كمثال، ففي البداية يتم تحديد المقاومة R 12 للمقاومات R 1 و R 2 المتصلة على التوالي: R 12 = R 1 + R 2. بعد ذلك، تحتاج إلى تحديد مقاومة المقاومات R 123 المتصلة بالتوازي باستخدام الصيغة التالية: R 123 = R 12 R 3 / (R 12 + R 3) = (R 1 + R 2) R 3 / (R 1 + ص 2 + ص 3). في المرحلة الأخيرة، يتم حساب المقاومة المكافئة للدائرة بأكملها من خلال جمع البيانات التي تم الحصول عليها R 123 والمقاومة R 4 المتصلة بها على التوالي: R eq = R 123 + R 4 = (R 1 + R 2) R 3 / (ر1 + ر2 + ر3) + ر4.

في الختام، تجدر الإشارة إلى أن التوصيل المختلط للمقاومات له الصفات الإيجابية والسلبية للتوصيل المتسلسل والتوازي. يتم استخدام هذه الخاصية بنجاح عمليًا في الدوائر الكهربائية.

يمكن توصيل عناصر الدائرة الكهربائية بطريقتين. يتضمن الاتصال المتسلسل ربط العناصر ببعضها البعض، وفي الاتصال المتوازي تكون العناصر جزءًا من فروع متوازية. تحدد طريقة توصيل المقاومات طريقة حساب المقاومة الكلية للدائرة.

خطوات

اتصال تسلسلي

تحديد ما إذا كانت الدائرة في سلسلة.الاتصال التسلسلي عبارة عن دائرة واحدة بدون أي فروع. توجد المقاومات أو العناصر الأخرى واحدة تلو الأخرى.

أضف مقاومات العناصر الفردية.مقاومة الدائرة المتسلسلة تساوي مجموع مقاومات جميع العناصر المدرجة في هذه الدائرة. قوة التيار في أي جزء من الدائرة التسلسلية هي نفسها، وبالتالي فإن المقاومات تضيف ببساطة.

• على سبيل المثال، تتكون الدائرة التسلسلية من ثلاث مقاومات قيمتها 2 أوم، و5 أوم، و7 أوم. إجمالي مقاومة الدائرة: 2 + 5 + 7 = 14 أوم.

1. إذا كانت مقاومة كل عنصر من عناصر الدائرة غير معروفة، استخدم قانون أوم: V = IR، حيث V هو الجهد، I هو التيار، R هو المقاومة. أولا العثور على الجهد الحالي والإجمالي.

   استبدل القيم المعروفة في الصيغة التي تصف قانون أوم.أعد كتابة الصيغة V = IR لعزل المقاومة: R = V/I. قم بتوصيل القيم المعروفة في هذه الصيغة لحساب المقاومة الإجمالية.

   • على سبيل المثال، جهد المصدر الحالي هو 12 فولت والتيار هو 8 أ. المقاومة الإجمالية للدائرة التسلسلية هي: R O = 12 V / 8 A = 1.5 أوم.

اتصال موازية

1. تحديد ما إذا كانت الدائرة متوازية.تتفرع السلسلة المتوازية في مرحلة ما إلى عدة فروع، ثم يتم ربطها مرة أخرى. يتدفق التيار عبر كل فرع من فروع الدائرة.

   احسب المقاومة الكلية بناءً على مقاومة كل فرع.تقلل كل مقاومة من كمية التيار المتدفق خلال ساق واحدة، لذلك يكون لها تأثير ضئيل على المقاومة الإجمالية للدائرة. صيغة حساب المقاومة الكلية: حيث R 1 هي مقاومة الفرع الأول، R 2 هي مقاومة الفرع الثاني وهكذا حتى الفرع الأخير R n.

   احسب المقاومة من التيار والجهد المعروفين.قم بذلك إذا كانت مقاومة كل عنصر من عناصر الدائرة غير معروفة.

   استبدل القيم المعروفة في صيغة قانون أوم.إذا كان إجمالي التيار والجهد في الدائرة معروفين، يتم حساب المقاومة الإجمالية باستخدام قانون أوم: R = V/I.

   • على سبيل المثال، الجهد في دائرة موازية هو 9 فولت والتيار الإجمالي هو 3 أ. المقاومة الإجمالية: R O = 9 V / 3 A = 3 أوم.

2. ابحث عن الفروع ذات المقاومة الصفرية.إذا كان أحد فروع الدائرة الموازية ليس لديه أي مقاومة على الإطلاق، فإن كل التيار سوف يتدفق عبر هذا الفرع. في هذه الحالة، المقاومة الإجمالية للدائرة هي 0 أوم.

اتصال مشترك

تقسيم الدائرة المركبة إلى سلسلة ومتوازية.تشتمل الدائرة المركبة على عناصر متصلة على التوالي وعلى التوازي. انظر إلى مخطط الدائرة وفكر في كيفية تقسيمها إلى أقسام تحتوي على عناصر متصلة على التوالي وعلى التوازي. تتبع كل قسم لتسهيل حساب المقاومة الإجمالية.

• على سبيل المثال، تشتمل الدائرة على مقاومة تبلغ مقاومتها 1 أوم ومقاومة تبلغ مقاومتها 1.5 أوم. خلف المقاومة الثانية تتفرع الدائرة إلى فرعين متوازيين - يتضمن أحدهما مقاومة بمقاومة 5 أوم، والثاني بمقاومة 3 أوم. تتبع فرعين متوازيين لتسليط الضوء عليهما على مخطط الدائرة.

1. أوجد مقاومة الدائرة الموازية.للقيام بذلك، استخدم الصيغة لحساب المقاومة الإجمالية لدائرة موازية: 1 ر O = 1 ر 1 + 1 ر 2 + 1 ر 3 + . . . 1 R n (\displaystyle (\frac (1)(R_(O)))=(\frac (1)(R_(1)))+(\frac (1)(R_(2)))+(\ فارك (1)(R_(3)))+...(\frac (1)(R_(n)))).

   تبسيط السلسلة.بمجرد العثور على المقاومة الكلية للدائرة المتوازية، يمكنك استبدالها بعنصر واحد تكون مقاومته مساوية للقيمة المحسوبة.

   • في مثالنا، تخلص من الساقين المتوازيتين واستبدلهما بمقاومة واحدة قيمتها 1.875 أوم.

2. أضف مقاومات المقاومات المتصلة على التوالي.من خلال استبدال الدائرة المتوازية بعنصر واحد، تحصل على دائرة متتالية. المقاومة الإجمالية لدائرة تسلسلية تساوي مجموع مقاومات جميع العناصر المضمنة في هذه الدائرة.

تعتبر التوصيلات المتوازية للمقاومات، والتي تستمد صيغة حسابها من قانون أوم وقواعد كيرشوف، النوع الأكثر شيوعًا لإدراج العناصر في الدائرة الكهربائية. عند توصيل الموصلات بالتوازي، يتم توصيل عنصرين أو أكثر من خلال جهات الاتصال الخاصة بهم على كلا الجانبين، على التوالي. يتم اتصالهم بالدائرة العامة على وجه التحديد من خلال هذه النقاط العقدية.

ميزات التضمين

غالبًا ما تكون الموصلات المتصلة بهذه الطريقة جزءًا من سلاسل معقدة تحتوي بالإضافة إلى ذلك على سلسلة اتصال من المقاطع الفردية.

الميزات التالية نموذجية لمثل هذا التضمين:

• سيكون للجهد الإجمالي في كل فرع نفس القيمة؛
• إن التيار الكهربائي الذي يسري في أي من المقاومات يتناسب دائما عكسيا مع قيمة قيمتها الاسمية.

في الحالة الخاصة عندما تكون جميع المقاومات المتصلة على التوازي لها نفس القيم الاسمية، فإن التيارات "الفردية" المتدفقة من خلالها ستكون أيضًا متساوية مع بعضها البعض.

عملية حسابية

يتم تحديد مقاومات عدد من العناصر الموصلة المتصلة على التوازي باستخدام طريقة حسابية معروفة تتضمن إضافة موصليتها (مقلوب قيم المقاومة).

يمكن العثور على التيار المتدفق في كل من الموصلات الفردية وفقًا لقانون أوم من خلال الصيغة:

I= U/R (أحد المقاومات).

بعد التعرف على المبادئ العامة لحساب عناصر السلاسل المعقدة، يمكنك الانتقال إلى أمثلة محددة لحل مشاكل هذا الفصل.

اتصالات نموذجية

المثال رقم 1

في كثير من الأحيان، من أجل حل المشكلة التي تواجه المصمم، من الضروري الحصول في نهاية المطاف على مقاومة محددة من خلال الجمع بين عدة عناصر. عند النظر في أبسط نسخة من هذا الحل، لنفترض أن المقاومة الإجمالية لسلسلة من عدة عناصر يجب أن تكون 8 أوم. يتطلب هذا المثال دراسة منفصلة لسبب بسيط وهو أنه في سلسلة المقاومات القياسية لا توجد قيمة اسمية قدرها 8 أوم (يوجد فقط 7.5 و8.2 أوم).

يمكن الحصول على حل هذه المشكلة الأبسط من خلال ربط عنصرين متطابقين بمقاومات تبلغ 16 أوم لكل منهما (توجد مثل هذه التصنيفات في سلسلة المقاومة). وفقا للصيغة المذكورة أعلاه، يتم حساب المقاومة الإجمالية للسلسلة في هذه الحالة بكل بساطة.

ويترتب على ذلك:

16x16/32=8 (أوم)، أي بالقدر المطلوب تمامًا.

بهذه الطريقة البسيطة نسبيًا، من الممكن حل مشكلة تكوين مقاومة إجمالية تساوي 8 أوم.

المثال رقم 2

وكمثال نموذجي آخر لتشكيل المقاومة المطلوبة، يمكننا أن نفكر في بناء دائرة تتكون من 3 مقاومات.

يمكن حساب القيمة الإجمالية R لمثل هذا الاتصال باستخدام صيغة التوصيلات المتسلسلة والمتوازية في الموصلات.

وفقاً للقيم الاسمية الموضحة في الصورة فإن المقاومة الكلية للسلسلة ستكون مساوية:

1/ر = 1/200+1/220+1/470 = 0.0117;

R=1/0.0117 = 85.67 أوم.

ونتيجة لذلك نجد المقاومة الكلية للسلسلة بأكملها والتي يتم الحصول عليها من خلال توصيل ثلاثة عناصر على التوازي بقيم اسمية 200 و 240 و 470 أوم.

مهم!تنطبق هذه الطريقة أيضًا عند حساب عدد عشوائي من الموصلات أو المستهلكين المتصلين بالتوازي.

وتجدر الإشارة أيضًا إلى أنه باستخدام هذه الطريقة لربط العناصر ذات الأحجام المختلفة، ستكون المقاومة الإجمالية أقل من المقاومة ذات القيمة الأصغر.

حساب الدوائر المشتركة

يمكن أيضًا استخدام الطريقة المدروسة عند حساب مقاومة الدوائر الأكثر تعقيدًا أو المدمجة التي تتكون من مجموعة كاملة من المكونات. يطلق عليهم أحيانًا اسم مختلط، حيث يتم استخدام كلا الطريقتين في وقت واحد عند تشكيل السلاسل. يظهر الشكل أدناه اتصالًا مختلطًا للمقاومات.

لتبسيط الحساب، نقوم أولاً بتقسيم جميع المقاومات حسب نوع الاتصال إلى مجموعتين مستقلتين. أحدهما عبارة عن اتصال تسلسلي، والثاني عبارة عن اتصال من النوع المتوازي.

من الرسم البياني أعلاه، يمكن ملاحظة أن العنصرين R2 و R3 متصلان على التوالي (يتم دمجهما في المجموعة 2)، والتي بدورها متصلة بالتوازي مع المقاوم R1، الذي ينتمي إلى المجموعة 1.

بالنسبة لعناصر المجموعة 2، يتم العثور على قيمة المقاومة الإجمالية كمجموع R2 وR3:

ر (2+3) = ر2 + ر3.

للحصول على النتيجة النهائية، نقوم بتقليل الدائرة إلى الشكل الذي تم الحصول عليه عن طريق توصيل مقاومتين على التوازي. بعد ذلك، يتم حساب القيمة الإجمالية للدائرة بأكملها وفقًا للصيغة التي تمت مناقشتها مسبقًا.

في الختام، نلاحظ أنه لتنفيذ العمليات الحسابية التي تندرج ضمن فئة الاتصالات المعقدة، يمكنك استخدام نفس التقنيات. وهي تستند إلى نفس قانون أوم وقواعد كيرشوف المعروفة في المدرسة. الشيء الرئيسي هو استخدام جميع الصيغ الموضحة أعلاه بشكل صحيح.

فيديو

يمكن توصيل المقاومات ببعضها البعض بطريقتين رئيسيتين: على التوالي وعلى التوازي. الاتصال المختلط للمقاومات هو مزيج منهم.

يمكن اختزال مجموعات أي وصلات مقاومة إلى مقاومة واحدة، والتي سنحسب الآن مقاومتها (R).

دعونا نحسب المقاومة الإجمالية لمثل هذه الدائرة (الشكل 1). لهذا نحتاج إلى قانون أوم - I=U/R وقانون كيرشوف - I=I 1 +I 2 +..In

وبأخذ هذا بعين الاعتبار لدينا:

• أنا = ش / ر
• أنا 1 = ش / ص 1
• أنا 2 = ش / ص 2
• في = ش/رن
• U/R=U/R 1 +U/R 2 +...U/Rn
• 1/ص=1/ر1 +1/ر2 +...1/رن

الصيغة الأخيرة هي الصيغة الرئيسية لحساب مقاومة دائرة من المقاومات المتصلة المتوازية. بالنسبة لمقاومتين يمكن كتابتهما بسهولة أكبر: R=(R 1 *R 2)/(R 1 +R 2).

ويترتب على ذلك أنه في حالة التوصيل المتوازي لمقاومتين من نفس القيمة (R 1 = R 2 )، فإن مقاومتهما الإجمالية ستكون نصف مقاومة أي منهما. وهذا مفيد للتذكر.

باستخدام القوانين التي سبق ذكرها لسلسلة من المقاومات المتصلة على التوالي (الشكل 2)، يمكننا أن نكتب:

• ش=أنا*ر
• أنا=أنا 1=أنا 2=...في
• U=U 1 +U 2 +...Un
• أنا*ر=أنا*ر 1 +أنا*ر 2 +...أنا*رن
• ص=ر1 +ر2+...ر

أي أن المقاومة الكلية للمقاومات عند توصيلها على التوالي تساوي مجموع مقاوماتها.

يمكن دائمًا تمثيل مثل هذا الاتصال على أنه مزيج من الاتصالات التسلسلية والمتوازية (الشكل 3).

يتم حساب المقاومة الإجمالية للدائرة على مراحل. في المثال الموضح نحسب:

1. المقاومة التسلسلية للمقاومات Rseq = R 1 + R 2
2. اتصال موازية R=(Rlast*R 3)/(Rlast+R 3)

وبطبيعة الحال، قد تحدث خيارات أكثر تعقيدا، ولكن طريقة حساب مقاومتها هي نفسها.

بضع كلمات حول متى يصبح من الضروري توصيل المقاومات بطريقة أو بأخرى:

1. عدم وجود المقاوم بالقيمة المطلوبة في متناول اليد. يجب أن نتذكر أن أخطاء المقاوم سوف تتراكم.

   على سبيل المثال، بالنسبة للشكل 3.أ، إذا كان الخطأ الفعلي R 1 هو +10% وR 2 هو +15%، فبالنسبة لـ Rlast سيكون +25%.

   هنا يجب الانتباه إلى العلامة، أي أنه بالنسبة إلى -10% و+15% ستكون النتيجة +5%.

2. الحاجة لمزيد من القوة.

   هنا يجب أن نأخذ في الاعتبار أنه مع نفس معدلات المقاومة وقوى المقاومات المتصلة، سواء على التوالي أو على التوازي، فإن إجمالي القدرة سيكون مساوياً لمجموع القوى.

يمكنك أن تقرأ عن قيم الطاقة والمقاوم.

© 2012-2019 جميع الحقوق محفوظة.

جميع المواد المقدمة على هذا الموقع هي لأغراض إعلامية فقط ولا يمكن استخدامها كمبادئ توجيهية أو وثائق تنظيمية.

كان على كل من عمل كهربائيًا تقريبًا أن يحل مشكلة التوصيل المتوازي والمتسلسل لعناصر الدائرة. يحل البعض مشاكل التوصيل المتوازي والمتسلسل للموصلات باستخدام طريقة "الوخز"، بالنسبة للكثيرين، فإن الطوق "المقاوم للحريق" هو ​​بديهية لا يمكن تفسيرها ولكنها مألوفة. ومع ذلك، يمكن حل كل هذه الأسئلة والعديد من الأسئلة الأخرى المشابهة بسهولة بالطريقة التي اقترحها الفيزيائي الألماني جورج أوم في بداية القرن التاسع عشر. القوانين التي اكتشفها لا تزال سارية حتى يومنا هذا، ويمكن للجميع تقريبًا فهمها.

الكميات الكهربائية الأساسية للدائرة

من أجل معرفة كيفية تأثير اتصال معين من الموصلات على خصائص الدائرة، فمن الضروري تحديد الكميات التي تميز أي دائرة كهربائية. فيما يلي أهمها:

الاعتماد المتبادل للكميات الكهربائية

الآن عليك أن تقرروكيف أن جميع الكميات المذكورة أعلاه تعتمد على بعضها البعض. قواعد التبعية بسيطة وتتلخص في صيغتين أساسيتين:

• أنا = ش / ر.
• ف = أنا * يو.

هنا I هو التيار في الدائرة بالأمبير، U هو الجهد الذي يتم توفيره للدائرة بالفولت، R هي مقاومة الدائرة بالأوم، P هي الطاقة الكهربائية للدائرة بالواط.

لنفترض أن لدينا دائرة كهربائية بسيطة، تتكون من مصدر طاقة بجهد U وموصل بمقاومة R (حمل).

بما أن الدائرة مغلقة فإن التيار يتدفق عبرها، فما قيمته؟ بناءً على الصيغة 1 أعلاه، لحسابها نحتاج إلى معرفة الجهد الذي طوره مصدر الطاقة ومقاومة الحمل. إذا أخذنا، على سبيل المثال، مكواة لحام بمقاومة ملف قدرها 100 أوم وقمنا بتوصيلها بمقبس إضاءة بجهد 220 فولت، فإن التيار عبر مكواة اللحام سيكون:

220 / 100 = 2.2 أ.

ما هي قوة هذا الحديد لحام؟ دعونا نستخدم الصيغة 2:

2.2 * 220 = 484 وات.

اتضح أنها مكواة لحام جيدة وقوية وعلى الأرجح ذات يدين. بنفس الطريقة، من خلال العمل مع هاتين الصيغتين وتحويلهما، يمكنك معرفة التيار من خلال الطاقة والجهد، والجهد من خلال التيار والمقاومة، وما إلى ذلك. على سبيل المثال، ما هو المقدار الذي يستهلكه مصباح كهربائي بقدرة 60 واط في مصباح الطاولة الخاص بك:

60 / 220 = 0.27 أمبير أو 270 مللي أمبير.

مقاومة خيوط المصباح في وضع التشغيل:

220 / 0.27 = 815 أوم.

دوائر ذات موصلات متعددة

جميع الحالات التي تمت مناقشتها أعلاه بسيطة - مصدر واحد وحمولة واحدة. ولكن في الممارسة العملية، يمكن أن يكون هناك العديد من الأحمال، كما أنها متصلة بطرق مختلفة. هناك ثلاثة أنواع من اتصال التحميل:

1. موازي.
2. ثابت.
3. مختلط.

التوصيل المتوازي للموصلات

تحتوي الثريا على 3 مصابيح، كل منها 60 وات. كم تستهلك الثريا؟ هذا صحيح، 180 واط. لنحسب بسرعة التيار المار عبر الثريا:

180 / 220 = 0.818 أ.

ومن ثم مقاومتها:

220 / 0.818 = 269 أوم.

قبل ذلك قمنا بحساب مقاومة مصباح واحد (815 أوم) والتيار المار به (270 مللي أمبير). وتبين أن مقاومة الثريا أقل بثلاث مرات، والتيار أعلى بثلاث مرات. حان الوقت الآن لإلقاء نظرة على الرسم التخطيطي للمصباح ثلاثي الأذرع.

جميع المصابيح الموجودة فيه متصلة بالتوازي ومتصلة بالشبكة. اتضح أنه عند توصيل ثلاثة مصابيح على التوازي، تقل مقاومة الحمل الإجمالية بمقدار ثلاث مرات؟ في حالتنا، نعم، لكنها خاصة - جميع المصابيح لها نفس المقاومة والقوة. إذا كان لكل من الأحمال مقاومته الخاصة، فإن القسمة على عدد الأحمال لا تكفي لحساب القيمة الإجمالية. ولكن هناك طريقة للخروج من هذا الوضع - فقط استخدم هذه الصيغة:

1/إجمالي = 1/R1 + 1/R2 + … 1/Rn.

لسهولة الاستخدام، يمكن تحويل الصيغة بسهولة:

رتوت. = (R1*R2*…Rn) / (R1+R2+…Rn).

هنا رتوتال. – المقاومة الكلية للدائرة عند توصيل الحمل على التوازي . R1…Rn – مقاومة كل حمل.

ليس من الصعب فهم سبب زيادة التيار عند توصيل ثلاثة مصابيح بالتوازي بدلاً من مصباح واحد - فهو يعتمد على الجهد (الذي ظل دون تغيير) مقسومًا على المقاومة (انخفضت). من الواضح أن الطاقة في التوصيل الموازي ستزداد بما يتناسب مع الزيادة في التيار.

اتصال تسلسلي

حان الوقت الآن لمعرفة كيف ستتغير معلمات الدائرة إذا كانت الموصلات (في حالتنا، المصابيح) متصلة على التوالي.

يعد حساب المقاومة عند توصيل الموصلات على التوالي أمرًا بسيطًا للغاية:

رتوت. = ر1 + ر2.

نفس المصابيح الثلاثة التي تبلغ قوتها ستين واطًا والمتصلة على التوالي ستصل بالفعل إلى 2445 أوم (انظر الحسابات أعلاه). ما هي عواقب زيادة مقاومة الدائرة؟ وفقًا للصيغتين 1 و2، يصبح من الواضح تمامًا أن الطاقة والتيار عند توصيل الموصلات على التوالي ستنخفض. ولكن لماذا كل المصابيح خافتة الآن؟ هذه هي واحدة من الخصائص الأكثر إثارة للاهتمام للتوصيل المتسلسل للموصلات، والتي يتم استخدامها على نطاق واسع جدًا. دعونا نلقي نظرة على إكليل من ثلاثة مصابيح مألوفة لدينا، ولكنها متصلة بالتسلسل.

بقي الجهد الإجمالي المطبق على الدائرة بأكملها 220 فولت. لكنه تم تقسيمه بين كل مصباح بما يتناسب مع مقاومته! وبما أن لدينا مصابيح لها نفس القوة والمقاومة، فإن الجهد مقسم بالتساوي: U1 = U2 = U3 = U/3. وهذا يعني أن كل مصباح مزود الآن بجهد أقل بثلاث مرات، ولهذا السبب تتوهج بشكل خافت. إذا أخذت المزيد من المصابيح، سينخفض ​​سطوعها أكثر. كيف تحسب انخفاض الجهد عبر كل مصباح إذا كانت مقاوماتها مختلفة؟ للقيام بذلك، الصيغ الأربع المذكورة أعلاه كافية. ستكون خوارزمية الحساب كما يلي:

1. قياس مقاومة كل مصباح.
2. احسب المقاومة الكلية للدائرة.
3. بناءً على الجهد الإجمالي والمقاومة، احسب التيار في الدائرة.
4. بناءً على إجمالي التيار والمقاومة للمصابيح، احسب انخفاض الجهد عبر كل منها.

هل ترغب في تعزيز المعرفة المكتسبة؟؟ حل مشكلة بسيطة دون النظر إلى الإجابة في النهاية:

لديك تحت تصرفك 15 مصباحًا صغيرًا من نفس النوع، مصممة لجهد 13.5 فولت. هل من الممكن استخدامها لصنع إكليل شجرة عيد الميلاد الذي يتصل بمنفذ عادي، وإذا كان الأمر كذلك، فكيف؟

مركب مختلط

بالطبع، يمكنك بسهولة معرفة الاتصال المتوازي والتسلسلي للموصلات. ولكن ماذا لو كان لديك شيء مثل هذا أمامك؟

اتصال مختلط من الموصلات

كيفية تحديد المقاومة الكلية للدائرة؟ للقيام بذلك، سوف تحتاج إلى تقسيم الدائرة إلى عدة أقسام. التصميم أعلاه بسيط للغاية وسيكون هناك قسمين - R1 وR2 وR3. أولاً، قم بحساب المقاومة الإجمالية للعناصر المتوازية R2 وR3 والعثور على Rtot.23. ثم قم بحساب المقاومة الكلية للدائرة بأكملها، والتي تتكون من R1 وRtot.23 متصلين على التوالي:

• Rtot.23 = (R2*R3) / (R2+R3).
• سلاسل = R1 + Rtot.23.

تم حل المشكلة، كل شيء بسيط للغاية. الآن السؤال أكثر تعقيدا إلى حد ما.

اتصال مختلط معقد للمقاومات

كيف تكون هنا؟ وبنفس الطريقة، تحتاج فقط إلى إظهار بعض الخيال. يتم توصيل المقاومات R2، R4، R5 على التوالي. نحسب مقاومتهم الإجمالية:

Rtot.245 = R2+R4+R5.

الآن نقوم بتوصيل R3 بالتوازي مع Rtotal 245:

Rtot.2345 = (R3*Rtot.245) / (R3+Rtot.245).

سلاسل = R1 + Rtot.2345 + R6.

هذا كل شئ!

الإجابة على المشكلة المتعلقة بإكليل شجرة عيد الميلاد

تتمتع المصابيح بجهد تشغيل يبلغ 13.5 فولت فقط، والمقبس 220 فولت، لذا يجب توصيلها على التوالي.

نظرًا لأن المصابيح من نفس النوع، فسيتم تقسيم جهد الشبكة بالتساوي فيما بينها وسيكون لكل مصباح 220 / 15 = 14.6 فولت. تم تصميم المصابيح لجهد 13.5 فولت، لذا على الرغم من أن مثل هذا الطوق سيعمل، إلا أنه سوف يحترق بسرعة كبيرة. لتحقيق فكرتك، ستحتاج على الأقل إلى 220 / 13.5 = 17، ويفضل 18-19 مصباحًا كهربائيًا.