Садржај

• Кораци
• Савети

Најједноставнији начин замисли серијског круга је размишљање о ланцу елемената. Ови елементи су распоређени узастопно на истој линији. Дакле, постоји само један пут који могу предузети електрони и набоји. После разумевања детаља везаних за серијско повезивање, можете научити како израчунати укупну електричну струју.

Кораци

Део 1 од 4: Учење основне терминологије

1. 

   Схватите шта је тренутно. Електрична струја је уређени проток електрично наелектрисаних честица (попут електрона) или, математички, проток наелектрисања по јединици времена. Али шта је набој и електрон? Електрони су негативно наелектрисане честице. Пуњење је физичко својство материје која се користи да се утврди да ли је позитивно или негативно набијено. Попут магнета, привлаче се набоји једнаких сигнала и набоји супротних сигнала.
   • Користимо воду као пример. Вода настаје молекулом Х₂О (два атома водоника и један атом кисеоника спојени заједно). Знамо да се атом кисеоника и атоми водоника заједно стварају у молекули Х₂ТХЕ.
   • Ток воде сачињавају милиони и милиони ових молекула. Можемо упоредити струју воде са електричном струјом; молекули воде су еквивалентни електронима, а електрични набој атомима водоника и кисеоника.

2. 

   
   
   Схватите шта је потенцијална разлика. Разлика потенцијала (која се назива и електрични напон) је "сила" која узрокује кретање електричне струје. Да илуструјемо која је потенцијална разлика, размислимо о батерији: унутар ње се налази низ хемијских реакција које на позитивном полу воде до агломерације електрона.
   • Ако путем жице повежемо позитивни пол акумулатора са негативним полом, проузроковаћемо кретање електрона заједно (то се догађа због одбијања наелектрисања истог сигнала).
   • Због принципа очувања електричног набоја (он каже да сума електричних наелектрисања у изолованом систему мора бити константна), електрони ће покушати да уравнотеже наелектрисања у систему од тачке највише концентрације до тачке најниже концентрације (тј. од позитивног пола до негативног пола батерије).
   • Ово кретање електрона ствара потенцијалну разлику (или једноставно ддп).

3. 

   
   
   Схватите шта је отпор. Електрични отпор је супротност протоку електричних набоја.
   • Отпорници су компоненте кола који имају значајан отпор. Они су смештени у одређеним деловима кола да регулишу проток наелектрисања или електрона.
   • Ако у кругу нема отпорника, неће бити контроле кретања електрона. У том случају опрема може примити вишак терета и на крају се оштетити (или прегревати због преоптерећења).

Део 2 од 4: Израчунавање укупне електричне струје серијског круга

1. 

   
   
   Израчунајте укупни отпор. Узми пластичну сламу и попиј мало воде. Сада, дробите неке делове сламе и поново пијте. Да ли сте приметили неку разлику? Течност треба да долази у мањој количини. Сваки угушени део сламе делује као отпорник; служе за блокирање проласка воде (која заузврат игра улогу електричне струје). Како су удубљења у низу, кажемо да су у серији. На основу овог примера можемо закључити да ће укупни отпор асоцијације на серију бити једнак:
   • Р_{(укупно)} = Р₁ + Р₂ + Р₃.

2. 

   Израчунајте разлику у укупном потенцијалу. У већини случајева, укупна вредност ддп биће наведена у изјави; ако проблем даје појединачне вриједности ДДП-а за сваки отпорник, можемо користити сљедећу једнаџбу:
   • У_{(укупно)} = У₁ + У₂ + У₃.
   • Зашто ова једначина? Поновно размотримо аналогију сламе: шта се деси након што је промешате? Морате да притиснете јаче да вода прође кроз сламу. Укупна сила коју вршите зависи од зброја сила потребних за сваку згужвану тачку на слами.
   • Потребна "снага" је разлика потенцијала; изазива проток воде или електричне струје. Стога можемо закључити да ће се укупни ддп израчунати додавањем појединачних ддпс сваког отпорника.

3. 

   Израчунајте укупну електричну струју система. Поновно коришћење аналогије са сламом: да ли се након мешања мења количина воде? Иако се брзина течности мења, количина воде коју пијете не мења се. Ако посматрате како вода улази и излази из здробљених делова сламе, приметићете да су ове две количине исте; то је због фиксне брзине протока течности. Стога можемо потврдити да:
   • Ја₁ = Ја₂ = Ја₃ = Ја_{(укупно)}.

4. 

   Сетите се првог закона из Ох М. Поред приказаних једначина, можете користити и једначину закона Ох М: односи се на потенцијалну разлику (ддп), укупну струју и отпор круга.
   • У_{(укупно)} = Ја_{(укупно)} к Р_{(укупно)}.

5. 

   Решите следећи пример. Три отпорника, Р₁ = 10Ω, Р₂ = 2Ω и Р₃ = 9Ω, повезани су у низу. Разлика потенцијала примењена на кругу је 2,5 В. Израчунајте вредност укупне електричне струје. За почетак, израчунајмо укупни отпор круга:
   • Р_{(укупно)} = 10Ω + 2Ω + 9Ω.
   • Стога Р_{(укупно)}= 21Ω

6. 

   Примени закон из Ох М за одређивање укупне вредности електричне струје:
   • У_{(укупно)} = Ја_{(укупно)} к Р_{(укупно)}.
   • Ја_{(укупно)} = У_{(укупно)}/ Р_{(укупно)}.
   • Ја_{(укупно)} = 2.5В / 21Ω.
   • Ја_{(укупно)} = 0.1190А.

Део 3 од 4: Израчунавање паралелне електричне струје у кругу

1. 

   Схватите шта је паралелни круг. Као што назив говори, паралелни круг садржи елементе распоређене паралелно. За то се користи више жица за стварање путева кроз које може проћи електрична струја.

2. 

   Израчунајте разлику у укупном потенцијалу. Као што су све терминологије већ објашњене у претходном одељку, прелазимо директно на демонстрацију једначина примењених у паралелним круговима. За илустрацију, замислите цев са две виљушке (различитих пречника). Да би вода прошла кроз две цеви, да ли ће бити потребно применити различите силе на сваку од њих? Не. Требат ће вам само довољно снаге да проток воде струји. Стога, узимајући у обзир да вода игра улогу електричне струје и да сила игра улогу потенцијалне разлике, можемо рећи да:
   • У_{(укупно)} = У₁ = У₂ = У₃.

3. 

   Израчунајте укупни електрични отпор. Претпоставимо да желите да регулишете воду која пролази кроз две цеви. Који би био најбољи начин да се то уради? Користите само један запорни вентил на сваком виљушку или инсталирате више вентила узастопно? Друга опција би била најбољи избор. Код отпора аналогија делује на исти начин. Отпорници прикључени у серију регулишу електричну струју на много ефикаснији начин него када су паралелно повезани. Једнаџба која се користи за израчунавање укупног отпора у паралелном кругу је:
   • 1 / Р_{(укупно)} = (1 / Р₁) + (1 / Р)₂) + (1 / Р)₃).

4. 

   Израчунајте укупну електричну струју. Вратимо се нашем примеру: пут кроз који пролази вода је подељен. Исто се односи и на електричну струју. Како постоји више стаза кроз које може проћи оптерећење, кажемо да је струја подељена. Различите стазе не морају нужно добити исту количину терета. То зависи од отпора и материјала сваке жице. Стога ће једначина за израчунавање укупне електричне струје бити зброј струја за сваки пут:
   • Ја_{(укупно)} = Ја₁ + Ја₂ + Ја₃.
   • Не можемо користити ову формулу без појединачних вредности електричне струје. У овом случају можемо применити и први закон из Ох М.

Део 4 од 4: Решавање примера са паралелним и серијским круговима

1. 

   Решите следећи пример. Четири отпорника у колу подијељена су у двије жице паралелно. Први низ садржи Р₁ = 1Ω и Р₂ = 2Ω. Друга жица садржи Р₃ = 0,5Ω и Р₄ = 1.5Ω. Отпори сваке жице повезани су у серији. Потенцијална разлика примењена на прву жицу је 3В. Израчунајте укупну вредност електричне струје.

2. 

   Започните с израчунавањем укупног отпора. Пошто су отпорници на свакој жици серијски повезани, прво израчунавамо укупни отпор на свакој жици.
   • Р₍₁₊₂₎ = Р₁ + Р₂.
   • Р₍₁₊₂₎ = 1Ω + 2Ω.
   • Р₍₁₊₂₎ = 3Ω.
   • Р₍₃₊₄₎ = Р₃ + Р₄.
   • Р₍₃₊₄₎ = 0,5Ω + 1,5Ω.
   • Р₍₃₊₄₎ = 2Ω.

3. 

   Замените вредности из претходног корака једначине за паралелне асоцијације. Како су жице повезане паралелно, сада примењујемо вредности из претходне тачке у једначини за паралелне везе.
   • (1 / Р)_{(укупно)}) = (1 / Р)₍₁₊₂₎) + (1 / Р)₍₃₊₄₎).
   • (1 / Р)_{(укупно)}) = (1/3Ω) + (1/2Ω).
   • (1 / Р)_{(укупно)}) = 5/6.
   • Р_{(укупно)} = 1,2Ω.

4. 

   Израчунајте разлику у укупном потенцијалу. Како је разлика потенцијала иста у паралелној асоцијацији, можемо рећи да:
   • У_{(укупно)} = У₁ = 3В.

5. 

   Примени закон из Ох М. Сада, користите закон Ох М за одређивање вредности укупне електричне струје.
   • У_{(укупно)} = Ја_{(укупно)} к Р_{(укупно)}.
   • Ја_{(укупно)} = У_{(укупно)}/ Р_{(укупно)}.
   • Ја_{(укупно)} = 3В / 1.2Ω.
   • Ја_{(укупно)} = 2,5 А.

Савети

• Вредност укупног отпора паралелног круга увек је мања од вредности отпора све остали отпорници у асоцијацији.
• Важне терминологије:
  • Електрични круг: скуп компоненти (отпорници, кондензатори и индуктори) повезани жицама кроз које пролази електрична струја у реду.
  • Отпорници: компоненте које могу смањити интензитет електричне струје.
  • Електрична струја: наређени проток електричних набоја. Ваша С.И. јединица је ампере (ТХЕ).
  • Потенцијална разлика (ддп): рад произведен по јединици електричног набоја. Ваша С.И. јединица је волт (В).
  • Електрични отпор: мера супротности проласку електричне струје. Ваша С.И. јединица је Ох М (Ω).