ما هو الجهد الكلي عند توصيل مصادر جهد مختلفة متسلسلة؟

المبدأ الأساسي للمصدر الكهربائي المتسلسل

المصدر الكهربائي المثالي

بالنسبة للمصدر الكهربائي المثالي، فإن الجهد عند طرفيه ثابت ولا يعتمد على التيار المار عبره. عندما يتم توصيل مصدرين كهربائيين مثاليين مختلفين.

عندما تكون U1 وU2 متسلسلة، فإن الجهد الكلي U=U1+U2. على سبيل المثال، إذا تم توصيل مصدر كهربائي مثالي بجهد 5 فولت بمصدر كهربائي مثالي آخر بجهد 3 فولت بشكل متسلسل، فإن الجهد الكلي سيكون 5 فولت + 3 فولت = 8 فولت.

المصدر الكهربائي الفعلي

يمكن اعتبار المصدر الكهربائي الفعلي مكافئًا لمزيج متسلسل من مصدر كهربائي مثالي Us وممانعة داخلية r. يتم تعيين مصدرين كهربائيين فعليين، حيث يكون القوة الدافعة الكهربائية Us1، Us2 والممانعة الداخلية r1، r2. وفقًا لقانون فولت (KVL)، فإن الجهد الكلي U هو: U=Us1−I×r1+U s2−I×r2=(Us1+Us2)−I×(r1+r2). عندما يكون التيار في الدائرة I=0 (أي حالة الدائرة المفتوحة)، فإن الجهد الكلي U=Us1+Us2، وهو نفس الشكل الناتج عندما يكون مصدر الكهرباء المثالي متسلسلًا.

الأمور التي يجب الانتباه إليها

قطبية المصدر الكهربائي

عند حساب الجهد الكلي، يجب الأخذ بعين الاعتبار قطبية المصدر الكهربائي. إذا كانت قطبية مصدرين كهربائيين متسلسلة (أي أن القطب الموجب لمصدر كهربائي واحد متصل بالقطب السالب للمصدر الآخر)، فإن الجهد الكلي هو مجموع قيم الجهد لكلا المصادر الكهربائية؛ وإذا كانت متسلسلة عكسية (أي أن الأقطاب الموجبة أو السالبة لمصادر الكهرباء متصلة)، فإن الجهد الكلي يتم طرح قيمة جهد أحد المصادر الكهربائية من الآخر. على سبيل المثال،

إن الجهد الكلي لمصادر كهربائية بجهد 5 فولت و3 فولت متسلسلة للأمام هو 8 فولت. إذا كانت متسلسلة عكسية، فإن الجهد الكلي هو 5 فولت - 3 فولت = 2 فولت (مع افتراض أن القيمة المطلقة للجهد لمصدر الكهرباء 5 فولت أكبر من مصدر الكهرباء 3 فولت).