چه زمانی دو منبع ولتاژ متفاوت به صورت سری به هم متصل می شوند ولتاژ کل چقدر است

منبع ولتاژ سری

منبع ولتاژ ایده‌آل

برای یک منبع ولتاژ ایده‌آل، ولتاژ پایانی ثابت است و مستقل از جریان عبوری از آن است. وقتی دو منبع ولتاژ ایده‌آل متفاوت.

وقتی U1 و U2 در سری قرار می‌گیرند، ولتاژ کل U=U1+U2 است. به عنوان مثال، اگر یک منبع ولتاژ ایده‌آل 5V با یک منبع ولتاژ ایده‌آل 3V در سری متصل شود، ولتاژ کل 5V+3V=8V خواهد بود.

منبع ولتاژ واقعی

منبع ولتاژ واقعی می‌تواند معادل ترکیب سری یک منبع ولتاژ ایده‌آل Us و یک مقاومت داخلی r باشد. دو منبع ولتاژ واقعی تنظیم شده‌اند، نیروی الکتروموتوری آنها Us1، Us2 و مقاومت داخلی آنها r1، r2 است. بر اساس قانون ولتاژ کیرشهف (KVL)، ولتاژ کل U است: U=Us1−I×r1+Us2−I×r2=(Us1+Us2)−I×(r1+r2). وقتی جریان در مدار I=0 (یعنی حالت مدار باز) است، ولتاژ کل U=Us1+Us2 که همان فرم را در زمان سری شدن منبع ولتاژ ایده‌آل دارد.

مواردی که باید توجه شود

قطبیت منبع ولتاژ

در محاسبه ولتاژ کل، باید قطبیت منبع ولتاژ را در نظر گرفت. اگر قطبیت دو منبع ولتاژ در سری باشد (یعنی الکترود مثبت یک منبع ولتاژ به الکترود منفی دیگری متصل شود)، ولتاژ کل مجموع مقادیر ولتاژ دو منبع ولتاژ است؛ اگر در سری معکوس باشند (یعنی الکترودهای مثبت یا منفی دو منبع ولتاژ متصل شوند)، ولتاژ کل از مقادیر ولتاژ دو منبع ولتاژ کم می‌شود. به عنوان مثال،

ولتاژ کل منابع ولتاژ 5V و 3V در سری مقدم 8V است. اگر در سری معکوس باشند، ولتاژ کل 5V−3V=2V است (با فرض اینکه مقدار مطلق ولتاژ منبع 5V بیشتر از منبع 3V است).