異なる2つの電圧源が直列に接続されたときの合計電圧は何ですか

電圧源の直列接続の基本原理

理想的な電圧源

理想的な電圧源の場合、端子電圧は一定であり、その中に流れる電流には依存しません。異なる2つの理想的な電圧源が直列に接続された場合。

U1とU2が直列に接続された場合、総電圧U=U1+U2となります。例えば、5Vの理想的な電圧源と3Vの理想的な電圧源を直列に接続すると、総電圧は5V+3V=8Vになります。

実際の電圧源

実際の電圧源は、理想的な電圧源Usと内部抵抗rの直列結合に等価です。2つの実際の電圧源があり、起電力がUs1, Us2、内部抵抗がr1, r2であるとします。キルヒホッフの電圧則（KVL）に基づいて、総電圧Uは次のようになります：U=Us1−I×r1+Us2−I×r2=(Us1+Us2)−I×(r1+r2)。回路内の電流I=0（つまり開回路の場合）、総電圧U=Us1+Us2となり、理想的な電圧源が直列に接続された場合と同じ形になります。

注意事項

電圧源の極性

総電圧を計算する際には、電圧源の極性を考慮する必要があります。2つの電圧源が直列に接続され（つまり、ある電圧源の正極が別の電圧源の負極に接続される場合）、総電圧は2つの電圧源の電圧値の合計となります。逆直列に接続された場合（つまり、2つの電圧源の正極または負極が接続される場合）、総電圧は2つの電圧源の電圧値から差し引かれます。例えば、

5Vと3Vの電圧源が直列に接続された場合の総電圧は8Vです。逆直列に接続された場合、総電圧は5V−3V=2V（5Vの電圧源の絶対値が3Vの電圧源よりも大きいと仮定）になります。