Wat is de totale spanning wanneer twee verschillende spanningsbronnen in serie worden aangesloten
De basisprincipe van een spanningsbron in serie
Ideale spanningsbron
Voor een ideale spanningsbron is de spanning op de aansluitingen constant en onafhankelijk van de stroom die erdoorheen loopt. Wanneer twee verschillende ideale spanningsbronnen.
Wanneer U1 en U2 in serie staan, is de totale spanning U=U1+U2. Bijvoorbeeld, als een 5V ideale spanningsbron wordt verbonden met een 3V ideale spanningsbron in serie, dan is de totale spanning 5V+3V=8V.
Echte spanningsbron
De echte spanningsbron kan worden geëquivaleerd met een seriecombinatie van een ideale spanningsbron Us en een interne weerstand r. Er zijn twee echte spanningsbronnen ingesteld, de elektromotiviteit is Us1, Us2, de interne weerstand is r1, r2. Volgens Kirchhoff's wet van de spanning (KVL) is de totale spanning U: U=Us1−I×r1+Us2−I×r2=(Us1+Us2)−I×(r1+r2). Wanneer de stroom in het circuit I=0 (dat wil zeggen, in het geval van een open circuit), is de totale spanning U=Us1+Us2, wat dezelfde vorm heeft als het resultaat wanneer de ideale spanningsbronnen in serie staan.
Aandachtspunten
Polariteit van de spanningsbron
Bij het berekenen van de totale spanning moet rekening worden gehouden met de polariteit van de spanningsbron. Als de polariteit van twee spanningsbronnen in serie staat (dat wil zeggen, de positieve pool van één spanningsbron is verbonden met de negatieve pool van de andere spanningsbron), dan is de totale spanning de som van de spanningwaarden van de twee spanningsbronnen; Als ze in tegengestelde serie staan (dat wil zeggen, de positieve of negatieve polen van de twee spanningsbronnen zijn verbonden), dan wordt de totale spanning afgetrokken van de spanningwaarden van de twee spanningsbronnen. Bijvoorbeeld,
De totale spanning van de 5V en 3V spanningsbronnen in voorwaartse serie is 8V. Als ze in tegengestelde serie staan, is de totale spanning 5V−3V=2V (onder de veronderstelling dat de absolute waarde van de spanning van de 5V spanningsbron groter is dan die van de 3V spanningsbron).
