الجهد في الدوائر المتسلسلة
ما هي الجهد الكهربائي المتسلسل؟
الدارة المتسلسلة أو الاتصال المتسلسل يشير إلى ربط مكونين أو أكثر من المكونات الكهربائية في ترتيب سلسلة داخل الدارة. في هذا النوع من الدارات، هناك طريقة واحدة فقط لمرور الشحنة عبر الدارة. الفرق في الشحنة بين نقطتين في الدارة الكهربائية يعرف بـ الجهد الكهربائي. في هذه المقالة، سنناقش بالتفصيل الجهود الكهربائية في الدارة المتسلسلة.
يقدم البطارية الطاقة للشحنة لتمريرها عبر البطارية وإنشاء فرق جهد بين طرفي الدارة الخارجية. الآن، إذا افترضنا خلية بقوة 2 فولت، فإنها ستخلق فرق جهد قدره 2 فولت عبر الدارة الخارجية.
قيمة الجهد الكهربائي عند الطرف الإيجابي أكبر بمقدار 2 فولت من الطرف السالب. لذا، عندما تتدفق الشحنة من الطرف الإيجابي إلى الطرف السالب، يتسبب ذلك في فقدان 2 فولت من الجهد الكهربائي.
يُطلق على هذا انخفاض الجهد. يحدث هذا عندما يتم تحويل الطاقة الكهربائية للشحنة إلى أشكال أخرى (ميكانيكية، حرارية، ضوئية إلخ) أثناء مرورها عبر المكونات (المقاومات أو الحمل) في الدارة.
إذا اعتبرنا دارة تحتوي على مقاومات متعددة متصلة بشكل متسلسل ومحفزة بخلية بقوة 2 فولت، فإن الخسارة الكلية للجهد الكهربائي هي 2 فولت. أي أن هناك انخفاض معين في الجهد لكل مقاومة متصلة. ولكن يمكننا رؤية أن مجموع انخفاض الجهد لكافة المكونات سيكون 2 فولت وهو ما يعادل الجهد التقييدي للمصدر الكهربائي.
يمكننا التعبير عن ذلك رياضياً كالتالي
بواسطة قانون أوم يمكن حساب الانخفاضات الفردية في الجهد كالتالي
الآن، يمكننا افتراض أن الدارة المتسلسلة تتكون من 3 مقاومات وم alimentada por uma fonte de energia de 9V. Aqui, vamos descobrir a diferença de potencial em diferentes locais durante a passagem da corrente elétrica através da série de circuitos.
Os locais estão marcados em vermelho no circuito abaixo. Sabemos que a corrente passa na direção do terminal positivo para o terminal negativo da fonte. O sinal negativo da tensão ou diferença de potencial representa a perda de potencial devido ao resistor.
A diferença de potencial elétrico entre diferentes pontos do circuito pode ser representada com a ajuda de um diagrama chamado diagrama de potencial elétrico, mostrado abaixo.
Neste exemplo, o potencial elétrico em A = 9V, pois é o terminal de maior potencial. O potencial elétrico em H = 0V, pois é o terminal negativo. Quando a corrente passa pela fonte de energia de 9V, a carga ganha 9V de potencial elétrico, indo de H para A. Enquanto a corrente passa pelo circuito externo, a carga perde completamente esses 9V.
Aqui, isso acontece em três etapas. Haverá queda de tensão quando a corrente passar pelos resistores, mas não haverá queda de tensão quando a passagem for apenas pelo fio. Portanto, podemos ver que entre os pontos AB, CD, EF e GH, não há queda de tensão. Mas entre os pontos B e C, a queda de tensão é de 2V.
Isso significa que a tensão da fonte de 9V se torna 7V. Em seguida, entre os pontos D e E, a queda de tensão é de 4V. Neste ponto, a tensão de 7V se torna 3V. Por fim, entre os pontos F e G, a queda de tensão é de 3V. Neste ponto, a tensão de 3V se torna 0V.
Na parte do circuito entre os pontos G e H, não há energia para a carga. Portanto, ela precisa de um impulso de energia para passar novamente pelo circuito externo. Isso é fornecido pela fonte de energia à medida que a carga passa de H para A.
As várias fontes de tensão em série podem ser substituídas por uma única fonte de tensão somando todas as fontes de tensão. Mas devemos considerar a polaridade como mostrado abaixo.
مصادر الجهد الكهربائي المتسلسلة (AC)
في حالة مصادر الجهد الكهربائي المتسلسلة (AC)، يمكن الجمع بين مصادر الجهد الكهربائي لإنشاء مصدر واحد شريطة أن تكون التردد الزاوي (ω) للمصادر المتصلة متطابق. إذا كانت مصادر الجهد الكهربائي المتصلة بشكل متسلسل لها ترددات زاوية مختلفة، يمكن جمعها شريطة أن يكون التيار عبر المصادر المتصلة هو نفسه.
تطبيق الجهد الكهربائي في الدارات المتسلسلة
تشمل تطبيقات الجهد الكهربائي في الدارات المتسلسلة:
