Напруга в сериен цеп
Какво са напреженията в ред?
В редовата верига или редово свързване два или повече електрически компонента са свързани в цепи в мрежа, подобна на верига. В такава верига има само един път за заряд да премине през цепта. Промяната в потенциала на заряда между две точки в електрическа верига се нарича напрежение. В тази статия ще разгледаме подробно напреженията в редова верига.
Батерията на веригата предоставя енергия за заряда, за да премине през батерията и да създаде потенциална разлика между краищата на външната верига. Ако предположим, че клетката е от 2 волта, тя ще създаде потенциална разлика от 2 волта във външната верига.
Стойността на електрическия потенциал в положителния терминал е с 2 волта по-висока от отрицателния терминал. Така, когато зарядът тече от положителния към отрицателния терминал, това причинява загуба от 2 волта в електрическия потенциал.
Това се нарича падане на напрежението. Това се случва, когато електрическата енергия на заряда се преобразува в други форми (механични, топлинни, светлинни и др.) докато минава през компонентите (резистори или натоварване) в веригата.
Ако разгледаме верига с повече от един резистор, свързан в ред, и е снабдена с клетка от 2V, общата загуба на електрическия потенциал е 2V. Тоест, ще има определено падане на напрежението във всеки свързан резистор. Но можем да видим, че сумата от паданията на напрежението на всички компоненти ще бъде 2V, което е равно на напрежението на източника на мощност.
Математически, можем да го изразим като
Използвайки закона на Ом, индивидуалните падания на напрежението могат да бъдат изчислени като
Сега, нека предположим, че редовата верига съдържа 3 резистора и е снабдена с източник на енергия от 9V. Тук ще намерим потенциалната разлика на различни места по време на преминаването на ток през редовата верига.
Местата са маркирани в червен цвят в веригата по-долу. Знаем, че токът минава в посока от положителния терминал към отрицателния терминал на източника. Отрицателният знак на напрежението или потенциалната разлика представлява загубата на потенциала поради резистора.
Електрическата потенциална разлика на различни точки в веригата може да бъде представена с помощта на диаграма, наречена електрическа потенциална диаграма, показана по-долу.
В този пример, електрическият потенциал при A = 9V, тъй като това е терминалът с по-висок потенциал. Електрическият потенциал при H = 0V, тъй като това е отрицателният терминал. Когато токът минава през източника на 9V, зарядът печели 9V електрически потенциал, от H до A. Докато токът минава през външната верига, зарядът губи тези 9V напълно.
Тук, това се случва в три стъпки. Ще има падане на напрежението, когато токът минава през резисторите, но няма падане на напрежението, когато преминаването е само през жица. Така, можем да видим, че между точките AB, CD, EF и GH няма падане на напрежението. Но между точките B и C, падането на напрежението е 2V.
Тоест, напрежението на източника 9V става 7V. След това, между точките D и E, падането на напрежението е 4V. В тази точка, напрежението 7V става 3V. Накрая, между точките F и G, падането на напрежението е 3V. В тази точка, напрежението 3V става 0V.
В частта на веригата между точките G и H, няма енергия за заряда. Така, той нуждае се от увеличение на енергията, за да премине отново през външната верига. Това е предоставено от източника на мощност, докато зарядът минава от H до A.
Няколко източника на напрежение в ред може да бъдат заменени с един източник на напрежение, като вземем общата сума на всички източници на напрежение. Но трябва да вземем предвид полярността, както е показано по-долу.
Източници на AC напрежение в ред
В случая на източници на AC напрежение в ред, източниците на напрежение могат да бъдат добавени или комбинирани, за да образуват един източник, стига ъгловата честота (ω) на свързаните източници да е еднаква. Ако свързаните източници на AC напрежение в ред са с различни ъглови честоти, те могат да бъдат добавени, стига токът през свързаните източници да е един и същ.
