Riistverkudes järjestikuses võtte voltabahe
Mis on järjestikused pingud?
Järjestikune võrk või järjestikune ühendus viitab olukorrale, kus kaks või rohkem elektrilist komponenti on sidunud ahelaanearranžeerimisele võrgus. Sellises võrgus on laengu jaoks ainult üks tee, et läbida võrku. Elektrivõrgu kahe punkti vahelise laenguvoo potentsiaalne muutus tuntakse kui pinge. Selles artiklis arutame üksikasjalikult järjestikuse võrgu pingeid.
Võrgu akku annab energiat laengu jaoks, et see saaks läbi akku ja luua potentsiaalse erinevuse välisvõrgu lõpude vahel. Kui eeldame 2 volti elementi, siis see loob 2 volti potentsiaalse erinevuse välisvõrgu lõpude vahel.
Elektriline potentsiaal positiivsel terminaalil on 2 volti suurem kui negatiivsel terminaalil. Seega, kui laeng voolab positiivsest negatiivsele terminaalile, tekitab see 2 volti elektrilise potentsiaali kadu.
Selle nimetatakse pingevoolu. See juhtub, kui laengu elektriline energia teisendatakse mõnda muud vormi (mekhanilise, soojuse, valguse jms) sellel läbides komponente (vasturid või koormus) võrgus.
Kui eeldame, et meil on võrk, mis sisaldab rohkem kui ühte vasturitu järjestikuses ja seda toetatakse 2V elemendiga, siis elektrilise potentsiaali kokkuhoiu kadu on 2V. See tähendab, et igas ühendatud vasturites on mingi pinge langus. Kuid näeme, et kõigi komponentide pinge languste summa on 2V, mis vastab pinge võimsuse allikale.
Matemaatiliselt saame selle väljendada kui
Kasutades Ohmi seadust, saab arvutada iga pinge languse kui
Nüüd eeldame, et järjestikune võrk koosneb 3 vasturitest ja toetatakse 9V energiallikaga. Siin leiame potentsiaalse erinevuse erinevatel asukohtadel laenguvoo läbides järjestikuse võrgu.
Asukohad on tähistatud punase värviga allolevas võrgus. Teame, et vool liigub positiivsest terminaalilt negatiivse terminaali suunas. Pinge või potentsiaalne erinevuse negatiivne märg tähistab vasturiku tõttu tekkinud potentsiaali kadu.
Erinevate punktide elektrilist potentsiaalset erinevust võrgus saab esitada diagrammiga, mida nimetatakse elektrilise potentsiaaldiagrammiks, mis on näidatud allpool.
Selles näites on elektriline potentsiaal punktis A = 9V, kuna see on kõrgem potentsiaalne terminaal. Elektriline potentsiaal punktis H = 0V, kuna see on negatiivne terminaal. Kui vool läbib 9V energiallikat, siis laeng saab 9V elektrilist potentsiaali, mis on H-st A-ni. Kui vool läbib välisvõrgu, siis laeng kaotab selle 9V täielikult.
See toimub kolmes sammus. Kui vool läbib vasturite, siis tekib pinge langus, kuid kui vool läbib lihtsalt juhtivat, siis pinge langust ei tekita. Seega näeme, et punktide AB, CD, EF ja GH vahel ei ole pinge langust. Kuid punktide B ja C vahel on pinge langus 2V.
See tähendab, et allika pinge 9V muutub 7V. Järgmisena, punktide D ja E vahel on pinge langus 4V. Sel ajal muutub pinge 7V 3V. Lõpuks, punktide F ja G vahel on pinge langus 3V. Sel ajal muutub pinge 3V 0V.
Punktide G ja H vahelisel võrgu osal ei ole laengul energia. Seega vajab see uuesti energia, et läbida välisvõrku. Seda pakub energiallikas, kui laeng läbib H-st A-ni.
Mitme pingevalikku järjestikuses saab asendada ühe pingeallikaga, võttes kõigi pingeallikate summaarva. Kuid peame arvestama polaarsust, nagu allpool näidatud.
Alternatiivsed pingeallikad järjestikuses
Puhul, kui alternatiivsed pingeallikad on järjestikuses, saab need lisada või kombinatsioonida üheks allikaks, kui ühendatud allikate nurga sagedus (ω) on sama. Kui järjestikuses ühendatud alternatiivsed pingeallikad on erineva nurga sagedusega, saab need lisada, kui ühendatud allikate läbiv vool on sama.
Järjestikuse võrgu pinge rakendused
Järjestikuse võrgu pinge rakendused hõlmavad:
