Сериялық электр цептердегі кернеу
Сериялық төгіндер деген не?
Сериялық схема немесе сериялық байланыс - бұл екі немесе одан көп электр жабдықтарының цепте жолмен қосылуы. Бұл схемада заряд өтуге бір ғана жол бар. Электр цептегі екі нүктеде зарядтың потенциалдық өзгерісі voltaj деп аталады. Бұл мақалада сериялық цепте voltaj туралы толығырақ айта аламыз.
Цептегі батарея зарядтың өтуіне энергия береді және цептің сыртқы бөлігіндегі нүктелер арасында потенциалдық айырмашылық пайда болады. Егер 2 вольтты батареяны қарастырамыз, онда ол сыртқы цепте 2 вольтты потенциалдық айырмашылық пайда етеді.
Оң терминалдағы электр потенциалы теріс терминалдан 2 вольт артық. Сондықтан, заряд оң терминалдан теріс терминалға өткенде, электр потенциалында 2 вольттың өсуі болады.
Бұл voltaj құбылуы деп аталады. Бұл заряд компоненттер (resistors немесе жүк) арқылы өту кезінде электр энергиясы басқа формаларға (механикалық, жылу, жарық және т.б.) өткен кезде болады.
Егер бірнеше resistor-лар сериялық байланыстың 2V батареясымен қосылған цепті қарастырамыз, онда электр потенциалының жалпы құбылуы 2V болады. Арнайы resistor-да қандайда болса да voltaj құбылуы болады, бірақ барлық компоненттердің voltaj құбылуының қосындысы 2V болады, бұл батареяның voltaj бағытына тең болады.
Математикалық түрде бұл түрлендіру мынадай болады
Ом заңы арқылы әрбір voltaj құбылуы есептеледі
Енді 3 resistor-дан тұратын сериялық цепті 9V энергия булшықпен қуатталған деп қарастырайық. Бұл мисалда, ток цеп арқылы өту кезінде әртүрлі нүктелерде болатын потенциалдық айырмашылықты анықтаймыз.
Нүктелер цепте қызыл түске боялған. Ток булшықтың оң терминалынан теріс терминалына өтеді. Voltaj немесе потенциалдық айырмашылықтың теріс белгісі резистор арқылы өту кезінде потенциалдың құбылуын көрсетеді.
Цепте әртүрлі нүктелердегі электр потенциалының айырмашылығы электр потенциалдық диаграмма арқылы көрсетіледі.
Бұл мысалда, A нүктедегі электр потенциалы 9V, себебі ол жоғары потенциалды терминал. H нүктедегі электр потенциалы 0V, себебі ол теріс терминал. Ток 9V энергия булшық арқылы өткенде, заряд 9V электр потенциалын өстіреді, бұл H-тен A-ға өтеді. Ток сыртқы цеп арқылы өткенде, заряд 9V электр потенциалын толығымен қайтарады.
Бұл үш кезеңде болады. Ток резисторлер арқылы өткенде voltaj құбылуы болады, бірақ ток және қана өткенде voltaj құбылуы болмайды. Сондықтан, AB, CD, EF және GH нүктелерінде voltaj құбылуы болмайды. Бірақ B және C нүктелерінде voltaj құбылуы 2V болады.
Демек, батареяның 9V шамасы 7V-ге айналады. Келесі D және E нүктелерінде voltaj құбылуы 4V болады. Осы нүктеде 7V шамасы 3V-ке айналады. Содан кейін F және G нүктелерінде voltaj құбылуы 3V болады. Осы нүктеде 3V шамасы 0V-ге айналады.
G және H нүктелерінде заряд үшін энергия жоқ. Сондықтан, заряд сыртқы цеп арқылы қайта өту үшін энергияға қажет. Бұл энергия булшық арқылы заряд H-тен A-ға өткен кезде беріледі.
Сериялық voltaj булшықтары бір voltaj булшықтарына ауыстырылған және барлық voltaj булшықтарының қосындысы алынады. Бірақ полярлықты қарастыру керек, төмендегі сызбаға қараңыз.
Сериялық AC voltaj булшықтары
Сериялық AC voltaj булшықтары үшін, булшықтардың угловая частотасы (ω) бірдей болғанда, булшықтарды бір булшыққа ауыстыруға болады. Егер сериялық байланыстың AC voltaj булшықтарының угловая частотасы әртүрлі болса, булшықтардың арқылы өткен ток бірдей болғанда, оларды бір булшыққа ауыстыруға болады.
Сериялық цептерде voltaj қолданылуы
Сериялық цептерде voltaj қолданылуы:
