Sērijas shēmu spriegums

Kas ir Serijas Spriegums?

Serijas šķēršļu tīkls vai serijas savienojums atsaucās uz situāciju, kad divi vai vairāki elektriskie komponenti tiek savienoti virkneveida apgaismojumā tīklā. Šādā tīklā ir tikai viens ceļš, kā lādiņam var iet cauri tīklam. Elektriskā lādiņa potenciāla atšķirība starp diviem punktiem elektriskajā tīklā tiek saukta par spriegumu. Šajā rakstā detalizēti apspriedīsim spriegumu serijas tīklā.

Tīkla akumulators nodrošina enerģiju, lai lādiņi varētu ieiet cauri akumulatoram un radītu potenciāla atšķirību ārējā tīkla galdiņos. Ja pieņemsim, ka akumulators ir 2 volts, tas radīs 2 voltus lielu potenciāla atšķirību ārējā tīklā.

Elektriskais potenciāls pozitīvajā kontaktpunktā ir 2 volts lielāks nekā negatīvajā kontaktpunktā. Tātad, kad lādiņi plūst no pozitīvā uz negatīvo kontaktpunktu, tas rada 2 volts lielu zaudējumu elektriskajā potenciālā.

Šo dēvē par sprieguma pazemināšanos. Tas notiek, kad lādiņa elektriskā enerģija tiek pārveidota kādā citā formā (mekāniskā, siltums, gaismas utt.), iet cauri komponentiem (pretestības elementi vai slodze) tīklā.

Ja apsvērsim tīklu ar vairākiem pretestības elementiem, kas savienoti serijā un tiek piedziests ar 2V akumulatoru, kopējais elektriskā potenciāla zudums būs 2V. Tostarp katram savienotajam pretestības elementam būs noteikts sprieguma pazeminājums. Tomēr redzams, ka visu komponentu sprieguma pazeminājumu summa būs 2V, kas atbilst sprieguma enerģijas avota reitingam.

Matemātiski to var izteikt kā

Izmantojot Ohma likumu, var aprēķināt katru individuālo sprieguma pazeminājumu kā

Tagad apsvērsim serijas tīklu, kas sastāv no 3 pretestības elementiem un tiek piedziests ar 9V enerģijas avotu. Šeit mēs atrisināsim potenciālo atšķirību dažādos punktos, kad strāva ieiet cauri serijas tīklam.

Punkti tīklā ir atzīmēti sarkanā krāsā. Mēs zinām, ka strāva ieiet no pozitīvā kontaktpunkta uz negatīvo avota kontaktpunktu. Negatīvais zīmes spriegums vai potenciāla atšķirība atspoguļo zaudējumu pretestības elementā.

Dažādo punktu tīklā elektriskā potenciāla atšķirība var tikt attēlota ar diagrammu, ko sauc par elektriskā potenciāla diagrammu, kas ir parādīta zemāk.

Šajā piemērā elektriskais potenciāls punktā A = 9V, jo tas ir augstākais potenciāla punkts. Elektriskais potenciāls punktā H = 0V, jo tas ir negatīvais kontaktpunkts. Kad strāva ieiet cauri 9V enerģijas avotam, lādiņi iegūst 9V elektrisko potenciālu, kas ir no H līdz A. Kad strāva ieiet cauri ārējam tīklam, lādiņi pilnībā zaudē šos 9V.

Šis process notiek trīs soļos. Būs sprieguma pazeminājums, kad strāva ieiet cauri pretestības elementiem, bet sprieguma pazeminājums neatradīsies, ja strāva ieiet cauri vienkāršiem vadiem. Tātad, redzams, ka starp punktiem AB, CD, EF un GH nav sprieguma pazeminājuma. Bet starp punktiem B un C, sprieguma pazeminājums ir 2V.

Tātad, avota spriegums 9V kļūst par 7V. Nākamais, starp punktiem D un E, sprieguma pazeminājums ir 4V. Šajā punktā, spriegums 7V kļūst par 3V. Beigās, starp punktiem F un G, sprieguma pazeminājums ir 3V. Šajā punktā, spriegums 3V kļūst par 0V.

Tīkla daļa starp punktiem G un H, nav enerģijas lādiņiem. Tāpēc tam nepieciešama enerģijas palielināšana, lai varētu ieiet atkal cauri ārējam tīklam. To nodrošina enerģijas avots, kad lādiņi ieiet no H uz A.

Vairāki sprieguma avoti serijā var tikt aizvietoti ar vienu sprieguma avotu, ņemot vērā visu sprieguma avotu kopsummu. Tomēr jāņem vērā polaritāte, kā parādīts zemāk.

Alternātsprieguma Avoti Serijā

Gadījumā ar alternātsprieguma avotiem serijā, sprieguma avoti var tikt saskaitīti vai apvienoti, lai veidotu vienu avotu, ja savienoto avotu leņķa frekvence (ω) ir vienāda. Ja alternātsprieguma avoti, kas savienoti serijā, ir ar dažādām leņķa frekvencēm, tos var saskaitīt, ja caur savienoto avotu strāva ir vienāda.

Serijas Tīklu Sprieguma Lietojumi