Voltan dalam Rangkaian Siri
Apakah Voltan dalam Siri?
Litar siri atau sambungan siri merujuk kepada apabila dua atau lebih komponen elektrik disambungkan bersama dalam susunan seperti rantaian dalam litar. Dalam litar ini, hanya terdapat satu cara untuk muatan melewati litar. Perbezaan potensial muatan di antara dua titik dalam litar elektrik dikenali sebagai voltan. Dalam artikel ini, kita akan membincangkan secara mendalam voltan dalam litar siri.
Bateri litar menyediakan tenaga untuk muatan melewati bateri dan mencipta perbezaan potensial di antara hujung litar luar. Sekarang, jika kita mengandaikan sel 2 volt, ia akan mencipta perbezaan potensial 2 volt di sepanjang litar luar.
Nilai potensial elektrik pada terminal positif adalah 2 volt lebih tinggi daripada terminal negatif. Jadi, apabila muatan mengalir dari terminal positif ke terminal negatif, ia menyebabkan kerugian 2 volt dalam potensial elektrik.
Ini dikenali sebagai jatuh voltan. Ini berlaku apabila tenaga elektrik muatan ditukar menjadi bentuk lain (mekanikal, haba, cahaya dll) semasa melalui komponen (resistor atau beban) dalam litar.
Jika kita mempertimbangkan litar dengan lebih dari satu resistor yang disambungkan dalam siri dan dikuasakan dengan sel 2V, jumlah kerugian potensial elektrik adalah 2V. Itu bermaksud, akan ada jatuh voltan tertentu pada setiap resistor yang disambungkan. Tetapi kita dapat melihat bahawa jumlah jatuh voltan semua komponen akan menjadi 2V yang setara dengan voltan pengecasan sumber kuasa.
Secara matematik, kita boleh mengekspresikannya sebagai
Dengan menggunakan Hukum Ohm, jatuh voltan individu boleh dikira sebagai
Sekarang, kita boleh mengandaikan litar siri yang terdiri daripada 3 resistor dan dikuasakan oleh sumber tenaga 9V. Di sini, kita akan mencari perbezaan potensial pada lokasi yang berbeza semasa aliran arus sepanjang litar siri.
Lokasi tersebut ditandakan dengan warna merah dalam litar di bawah. Kita tahu arus mengalir dari terminal positif ke terminal negatif sumber. Tanda negatif voltan atau perbezaan potensial mewakili kerugian potensial akibat resistor.
Perbezaan potensial elektrik titik-titik yang berbeza dalam litar boleh diwakili dengan bantuan gambarajah yang dipanggil gambarajah potensial elektrik yang ditunjukkan di bawah.
Dalam contoh ini, potensial elektrik pada A = 9V kerana ia adalah terminal dengan potensial yang lebih tinggi. Potensial elektrik pada H = 0V kerana ia adalah terminal negatif. Apabila arus melewati sumber kuasa 9V, muatan mendapat 9V potensial elektrik, dari H ke A. Semasa arus melewati litar luar, muatan kehilangan 9V sepenuhnya.
Di sini, perkara ini berlaku dalam tiga langkah. Terdapat jatuh voltan apabila arus melewati resistor tetapi tidak ada jatuh voltan apabila perjalanan melalui wayar sahaja. Jadi, kita dapat melihat bahawa antara titik AB, CD, EF dan GH; tidak ada jatuh voltan. Tetapi antara titik B dan C, jatuh voltan adalah 2V.
Itu bermaksud voltan sumber 9V menjadi 7V. Seterusnya, antara titik D dan E, jatuh voltan adalah 4V. Pada titik ini, voltan 7V menjadi 3V. Akhirnya, antara titik F dan G, jatuh voltan adalah 3V. Pada titik ini, voltan 3V menjadi 0V.
Bahagian litar antara titik G dan H, tidak ada tenaga untuk muatan. Jadi, ia memerlukan dorongan tenaga untuk perjalanan melalui litar luar sekali lagi. Ini disediakan oleh sumber kuasa apabila muatan melewati dari H ke A.
Beberapa sumber voltan dalam siri boleh digantikan dengan sumber voltan tunggal dengan mengambil jumlah keseluruhan sumber voltan. Tetapi kita perlu mempertimbangkan polariti seperti yang ditunjukkan di bawah.
Sumber Voltan AC dalam Siri
Dalam kes sumber voltan AC dalam siri, sumber voltan boleh ditambah atau digabungkan menjadi sumber tunggal dengan syarat frekuensi sudut (ω) sumber-sumber yang disambungkan adalah identik. Jika sumber voltan AC yang disambungkan dalam siri mempunyai frekuensi sudut yang berbeza, ia boleh ditambah bersama-sama dengan syarat arus melalui sumber-sumber yang disambungkan adalah sama.
Penggunaan Voltan dalam Litar Siri
Penggunaan voltan dalam litar siri termasuk:
