Napon u serijskim kruznicama

Šta su naponi u seriji?

Serija ili serijska veza odnosi se na situaciju kada su dva ili više električnih komponenta povezana lančanom aranžmanom unutar kruga. U ovakvom krugu postoji samo jedan put za prolaženje naboja. Potencijalna razlika napona između dve tačke u električnom krugu poznata je kao napon. U ovom članku detaljno ćemo diskutovati o naponima u serijskom krugu.

Baterija kruga pruža energiju za prolaz naboja kroz bateriju i stvaranje baterije potencijalne razlike između krajeva spoljnog kruga. Ako pretpostavimo celiju od 2 volta, ona će stvoriti potencijalnu razliku od 2 volta između krajeva spoljnog kruga.

Vrednost električnog potencijala na pozitivnom terminalu je 2 volta veća od negativnog terminala. Dakle, kada naboj teče sa pozitivnog na negativni terminal, to dovodi do gubitka 2 volta električnog potencijala.

Ovo se naziva pad napon. Ovo se dešava kada se električna energija naboja pretvara u neku drugu formu (mehaničku, toplotnu, svetlosnu itd.) dok prolazi kroz komponente (otpornike ili opterećenje) u krugu.

Ako razmotrimo krug sa više od jednog otpornika povezanog u seriju i ishranjenog sa 2V celijom, ukupan gubitak električnog potencijala je 2V. To znači da će biti određeni pad napon u svakom povezanom otporniku. Međutim, možemo videti da zbir padova napona svih komponenti biće 2V, što je ekvivalentno napon ocene izvora struje.

Matematički, možemo to izraziti kao

Korišćenjem Ohmovog zakona individualni padovi napona mogu se izračunati kao

Sada, možemo pretpostaviti da serijski krug sastoji se od 3 otpornika i ishranjen je sa 9V izvorom energije. Ovdje ćemo odrediti potencijalnu razliku na različitim lokacijama tokom prolaska struja kroz serijski krug.

Lokacije su označene crvenom bojom u krugu ispod. Znamo da struja prolazi u smeru od pozitivnog terminala prema negativnom terminalu izvora. Negativan znak napona ili potencijalne razlike predstavlja gubitak potencijala zbog otpornika.

Električna potencijalna razlika različitih tačaka u krugu može se prikazati pomoću dijagrama koji se zove dijagram električnog potencijala, prikazan ispod.

U ovom primeru, električni potencijal u A = 9V jer je to viši potencijalni terminal. Električni potencijal u H = 0V jer je to negativni terminal. Kada struja prolazi kroz 9V izvor struje, naboj dobija 9V električnog potencijala, od H do A. Dok struja prolazi kroz spoljni krug, naboj potpuno gubi ova 9V.

Ovdje, ovo se dešava u tri koraka. Doći će do pada napona kada struja prolazi kroz otpornike ali ne dolazi do pada napona kada prolaz je kroz samo žicu. Dakle, možemo videti da između tačaka AB, CD, EF i GH; ne dolazi do pada napona. Ali između tačaka B i C, pad napon je 2V.

To jest, izvorna struja 9V postaje 7V. Sledeće, između tačaka D i E, pad napon je 4V. U tom trenutku, napon 7V postaje 3V. Na kraju, između tačaka F i G, pad napon je 3V. U tom trenutku, napon 3V postaje 0V.

Dio kruga između tačaka G i H, nema energije za naboj. Dakle, potrebno je podizanje energije za prolaz kroz spoljni krug opet. To pruža izvor struje kako naboj prolazi od H do A.

Više izvora napona u seriji može se zameniti jednim izvorom napona uzimajući sumu svih izvora napona. Međutim, moramo uzeti u obzir polaritet kako je prikazano ispod.

AC izvori napona u seriji

U slučaju AC izvora napona u seriji, izvori napona mogu biti dodati ili kombinovani da bi formirali jedan izvor, pod uslovom da su kutne frekvencije (ω) povezanih izvora identične. Ako su AC izvori napona povezani u seriji različite kutne frekvencije, mogu biti dodati zajedno pod uslovom da je struja kroz povezane izvore ista.

Primena napona u serijskim krugovima

Primenjivanje napona u serijskim krugovima uključuje:

• <