Uvuti wa Kihesi katika Mifano ya Tovu
Ni ni Voltages in Series?
Mzunguko wa kipekee au ushirikiano wa kipekee unatafsiriwa kama wakati wa viwango vya umeme vinavyolinkwa pamoja kama mstari katika mzunguko. Katika aina hii ya mzunguko, kuna njia moja tu ya charge kupeleka kwenye mzunguko. Mabadiliko ya potential ya charge kati ya namba mbili katika mzunguko wa umeme kinatafsiriwa kama voltage. Katika makala hii, tutadiskuta kwa undani voltage katika mzunguko wa kipekee.
battery ya mzunguko unatoa nishati kwa charge kupita kwenye battery na kutengeneza potential difference kati ya mwisho wa mzunguko wa nje. Sasa, ikiwa tunapokabiliana na cell ya 2 volts, itatengeneza tofauti ya potential ya 2 volts kwenye mzunguko wa nje.
Thamani ya potential ya umeme kwenye terminali ya chanya ni 2 volts zaidi ya terminali ya hasi. Hivyo, wakati charge inapopita kutoka terminali ya chanya hadi terminali ya hasi, hutoa 2 volts za potential ya umeme.
Hii hutajwa kama voltage drop. Hii hutokea wakati nishati ya umeme ya charge inabadilishwa kwa aina nyingine (mchakato, moto, nuru, ndiyo) wakati ipo kupita kwenye viwango (resistors au mchakato) katika mzunguko.
Ikiwa tunapokabiliana na mzunguko unaomiliki resistor zaidi ya moja uliyolinkwa kwa mfano wa kipekee na unayoweza kupitisha na cell ya 2V, upungufu wa juu wa potential ya umeme ni 2V. Hiyo ni, kutakuwa na voltage drop maalum kwenye resistor zote zilizolinkwa. Lakini tunaweza kuziona kwamba jumla ya voltage drop ya viwango vyote itakuwa 2V ambayo ni sawa na voltage rating ya chanzo cha nishati.
Kwa hesabu, tunaweza kuitafsiri kama
Kwa kutumia Ohm’s law voltage drops maalum yanaweza kutathmini kama
Sasa, tunaweza kubali mzunguko wa kipekee unaojumuisha 3 resistors na unayoweza kupitisha na chanzo cha nishati cha 9V. Hapa, tunafikiria kupata tofauti ya potential kwenye eneo tofauti wakati current inapopita kwenye mzunguko wa kipekee.
Maeneo yamekubaliwa rangi ya nyekundu katika mzunguko chini. Tunajua current inapopita kwenye mzunguko kutoka terminali ya chanya hadi terminali ya hasi. Ishara hasi ya voltage au potential difference inatafsiriwa kama upungufu wa potential kwa sababu ya resistor.
Tofauti ya potential ya umeme ya eneo tofauti katika mzunguko kunaweza kurepresentwa kwa msaada wa diagram ukitatafsiriwa kama electric potential diagram ambayo imeonyeshwa chini.
Katika mfano huu, potential ya umeme kwenye A = 9V kwa sababu ni terminali ya juu. Potential ya umeme kwenye H = 0V kwa sababu ni terminali ya hasi. Wakati current inapopita kwenye chanzo cha nishati cha 9V, charge huenda anaweza kupata 9V ya potential ya umeme, ambayo ni kutoka H hadi A. Wakati current inapopita kwenye mzunguko wa nje, charge hupoteza 9V hii kabisa.
Hapa, hii hutokea kwa hatua tatu. Itakuwa na drop-in voltage wakati current inapopita kwenye resistors lakini hakutakuwa na voltage drop wakati passage inapopita kwenye wire pekee. Hivyo, tunaweza kuziona kwamba kati ya points AB, CD, EF na GH; hakutakuwa na voltage drop. Lakini kati ya points B na C, voltage drop ni 2V.
Hiyo ni source voltage 9V hujanipotiwa 7V. Baada, kati ya points D na E, voltage drop ni 4V. Kwenye point hii, voltage 7V hujanipotiwa 3V. Masharti, kati ya points F na G, voltage drop ni 3V. Kwenye point hii, voltage 3V hujanipotiwa 0V.
Sehemu ya mzunguko kati ya points G na H, hakuna nishati kwa charge. Hivyo, inahitaji energy boost kwa passage kwenye mzunguko wa nje tena. Hii inatoa chanzo cha nishati kama charge inapopita kutoka H hadi A.
Voltage sources zingine voltage sources zinaweza kubadilishwa kwa single voltage source kwa kutumia sum total ya voltage sources zote. Lakini tunapaswa kuchukua kwa kinyume polarity kama inavyoonyeshwa chini.
Chanzo cha Voltage AC katika Mzunguko wa Kipekee
Katika hali ya chanzo cha voltage AC katika mzunguko wa kipekee, chanzo cha voltage zinaweza kuongeza au kuhusishwa pamoja kutengeneza chanzo moja tu kwa sababu angular frequency (ω) ya chanzo chenye mzunguko ni sawa. Ikiwa chanzo cha voltage AC chenye mzunguko wa kipekee ni tofauti angular frequencies, zinaweza kuongeza pamoja kwa sababu current kwenye chanzo chenye mzunguko ni sawa.
Mtumiaji wa Voltage katika Mzunguko wa Kipekee
Mtumiaji wa voltages katika mzunguko wa kipekee ni:
