Ծարգիչի կանոնը\: Ինչպե՞ս է սա:

Electrical4u

դաշտ: Հիմնական էլեկտրական

China

Ինչ է հոսանքի բաժանիչը?

Հոսանքի բաժանիչը սահմանվում է որպես գծային շղթա, որը առաջացնում է այնպիսի ելքային հոսանք, որը ներկայացնում է ներառված հոսանքի մի մասը։ Այդ էլ հասնում է երկու կամ ավելի շղթայի տարատեսակների զուգահեռ կապման միջոցով, որոնց հոսանքը յուրաքանչյուր ճյուղում կբաժանվի այնպես, որ շղթայում ծախսվող ընդհանուր էներգիան լինի նվազագույնը։

Այլ կերպ ասած, զուգահեռ շղթայում աղբյուրի հոսանքը բաժանվում է մի քանի զուգահեռ ճանապարհների։ Այն նաև հայտնի է որպես «հոսանքի բաժանման կանոն» կամ «հոսանքի բաժանման օրենք»։

Զուգահեռ շղթան հաճախ անվանում են հոսանքի բաժանիչ, որտեղ բոլոր կոմպոնենտների կողմնորոշումները կապված են այնպես, որ նրանք կիսում են նույն երկու ծայրային հանգույցները։ Այսպիսով, հոսանքի համար առաջանում են տարբեր զուգահեռ ճանապարհներ և ճյուղեր։

Այսպիսով, զուգահեռ շղթայի բոլոր ճյուղերում հոսանքները տարբեր են, բայց բոլոր կապված ճանապարհներում նույն է մնում դիմացի լարումը։ այսինքն. $V_R_1 = V_R_2 = V_R_3$ …. և այլն։ Այսպիսով, անհրաժեշտություն չկա հաշվել յուրաքանչյուր հոսանքի համար առանձին դիմացի լարումը այնպիսի հոսանքի համար, որը կարող է հեշտորեն գտնվել օգտագործելով KCL (Կիրխոֆի հոսանքի օրենք) և Օհմի օրենքը։

Նաև զուգահեռ շղթայում համարժեք դիմանսը միշտ փոքր է ցանկացած առանձին դիմանսից:

Արագության բաժանորդի բանաձև

Արագության բաժանորդի ընդհանուր բանաձևը տրված է հետևյալ կերպ

$\begin{align*} I_X = I_T [\frac {R_T}{R_X}] \end{align*}$

Որտեղ,

$I_X$ = Արագությունը զուգահեռ շղթայում ցանկացած դիմանսով = $\frac{V}{R_X}$

$I_T$ = Շղթայի ընդհանուր արագությունը = $\frac{V}{R_T}$

$R_T$ = Համարժեք էլեկտրական դիմում զուգահեռ շղթայում

$V$ = Զուգահեռ շղթայի վրա գործող լարումը = $I_T R_T$ = $I_X R_X$ (քանի որ զուգահեռ շղթայի բոլոր մասերում լարումը նույնն է)

Անդամացության տերմիններով, հոսանքի բաժանումը տրվում է հետևյալ բանաձևով

$\begin{align*} I_X = I_T [\frac {Z_T}{Z_X}] \end{align*}$

Մուտքայինության տերմիններով, հոսանքի բաժանումը տրվում է հետևյալ բանաձևով

$\begin{align*} I_X = I_T [\frac {Y_X}{Y_T}] \,\,\,\, (as \,\, Z = \frac{1}{Y}) \end{align*}$

Արձանագիրը բաժանման բանաձևը RC զուգահեռ շղթայի համարRC զուգահեռ շղթա

Արձանագիրը բաժանման կանոնը կիրառելով վերը նշված շղթային, սպասարկիչի միջով արձանագիրը տրվում է հետևյալ բանաձևով,

$\begin{align*} I_R = I_T [\frac {Z_C}{R+Z_C}] \end{align*}$

Որտեղ, $Z_C$ = կոնդենսատորի իմպեդանսը = կոնդենսատոր = $\frac{1}{j\omega C}$

Այսպիսով ստանում ենք,

$\begin{align*} \begin{split*} & I_R = I_T [\frac {\frac{1}{j\omega C}}{R+\frac{1}{j\omega C}}]\\ = I_T [\frac {\frac{1}{j\omega C}}{\frac{j\omega CR+1}{j\omega C}}]\\ \end{split*} \end{align*}$

$\begin{align*} I_R = I_T [\frac{1}{1+j\omega RC}] \end{align*}$

Հոսանքի բաժանման կանոնի ծագումը

Դիցուք ունենք երկու հաջորդական կոնդենսատորներ R₁ և R₂, որոնք միացված են V վոլտայի էլեկտրական փոխանցման աղյուսակի վրա:

Սահմանափակ հոսանքի բաժանիչ շղթա

Ենթադրենք, որ հոսանքը, որը մուտք է գործում սահմանափակ դիմադրությունների զուգահեռ կոմբինացիային, հավասար է IT-ի: Ընդհանուր հոսանքը IT-ն բաժանվում է երկու մասի՝ I1 և I2, որտեղ I1-ը հոսանքն է, որը անցնում է R1 դիմադրությունով, իսկ I2-ը հոսանքն է, որը անցնում է R2 դիմադրությունով:

Այսպիսով, ընդհանուր հոսանքը հավասար է

(1)

$\begin{equation*} I_T = I_1+I_2 \end{equation*}$

կամ

(2)

$\begin{equation*} I_1 = I_T-I_2 \end{equation*}$

կամ

(3)

$\begin{equation*} I_2= I_T-I_1 \end{equation*}$

Այժմ, երբ երկու դիմանցի կապված են զուգահեռ, համարժեք դիմանցը Req տրվում է հետևյալ բանաձևով

$\begin{align*} R_e_q = R_1 // R_2 \end{align*}$

(4)

$\begin{equation*} R_e_q = \frac {R_1 * R_2}{R_1 + R_2} \end{equation*}$

Այժմ, Օհմի օրենքի համաձայն, այսինքն $I=\frac{V}{R}$ , դիմանցի R1-ով հոսանքը տրվում է հետևյալ բանաձևով

$\begin{align*} I_1 = \frac{V}{R_1} \end{align*}$

$\begin{equation*} V = I_1 R_1 \end{equation*}$

Նույն ձևով, հոսանքը դիմացի էլեկտրական դիմադրություն R2-ով տրվում է հետևյալ բանաձևով

$\begin{align*} I_2 = \frac{V}{R_2} \end{align*}$

(6)

$\begin{equation*} V = I_2 R_2 \end{equation*}$

համեմատելով (5) և (6) հավասարումները, ստանում ենք,

$\begin{align*} V = I_1 R_1 = I_2 R_2 \end{align*}$

$\begin{align*} I_1 = I_2 \frac{R_2}{R_1} \end{align*}$

Այս I₁-ի արժեքը հավասարման (1) մեջ տեղադրելուց ստանում ենք,

$\begin{align*} \begin{split*} & I_T = I_2\frac{R_2}{R_1}+I_2\\ = I_2 [\frac{R_2}{R_1}+1]\\ = I_2 [\frac{R_2+R_1}{R_1}] \end{split*} \end{align*}$

(7)

$\begin{equation*} I_2 = I_T [\frac{R_1}{R_1+R_2}]\end{equation*}$

Այժմ այս I₂-ի հավասարումը տեղադրենք հավասարման (2) մեջ, և ստանում ենք

$\begin{align*} \begin{split*} & I_1 = I_T - I_T [\frac{R_1}{R_1+R_2}]\\ = I_T [1-\frac{R_1}{R_1+R_2}]\\ = I_T [\frac{R_1+R_2-R_1}{R_1+R_2}] \end{split*} \end{align*}$

(8)

$\begin{equation*} I_1 = I_T [\frac{R_2}{R_1+R_2}] \end{equation*}$

Այսպիսով, (7) և (8) հավասարումներից կարող ենք ասել, որ ցանկացած ճյուղում հոսանքը հավասար է դիմացի ճյուղի դիմադրության հարաբերությանը ընդհանուր դիմադրության արժեքին բազմապատկած շղթայի ընդհանուր հոսանքով։

Ընդհանուր առմամբ,

$\,\,Branch\,\,Current\,\,=\,\,Total\,\,Current*(\frac{resistance\,\,of\,\,opposite\,\,branch}{sum\,\,of\,\,the\,\,resistance\,\,of \,\,the\,\,two\,\,branch})$

Հոսանքի բաժանման օրինակներ

Հոսանքի բաժանման օրինակ 2 դիմադրությունների համազոր համար հոսանքի աղբյուր համար

Օրինակ 1: Դիցուք 20Ω և 40Ω դիմադրությունները միացված են հոսանքի աղբյուրի հետ 20 A հոսանքով։ Գտնել յուրաքանչյուր դիմադրության միջով հոսանքը զուգահեռ շղթայում։

Տվյալ տվյալները՝ R1 = 20Ω, R2 = 40Ω և IT = 20 A

R-ի միջոցով հոսանքը 1 տրվում է

$\begin{align*} \begin{split} & I_1 = I_T [\frac{R_2}{R_1+R_2}] = 20[\frac{40}{20+40}] = 20[\frac{40}{60}] = 20[0.67] =13.33 A \end{split} \end{align*}$

(9)

$\begin{equation*} I_1 = 13.33 A \end{equation*}$

R-ի միջոցով հոսանքը 2 տրվում է

$\begin{align*} \begin{split} & I_2 = I_T [\frac{R_1}{R_1+R_2}] = 20[\frac{20}{20+40}] = 20[\frac{20}{60}] = 20[0.33] =6.67 A \end{split} \end{align*}$

(10)

$\begin{equation*} I_2 = 6.67 A \end{equation*}$

Հիմա գումարենք հավասարումները (9) և (10), կստանանք,

$\begin{align*} I_1 + I_2 = 13.33 + 6.67 = 20 A = I_T \end{align*}$

Այսպիսով, Կիրխոֆի հոսանքի կանոնի համաձայն, բոլոր ճյուղերի հոսանքը հավասար է ընդհանուր հոսանքին։ Այսպիսով, կարող ենք տեսնել, որ ընդհանուր հոսանքը (IT) բաժանվում է ճյուղերի դիմադրություններով որոշված հարաբերությամբ։

Հոսանքի բաժանման կանոնը երկու դիմադրությունների համազոր շղթայում նախատեսված լարման աղբյուրի համար

Օրինակ 2: Դիցուք երկու դիմադրություններ 10Ω և 20Ω միացված են համազոր շղթայում լարման աղբյուրի հետ լարման աղբյուր 50 V-ով։ Որոշեք ընդհանուր հոսանքի մեծությունը և յուրաքանչյուր դիմադրությունով անցնող հոսանքը համազոր շղթայում։

Երբ կարող եք օգտագործել հոսանքի բաժանման կանոնը

Հոսանքի բաժանման կանոնը կարող եք օգտագործել հետևյալ դեպքերում.

Հոսանքի բաժանման կանոնը օգտագործվում է, երբ երկու կամ ավելի շղթայի տարրեր միացված են համազոր շղթայում լարման աղբյուրի կամ հոսանքի աղբյուրի հետ։

Ընդհատ հոսանքի կանոնը կարելի է օգտագործել նաև առանձին ճյուղային հոսանքները որոշելու համար, երբ հայտնի են կայանած շղթայի ընդհանուր հոսանքը և համարժեք դիմադրությունը:
Երբ երկու դիմադրունքներ միացված են զուգահեռ շղթայում, ցանկացած ճյուղում հոսանքը կլինի ընդհանուր հոսանքի (IT) մասը: Եթե երկու դիմադրունքներն էլ նույն արժեքով են, ապա հոսանքը հավասար կբաժանվի երկու ճյուղերի միջև:
Երբ երեք կամ ավելի դիմադրունքներ միացված են զուգահեռ շղթայում, ապա համարժեք դիմադրությունը (Req.) օգտագործվում է ընդհանուր հոսանքը բաժանելու համար զուգահեռ շղթայի յուրաքանչյուր ճյուղի համար:

Աղբյուր՝ Electrical4u

Հայտարարություն՝ Պահպանել օրիգինալը, լավ հոդվածները արժե կիսվել, եթե կա իրավունքի խախտում խնդրում ենք կոնտակտակալ հեռացնել: