Sheria ya Kupinda Umoja wa Mwanga: Ni nini?

Electrical4u

Champu: Maelezo ya Kifupi kuhusu Umeme

China

Ni wapi ni Mfumo wa Kupanua Umeme?

Mfumo wa kupanua umeme unadefined kama mwendo wa utaratibu unaotengeneza output ya umeme ambayo ni sehemu ya input yake. Hii hutimizika kwa kuunganisha viwango viwili au zaidi vya circuit vilivyowezekana parallel, umeme katika eneo la kila mzunguko huendelea kutengeneza hivyo kwamba jumla nguvu inayotumiwa katika circuit ni chache.

Kwa maneno mengine, katika circuit parallel, umeme wa supply hunyakua njia nyingi za parallel. Inajulikana pia kama “masharti ya current divider” au “sheria ya current divider”.

Circuit parallel mara nyingi hutitishwa kama mfumo wa kupanua umeme ambao vipengele vyote vinavyoongeza viunganywa kwa njia ambavyo wanaweza kushiriki enda mbili sawa nodes. Hizi hutokana na njia tofauti na mzunguko wa umeme uweze kuyafika.

Hivyo, umeme katika mzunguko wote wa circuit parallel ni tofauti lakini voltage ni sawa kwenye njia zote zinazoweza kujihusisha. i.e. $V_R_1 = V_R_2 = V_R_3$ …. etc. Hivyo basi, hakuna mahitaji ya kutafuta voltage binafsi kila resistor ambayo inawezesha branch currents kutafutwa rahisi kwa KCL (Kirchhoff’s Current Law) na ohm’s law.

Pia, katika mkondo wa kushirikiana, ukingo wa sawa ni daima chini ya chochote kingo cha kibinafsi.

Formula ya Kupata Mzunguko wa Mwendo

Formula ya jumla ya kupata mwendo katika mkondo wa kushirikiana inaweza kutolewa kama

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

Kwenye,

$I_X$ = Mwendo wa mwendo kati ya resistor katika mkondo wa kushirikiana = $\frac{V}{R_X}$

$I_T$ = Mwendo wa juu la mkondo = $\frac{V}{R_T}$

$R_T$ = Uwiano waupinzaniwa mzunguko wa pamoja

$V$ = Umeme katika mzunguko wa pamoja = $I_T R_T$ = $I_X R_X$ (kama umeme unategemeana kwenye vitu vyote vya mzunguko wa pamoja)

Kulingana naimpendansi, mfumo wa aina ya current divider unatoa

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

Kulingana naadmitansi, mfumo wa aina ya current divider unatoa

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

Mfumo wa Kutenganisha Mwendo kwa Utandawazi RCUtandawazi RC

Tumia sheria ya kutenganisha mwendo kwenye utandawazi huu, mwendo wa kutoka kwa resistor unaweza kupewa kwa,

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

Hapa, $Z_C$ = Utekelezaji wa capacitor = $\frac{1}{j\omega C}$

Kwa hivyo tunapata,

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

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

Mipango ya Kaidi ya Mafanikio ya Viwango

Tafakari kuhusu mkurugenzi wa mzunguko wa viwango vya R1 na R2 uliokuwa umefungwa katika chanzo cha umeme cha V volts.

Mfumo wa Kupamba Mwendo wa Mwendo wa Vito

Tumia kuwa mwendo kamili unayofika kwenye mzunguko wa vipeo vilivyopanuliwa ni IT. Mwendo kamili IT hupambwa kwa mbili, I1 na I2 kutokana na I1 ni mwendo unayofikia kwenye vipeo R1 na I2 ni mwendo unayofikia kwenye vipeo R2.

Kwa hiyo, mwendo kamili ni

(1)

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

(2)

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

(3)

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

Sasa, wakati viwango viwili vinavyoambana kulingana na mzunguko, resistor mfano Req unapewa kwa

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

(4)

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

Sasa kutokana na sheria ya Ohm ikiwa ni $I=\frac{V}{R}$ , current inayofika kupitia resistor R1 unapewa kwa

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

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

Kwa utatuzi, kila zinazofika kupitia resistori R2 inaweza kutathmini kwa kutumia

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

(6)

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

kulinganisha taarifa (5) na (6) tunapata,

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

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

Ikiwa tunapopanga thamani ya I1 kwenye mstari (1) tunapata,

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

(7)

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

Sasa ikiwa tunapopanga mstari huu wa I2 kwenye mstari (2), tunapata

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

(8)

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

Kwa hivyo, kutokana na maelezo (7) na (8) tunaweza kusema kuwa umeme katika chochote kitengo ni sawa na uwiano wa upinzani wa kitengo tofauti kwa jumla ya upinzani, mara jumla ya umeme katika mfumo.

Kwa ujumla,

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

Misali ya Current Divider

Current Divider kwa 2 Resistors zinazozunguka pamoja na chanzo cha umeme

Misali 1: Tengeneza kwa kawaida resistors 20Ω na 40Ω zinazozunguka pamoja na chanzo cha umeme cha 20 A. Pata umeme unaofikia kila resistor katika mfumo wa zunguka.

Tofauti za data: R1 = 20Ω, R2 = 40Ω na IT = 20 A

Kasi ya kati ya resistor R1 ni inayotolewa

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

(9)

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

Kasi ya kati ya resistor R2 ni inayotolewa

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

(10)

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

Sasa, ongeza mstari (9) na (10) tunapata,

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

Kwa hivyo kulingana na sheria ya Kirchhoff ya mzunguko wa current, current zote za vitunguu ni sawa na current moja kwa moja. Hivyo, tunaweza kuona kwamba current moja kwa moja (IT) inaelekea kulingana na uwiano uliotathmini kutokana na resistance za vitunguu.

Msimbo wa Current Divider kwa Resistance 2 zinazolynkana na chanzo cha voltage

Mfano 2: Tengeneze resistance 10Ω na 20Ω zinazolynkana na chanzo cha voltage cha 50 V. Pata ukubwa wa current moja kwa moja na current zinazolala kwa kila resistance katika circuit iliyolynkana.

Wakati Unaweza Kutumia Msimbo wa Current Divider

Unaweza kutumia msimbo wa current divider katika mazingira ifuatayo:

Msimbo wa current divider unatumika wakati viwango viwili au zaidi vya circuit vilivyolynkana na chanzo cha voltage au chanzo cha current.

Sheria ya kugawisha umeme inaweza pia kutumika kwa ajili ya kupata mzunguko wa umeme katika vitunguu bila kujua mzunguko wa umeme wa eneo la kima na ukingo wa uwezo sawa.
Wakati viukonge vya mbili vilivyofanikiwa vimeunganishwa kwenye mfumo wa ukoseau, mzunguko wa umeme katika chochote chache cha vitunguu itakuwa sehemu ya mzunguko wa umeme mzima (IT)). Ikiwa viukonge vyote vinavyofanikiwa ni sawa, basi mzunguko wa umeme utagawikana sawa kwa vitunguu vyote.
Wakati viukonge vya tatu au zaidi vilivyofanikiwa vimeunganishwa kwenye mfumo wa ukoseau, basi ukingo wa uwezo sawa (Req.) unatumika kwa ajili ya kugawisha mzunguko wa umeme mzima kwa mzunguko wa umeme wa sehemu kwa kila tungu katika mfumo wa ukoseau.

Chanzo: Electrical4u

Maoni: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.