المحتوى

• لتخطو
• جزء 1 من 4: فهم المصطلحات الأساسية
• جزء 2 من 4: تحديد التيار الكلي لدائرة متسلسلة
• جزء 3 من 4: حساب التيار الكلي في الدوائر المتوازية
• جزء 4 من 4: حل مثال لدوائر متوازية
• نصائح
• مصطلحات

أسهل طريقة لتخيل اتصال متسلسل هي كسلسلة من المكونات. تتم إضافة المكونات بشكل تسلسلي ومحاذاتها. لا يوجد سوى مسار واحد يمكن أن تتدفق من خلاله الإلكترونات والهبوط. بمجرد أن تكون لديك فكرة أساسية عما يستلزمه الاتصال المتسلسل ، يمكنك معرفة كيفية حساب التيار الإجمالي.

لتخطو

جزء 1 من 4: فهم المصطلحات الأساسية

1. تعرف على ما هو التدفق. التيار هو حركة الحاملات المشحونة كهربائيًا مثل الإلكترونات ، تيار الشحنة لكل وحدة زمنية. ولكن ما هي الشحنة وما هو الإلكترون؟ الإلكترون هو جسيم سالب الشحنة. الشحنة هي خاصية للمادة المستخدمة للإشارة إلى ما إذا كان هناك شحنة موجبة أو سالبة. مثل المغناطيس ، تتنافر الشحنات المتساوية مع بعضها البعض وتجذب الرسوم المتباينة بعضها البعض.
   • يمكننا توضيح ذلك بالماء. يتكون الماء من جزيء H2O - والذي يرمز إلى رابطة من ذرتين من الهيدروجين وذرة واحدة من الأكسجين. نعلم أن ذرة الأكسجين واثنين من ذرات الهيدروجين معًا تشكل جزيءًا من الماء (H2O).
   • تتكون المياه المتدفقة من ملايين وملايين من هذا الجزيء. يمكننا مقارنة كمية المياه المتدفقة مع التيار الكهربائي ؛ الجزيء مع الإلكترون. والشحنة مع الذرات.
2. افهم ما يشير إلى الجهد. الجهد هو "القوة" التي تحرك التيار. لتوضيح الجهد بشكل أفضل ، نستخدم البطارية كمثال. يوجد داخل البطارية سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تسبب تراكم الإلكترونات في القطب الموجب للبطارية.
   • الآن إذا قمنا بربط نقطة التوصيل الموجبة للوسيط (مثل السلك) بالطرف السالب للبطارية ، فستبدأ الإلكترونات في التحرك بعيدًا عن بعضها البعض ، لأنه ، كما ذكرنا سابقًا ، تتنافر الشحنات المتساوية مع بعضها البعض.
   • بالإضافة إلى ذلك ، بسبب قانون حفظ الشحنة (الذي ينص على أن الشحنة الصافية للنظام المعزول يجب أن تظل كما هي) ، ستحاول الإلكترونات موازنة الشحنات بالانتقال من التركيز الأعلى للإلكترونات إلى التركيز الأقل. من القطب الموجب إلى القطب السالب على التوالي.
   • تخلق هذه الحركة فرقًا محتملًا في كل طرف ، والذي يمكننا الآن تسميته بالجهد.
3. اعرف ما هي المقاومة. المقاومة ، من ناحية أخرى ، هي مقاومة بعض العناصر ضد تدفق الشحنة.
   • المقاومات هي عناصر ذات مقاومة كبيرة. يتم وضعها في أماكن معينة داخل دائرة أو دائرة لتنظيم تدفق الشحنة أو الإلكترونات.
   • إذا لم تكن هناك مقاومات ، فلن يتم تنظيم الإلكترونات وقد تتعرض المعدات للشحن الزائد والتلف ، أو تشتعل فيها النيران بسبب السخونة الزائدة.

جزء 2 من 4: تحديد التيار الكلي لدائرة متسلسلة

1. يحدد المقاومة الكلية للدائرة. تخيل قشة تجعلك تشرب. اضغط عليه بعدة أصابع. ماذا تلاحظ؟ سيقل تدفق الماء. يشكل الضغط مقاومة. أصابعك تسد الماء (الذي يمثل التدفق). نظرًا لأن الضغط يحدث في خط مستقيم ، فإنه يحدث في سلسلة. من هذا المثال يتبع المقاومة الكلية للمقاومات على التوالي:
   • R (الإجمالي) = R1 + R2 + R3
2. حدد الجهد الكلي للمقاوم. عادةً ما يتم إعطاء الجهد الإجمالي بالفعل ، ولكن في تلك الحالات التي يتم فيها إعطاء الفولتية الفردية ، يمكننا استخدام المعادلة التالية:
   • V (الإجمالي) = V1 + V2 + V3
   • ولكن لماذا هي كذلك؟ مرة أخرى باستخدام تشبيه القشة ، ماذا تتوقع أن يحدث عندما تضغط على الماصة؟ ثم يتطلب الأمر المزيد من الجهد لإدخال الماء من خلال القش. يتم إنتاج الجهد الإجمالي الذي يجب عليك القيام به من خلال القوة الفردية المطلوبة للقرضات الفردية.
   • تسمى "القوة" التي يتطلبها الجهد ، لأنها تدفع تدفق الماء. لذلك ، من الطبيعي أن ينتج الجهد الكلي عن إضافة الفولتية الفردية عبر كل مقاوم.
3. احسب التيار الكلي على النظام. مرة أخرى باستخدام تشبيه المصاصة: هل تغير أي شيء في كمية الماء على الرغم من عصر المصاصة؟ لا. على الرغم من أن معدل تناولك للماء قد تغير ، فإن كمية الماء التي يمكنك شربها ظلت كما هي. وإذا نظرت عن كثب إلى كمية الماء التي تدخل وتخرج ، فإن القرصات هي نفسها ، لأن سرعة الماء ثابتة ، لذلك يمكننا أن نقول:
   • I1 = I2 = I3 = I (الإجمالي)
4. تذكر قانون أوم. لكنك لم تصل بعد! تذكر ، ليس لدينا أي من هذه البيانات ، لكن يمكننا استخدام قانون أوم ، ونسبة الجهد ، والتيار ، والمقاومة:
   • V = IR
5. حاول عمل مثال. ثلاث مقاومات ، R1 = 10Ω ، R2 = 2Ω و R3 = 9Ω متصلة على التوالي. جهد 2.5 فولت على الدائرة. احسب التيار الكلي في الدائرة. أولاً ، لنحسب المقاومة الإجمالية:
   • R (الإجمالي) = 10 Ω R2 + 2 Ω R3 + 9 Ω
   • هكذا R (المجموع) = 21 Ω
6. استخدم قانون أوم لحساب التيار الكلي:
   • V (إجمالي) = I (إجمالي) × R (إجمالي)
   • I (total) = V (total) / R (total)
   • أنا (الإجمالي) = 2.5 فولت / 21 Ω
   • أنا (المجموع) = 0.1190 أ.

جزء 3 من 4: حساب التيار الكلي في الدوائر المتوازية

1. افهم ما هي الدائرة المتوازية. كما يوحي الاسم ، تتكون الدائرة المتوازية من مكونات مرتبة بطريقة متوازية. يستخدم هذا العديد من الأسلاك ، مما يخلق مسارات لإجراء التيار.
2. احسب الجهد الكلي. نظرًا لأننا غطينا بالفعل المصطلحات المختلفة في القسم السابق ، يمكننا الآن المتابعة مباشرة إلى الحسابات. على سبيل المثال ، خذ أنبوبًا بفرعين ، كل منهما بقطر مختلف. لكي يتدفق الماء في كلا الأنبوبين ، هل يتعين عليك استخدام قوى غير متكافئة في كل من الأنابيب؟ لا. ما عليك سوى طاقة كافية لتدفق المياه. لذلك ، باستخدام القياس على أن الماء هو التيار والقوة هي الجهد ، يمكننا أن نقول:
   • V (الإجمالي) = V1 + V2 + V3
3. احسب المقاومة الكلية. افترض أنك تريد تنظيم تدفق المياه عبر كلا الأنبوبين. كيف تسد الأنابيب؟ هل تقوم فقط بوضع كتلة في كل فرع أم تضع عدة كتل بطريقة متتالية ، لتتمكن من التحكم في تدفق المياه؟ سيكون عليك أن تفعل هذا الأخير. ينطبق نفس القياس على المقاومات. المقاومات المتصلة في سلسلة تنظم التيار بشكل أفضل بكثير من تلك المرتبة بالتوازي. معادلة المقاومة الكلية في الدائرة المتوازية هي:
   • 1 / R (الإجمالي) = (1 / R1) + (1 / R2) + (1 / R3)
4. احسب التدفق الكلي. بالعودة إلى مثالنا ، يتم تقسيم المياه التي تتدفق من المصدر إلى الشوكة. نفس الشيء ينطبق على الطاقة الكهربائية. نظرًا لوجود العديد من المسارات التي يمكن أن تتدفق من خلالها الشحنة ، يمكنك القول بأنها انقسمت. لا تتلقى المسارات بالضرورة كميات متساوية من الشحنات. يعتمد على مقاومات ومواد المكونات في كل فرع. لذلك ، فإن المعادلة الإجمالية الحالية هي ببساطة مجموع كل التيار في جميع المسارات:
   • أنا (المجموع) = I1 + I2 + I3
   • بالطبع لا يمكننا استخدام هذا حتى الآن ، لأننا لا نعرف بعد التيارات الفردية. في هذه الحالة ، يمكن أيضًا استخدام قانون أوم.

جزء 4 من 4: حل مثال لدوائر متوازية

1. جرب مثالا. 4 مقاومات مقسمة إلى فرعين أو مسارات متصلة بالتوازي. في الفرع 1 نجد R1 = 1 Ω و R2 = 2 Ω ، وفي الفرع الثاني نجد R3 = 0.5 Ω و R4 = 1.5. المقاومات في كل وسادة متصلة في سلسلة. الجهد المطبق عبر الفرع 1 هو 3 فولت. يحدد التيار الكلي.
2. حدد أولاً المقاومة الإجمالية. نظرًا لأن المقاومات في كل فرع متصلة في سلسلة ، فسنحدد أولاً المقاومة الإجمالية عبر كل فرع.
   • R (إجمالي 1 & 2) = R1 + R2
   • R (مجموع 1 & 2) = 1 + 2 Ω
   • R (مجموع 1 & 2) = 3 Ω
   • R (مجموع 3 & 4) = R3 + R4
   • R (إجمالي 3 & 4) = 0.5 + 1.5 Ω
   • R (مجموع 3 و 4) = 2 Ω
3. أدخل هذا في معادلة الاتصال المتوازي. الآن ، نظرًا لأن الفروع متصلة بشكل متوازٍ ، فسنستخدم المعادلة للاتصال المتوازي
   • (1 / R (إجمالي)) = (1 / R (إجمالي 1 & 2)) + (1 / R (إجمالي 3 و 4))
   • (1 / R (إجمالي)) = (1/3 Ω) + (1/2 Ω)
   • (1 / R (إجمالي)) =
   • R (المجموع) = 1.2 Ω
4. حدد الجهد الكلي. الآن احسب الجهد الكلي. نظرًا لأن الجهد الكلي يساوي كل جهد فردي:
   • V (الإجمالي) = V1 = 3 V.
5. استخدم قانون أوم لتحديد التيار الكلي. الآن يمكننا حساب التيار الكلي باستخدام قانون أوم.
   • V (إجمالي) = I (إجمالي) × R (إجمالي)
   • I (total) = V (total) / R (total)
   • أنا (الإجمالي) = 3 فولت / 1.2 Ω
   • أنا (المجموع) = 2.5 أ.

نصائح

• دائمًا ما تكون المقاومة الكلية للدائرة المتوازية أقل من أي مقاوم فردي.

مصطلحات

• الدائرة - تتكون من مكونات (مثل المقاومات والمكثفات والملفات) متصلة بأسلاك يمكن للتيار أن يتدفق من خلالها.
• المقاومات - المكونات التي يمكن أن تقلل أو تقاوم التيار
• التيار - تدفق الشحنة عبر الأسلاك ؛ وحدة أمبير (أ)
• الجهد - العمل لكل وحدة تحميل ؛ وحدة الجهد (V)
• المقاومة - قياس مقاومة أحد المكونات للتيار الكهربائي ؛ وحدة أوم (Ω)