Σειρά Διατάξεις Αντιστάσεων και Κυψελών
Εισαγωγή
Η γραφική αναπαράσταση του ηλεκτρικού κυκλώματος είναι γνωστή ως διάγραμμα κυκλώματος. Σε ένα διάγραμμα κυκλώματος, τα βασικά εξαρτήματα είναι κυψέλη/μπαταρία, αντίσταση, αμπερόμετρο, βολτόμετρο, ηλεκτρική συσκευή και διακόπτης. Το κύτταρο είναι η γεννήτρια ηλεκτρικής ενέργειας μέσω μιας χημικής αντίδρασης. Σκοπός του είναι να διατηρεί μια διαφορά δυναμικού έτσι ώστε να εξασφαλίζεται η συνεχής ροή του ρεύματος. Ταυτόχρονα, αντίσταση είναι ο περιορισμός που προσφέρεται στη ροή του ρεύματος. Αυτό το άρθρο στοχεύει να παρέχει μια γενική γνώση της σειράς διάταξης της αντίστασης και των κυττάρων.
Εσωτερική αντίσταση του κυττάρου
Σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα, μπορεί να υπάρχουν δύο τύποι αντίστασης. Η κανονική αντίσταση είναι η συνήθης αντίσταση που προσφέρεται. Το επόμενο είναι η αντίσταση μέσα στην ίδια την μπαταρία, γνωστή ως εσωτερική αντίσταση.
Η εσωτερική αντίσταση είναι ένα εμπόδιο στη ροή του ρεύματος λόγω των ηλεκτροδίων του στοιχείου. Βρίσκεται στην μπαταρία ή στην κυψέλη.
Η εσωτερική αντίσταση του στοιχείου εξαρτάται από:
- Φύση του ηλεκτρολύτη
- Συγκέντρωση ηλεκτρολύτη
- Απόσταση μεταξύ των ηλεκτροδίων
- Διαφέρει αντίστροφα από τη θερμοκρασία
Τύποι διάταξης αντίστασης και κυψέλης
Υπάρχουν δύο βασικοί και εύκολοι τρόποι σύνδεσης ή διάταξης των κυψελών και της αντίστασης σε ένα διάγραμμα κυκλώματος. Αυτά είναι:
- Συνδυασμός σειράς
- Παράλληλος συνδυασμός
Σε αυτό το άρθρο, θα μάθουμε για τη σειρά διάταξης της αντίστασης και των κυττάρων. Αλλά πριν από αυτό, θα θυμηθούμε τον νόμο του Ohm. Το οποίο αναφέρει ότι:
"Το ρεύμα που διαρρέει ένα κύκλωμα είναι ευθέως ανάλογο με τη διαφορά δυναμικού κατά μήκος του ακροδέκτη της κυψέλης .»
Μαθηματικά, παίρνουμε:
V ∝ I
V =IR
Εδώ,
V είναι η διαφορά δυναμικού
Είμαι ο τρέχων
R είναι η αντίσταση
Σειρά διάταξη των κυττάρων
Όταν οι κυψέλες σε ένα κύκλωμα συνδέονται από άκρη σε άκρη, η διάταξη είναι ένας συνδυασμός σειράς. Το ίδιο ρεύμα διέρχεται από κάθε κελί.
Έτσι, εάν ένα κύκλωμα έχει «n» αριθμό κυψελών με emf E1, E2 έως En, συνδυασμένα μαζί, τότε το ενεργό (συνολικό) emf του κελιού E γίνεται:
E =E1 + E2 + E3+……..+En
Σειρά Arrangement of Resistance
Σε μια σειριακή διάταξη της αντίστασης, όλες οι αντιστάσεις συνδέονται από άκρη σε άκρη. Επομένως, το ίδιο ρεύμα διαρρέει όλη την αντίσταση, αλλά η πτώση δυναμικού διαφέρει.
Αν έχουμε «n» αριθμό αντίστασης συνδεδεμένο σε σειρά. Οι επιμέρους αντιστάσεις είναι R1, R2, R3, . . . . . , Rn και οι πιθανές πτώσεις είναι V1, V2, V3, . . . , V3.
Χρησιμοποιώντας το νόμο του Ohm, έχουμε ένα συνολικό δυναμικό του κυκλώματος όπως:
V=IR
Η πιθανή πτώση στις μεμονωμένες αντιστάσεις θα είναι:
V1=IR1
V2=IR2
V3=IR3
……..
Vn =IRn
Επομένως, το συνολικό δυναμικό θα ήταν:
V =V1+V2+V3+…….+ Vn
IR =IR1+ IR2+IR3+…….+ IRn
R =R1+ R2+R3+…….+ Rn
Αυτός είναι ο τύπος της συνολικής αντίστασης στον συνδυασμό σειράς.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του συνδυασμού σειράς κυψελών και αντίστασης
Υπάρχουν διάφορα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της σύνδεσης κυψελών και αντίσταση σε έναν συνδυασμό σειράς. Τα πλεονεκτήματα είναι τα εξής:
- Δεν θερμαίνονται τόσο αποτελεσματικά, επομένως, οποιοσδήποτε εκρηκτικός μηχανισμός δεν πιάνει φωτιά όταν βρίσκεται κοντά στο κύκλωμα.
- Το ρεύμα παραμένει το ίδιο σε όλο το συνδυασμό, επομένως, όλες οι συνδεδεμένες συσκευές λαμβάνουν επαρκή ποσότητα ρεύματος.
Ωστόσο, εκτός από αυτά τα λίγα πλεονεκτήματα, υπάρχουν διάφορα μειονεκτήματα στη σύνδεση των κυψελών και αντίσταση σε συνδυασμό σε σειρά. Αυτά είναι:
- Το πιο σημαντικό μειονέκτημα του συνδυασμού σειράς είναι ότι οποιαδήποτε θραύση ή σφάλμα στη συσκευή διακόπτει εντελώς την τρέχουσα παροχή για όλες τις άλλες συσκευές.
- Ένας συνδυασμός σειράς χρειάζεται περισσότερη καλωδίωση για να ολοκληρωθεί το κύκλωμα και η τάση δεν μπορεί να αυξηθεί. Για να αυξήσετε την τάση, πρέπει να μειώσετε την αντίσταση.
Λυμένα παραδείγματα
- Βρείτε την αντίσταση που προκύπτει για το δεδομένο κύκλωμα .
Λύση:
R1 =5 ohm
R2 =3 ohm
R3 =2 ohm
Η προκύπτουσα αντίσταση του κυκλώματος θα είναι:
R =R1 + R2 + R3
R =5 + 3 + 2
R =10 ohm
- Βρείτε το ρεύμα που διαρρέει το κύκλωμα.
V =40 V
R1 =6 ohm
R2 =4 ohm
Προκύπτουσα αντίσταση του κυκλώματος:
R =R1 + R2
R =6 + 4 ohm
R =10 ohm
Σύμφωνα με το νόμο του Ohm:
V =IR
I =VR
I =4010
I =4 A
- Εάν τρία κελιά με emf 3 V, 2V και 4V συνδέονται σε σειρά, ποιο θα ήταν το συνολικό emf του κελιού.
Λύση :Τα κελιά είναι συνδεδεμένα σε σειρά, επομένως το συνολικό emf θα είναι:
E =E1 + E2 + E3
E =3 + 2 + 4
E =9 V
Συμπέρασμα
Η αντίσταση είναι η αντίθεση που προσφέρει το καλώδιο στο ρεύμα. Η αντίσταση εξαρτάται από την περιοχή του σύρματος, το μήκος και τη θερμοκρασία του σύρματος. Υπάρχουν δύο πιθανοί τρόποι διάταξης κυψέλης και αντίστασης:παράλληλος και σειριακός συνδυασμός.
Ο συνδυασμός σειράς είναι αυτός στον οποίο τα κύτταρα και η αντίσταση συνδέονται από άκρη σε άκρη. Αυτό το είδος διάταξης έχει ορισμένα μειονεκτήματα. Το κύριο μειονέκτημα είναι ότι οποιοδήποτε σφάλμα στο κύκλωμα μπορεί να διαταράξει την πλήρη σύνδεση. Γι' αυτό προτιμώνται οι παράλληλοι συνδυασμοί.
