يتم توصيل مصدرين حاليين متطابقين بشكل متوازٍ. إقليم المعلومات الكهربائية WEBSOR

تنشأ الحاجة إلى التوصيل المتوازي لمصادر الطاقة (PS) عادةً لأحد الأسباب التالية:

التكرار في SP لزيادة موثوقية المعدات الإلكترونية الراديوية ؛

زيادة الطاقة الناتجة الإجمالية لعنوان IP.

الأمثلة لكلتا الحالتين واضحة ومعروفة من الممارسة. لذلك ، يتم استخدام التكرار IP في المعدات العسكرية وخطوط النقل والسكك الحديدية والنقل الكهربائي. في الحياة اليومية ، يمكن تسمية حجز IP باستخدام المصادر مصدر طاقة غير منقطع(UPS) في أجهزة الأمن والإنذار ، وكذلك في تكنولوجيا الكمبيوتر. زيادة انتاج الطاقة

عبر اتصال موازية IP له ما يبرره لتشغيل حمولة قوية ، على سبيل المثال ، جهاز إرسال لاسلكي (جهاز الإرسال والاستقبال) باستهلاك حالي أقصى يزيد عن 20 أمبير.

في معظم الحالات ، يتطلب الاتصال الموازي للمصادر تنفيذ وظيفة التوزيع الحالية بينهما.

حماية المصادر بدون التوزيع الحالي

غالبًا ما تكون هذه الحماية ضرورية عندما يكون من الضروري تجنب التلف غير المرغوب فيه للأجهزة الإلكترونية بسبب انقطاع التيار الكهربائي. لهذا الغرض ، يتم توصيل اثنين من PIs بالتوازي بالطريقة الموضحة في الشكل. 1.32.

أرز. 1.32. طريقة الاتصال المتوازي SP

لنفترض أن IP-2 مضبوط على جهد خرج أقل بالنسبة لـ IP-1. لذلك ، فقط مصدر الطاقة الأول PS1 يوفر التيار للحمل ، حيث أن الصمام الثنائي التسلسلي فقط هو الذي يقوم بالتيار.

يتم إنشاء الطاقة على الحمل بواسطة IP واحد فقط ، ولا يتم مضاعفتها. جهد الحمل يساوي جهد مصدر الطاقة مطروحًا منه انخفاض الجهد عبر الصمام الثنائي (U „- U n. uVD i) -

في الوقت نفسه ، يكون IP-2 في وضع الاستعداد بجهد منخفض ، وفي حالة توقف IP-1 ، فإنه يوفر التيار للحمل بدلاً من ذلك.

مع مثل هذا المخطط لتوصيل المصادر ، يتناقص الجهد عند الحمل مع زيادة تيار الحمل (تنظيم الحمل) ، و

يزداد الجهد عبر الصمام الثنائي الموصّل مع زيادة التيار ("توزيع التيار الطبيعي").

العيب الرئيسي لهذا المخطط هو عدم استقرار الجهد عند الحمل. عند تغيير تيار الحمل (LOAD REGULATION) ، يتقلب انخفاض الجهد عبر الصمام الثنائي من حوالي 0 فولت دون تحميل إلى 0.6 فولت تحت الحمل.

هذا الانخفاض في الجهد يقلل الجهد عبر الحمل كدالة لتيار الخرج. لذلك ، لا يتم استخدام هذا التكوين عند الفولتية أقل من 12 فولت ، عندما يكون انخفاض الجهد عبر الصمام الثنائي جزءًا مهمًا من جهد الخرج.

في هذه الدائرة ، نظرًا للاختلاف في الفولتية المصدر ، لا يمكن تطبيق خطوط تصحيح SENSE ، نظرًا لأن مصدر الطاقة مهيأ لمزيد من جهد منخفضوكونها في وضع الاستعداد ، بعد أن وجدت في خطوط SENSE جهدًا متزايدًا فيما يتعلق بإعدادها ، فإنها ستوقف عملية التحويل على الفور.

حماية المصادر مع التوزيع الحالي

في هذا المخطط ، يتم توصيل خطوط SENSE لكلا المصدرين بالحمل ويتم توصيل خط التوزيع بين مصادر الطاقة.

من أجل الحصول على جهد ثابت عند الحمل أثناء الحماية ، من الضروري إدخال "مشاركة التيار النشط" بين IP. عند توصيل مصادر الطاقة بشكل متوازٍ ، تتم إضافة خط توزيع تيار مخصص لتوصيل محطات إمداد الطاقة المعنية. يتم إجراء هذا الاتصال وفقًا للمخطط في الشكل. 1.33

أرز. 1.33 تخطيطي مع خط التوزيع الحالي

الحالي (الكمبيوتر). يعطي كل من مصادر الطاقة الحمل نصف قوتها.

يجب ضبط مصادر الجهد قدر الإمكان أقرب صديقلصديق ومقاومة توصيل الأسلاكمن كل مصدر للحمل يجب أن تكون متساوية مع بعضها البعض.

يسمح لك هذا التكوين بالاتصال بالتوازي أكثر من SP (N + 1) ، عند تشغيل SP احتياطي إضافي ، والذي ، في حالة فشل أحد المصادر ، يبدأ العمل بدلاً من المصدر الفاشل.

مبدأ تشغيل الجهاز مع المشاركة الحالية النشطة

يراقب خرج MT الجهد من خلال مقارنة الجهد المقاس على خطوط SENSE بجهد مرجعي داخلي. لكي يتمكن المصدر من مشاركة التيار بشكل فعال مع مصدر آخر ، يجب أن يتلقى باستمرار معلومات حول تياره الحالي وعن تيار المصدر الآخر. يقوم المصدر بمعالجة واستخدام هذه المعلومات أثناء التحكم في جهد الخرج وتنظيمه. في هذه الحالة ، إذا كان تيار المصدر مرتفعًا جدًا ، سيبدأ جهد الخرج في الانخفاض ، والعكس صحيح. في الواقع ، يتم تلقي معلومات حول الفرق الحالي بين المصدرين ، في حالة وجود فرق تيار موجب ، يجب خفض جهد المنبع ، وفي حالة وجود فرق سلبي ، يجب زيادة هذا الجهد. في نفس الوقت ، يتلقى مصدر الطاقة المجاور معلومات معكوسة في الإشارة ويقوم بتنفيذ الإجراء العكسي. هذه هي الطريقة التي يتم بها موازنة تيارات المصدر.

مع اتصال متوازي لأكثر من مصدرين للطاقة ، يكون عدد المتغيرات المشاركة في عملية توزيع التيار بينهما كبيرًا (يحتاج كل مصدر إلى معلومات حول تياره وتيار جميع المصادر الأخرى). نظرًا لأن كل مصدر يتحكم وينظم جهد الخرج والتيار بناءً على جميع المتغيرات ، فهناك خطر من أن تصبح حلقة التحكم المعقدة هذه غير مستقرة ، وبالتالي فإن عدد المصادر المتصلة بالتوازي في مثل هذا الاتصال محدود.

ملامح الدائرة الكهربائية

في الواقع ، يمثل كل مصدر طاقة مصدر جهد ، اعتمادًا على تياره. يتم توصيل الطرف الموجب لجهد الخرج بنقطة التحكم في جهد الخرج ، ويتم توصيل الطرف السالب لجهد الخرج بالطرف السالب لجهد الخرج لمصدر الطاقة المجاور. يؤثر الفرق بين V (I1) و V (I2) على توزيع الجهد بين المصادر بحيث إذا كان موجبًا ، يجب أن ينخفض جهد الخرج للمصدر الأول للحفاظ على الموضع عندما تكون نقطة التحكم مساوية للجهد المرجعي.

مُجَمَّع إلى عن على الحصول على المزيد من القوة

للحصول على طاقة عالية من مصدرين للطاقة ، يتم توصيلهما وفقًا للمخطط في الشكل. 1.34

أرز. 1.34 الاسلاك الرسم البيانيتوصيل اثنين من مصادر الطاقة بالتوازي

في هذا المخطط ، وكذلك في المخطط السابق ، يتم ربط عناوين IP بواسطة خط توزيع حالي. بدون مشاركة التيار النشط ، لن يعمل الاتصال المتوازي للمصادر بشكل صحيح بسبب الاختلاف الواضح في الفولتية الناتجة لمصدر الطاقة. نتيجة لهذا الاختلاف ، ينتج مصدر طاقة بجهد خرج أعلى أقصى تيار ممكن له عند الخرج.

يؤدي الاتصال بحمل قوي إلى حقيقة أنه في وقت ما الحد الأقصى الحالي IP لا يكفي. عندما يكون التيار محدودًا ، يبدأ جهد المنبع في الانخفاض.

سيؤدي ذلك إلى إجبار مصدر الطاقة بجهد خرج أقل على توفير التيار المتبقي المطلوب. عند تقديم المشاركة الحالية النشطة ، من الضروري التأكد من أن الطاقة الإجمالية لعنوان IP بحيث لا يتطلب أي من المصادر أكثر من 90٪ من الحد الأقصى المحسوب (بالنسبة له) الحالي.

الأساسيات> المهام والإجابات> التيار الكهربائي المباشر

متسقة و اتصال موازيةالمصادر الحالية
حكم كيرشوف

1 أوجد فرق الجهد بين النقطتين أ وب في الرسم البياني الموضح في الشكل. 118. إ. د. المصادر الحاليةه 1 \ u003d 1 فولت و ه 2 \ u003d 1.3 فولت ، مقاومات المقاوم R 1 = 10 أوم و R 2 = 5 أوم.
المحلول:
منذ e 2> e 1 ثم التيار الذي سأتدفق في الاتجاه الموضح في الشكل. 118 ، بينما فرق الجهد بين النقطتين أ وب

2 عنصرين مع البريد. د.ه 1 \ u003d 1.5 ب و ه 2 r1 \ u003d 0.6 أوم و ص 2 \ u003d 0.4 أوم متصلة وفقًا للدائرة الموضحة في الشكل. 119. ما هو فرق الجهد بين النقطتين أ و ب الذي سيظهره الفولتميتر إذا كانت مقاومة الفولتميتر كبيرة مقارنة بالمقاومات الداخلية للعناصر؟

المحلول:
منذ e 2> e 1 ، ثم التيار الذي سأتدفق في الاتجاه الموضح في الشكل. 119. نحن نهمل التيار من خلال الفولتميتر بسبب
حقيقة أن مقاومته كبيرة مقارنة بالمقاومات الداخلية للعناصر. يجب أن يكون انخفاض الجهد عبر المقاومة الداخلية للعناصر مساويًا للفرق e. د. العناصر ، حيث يتم تضمينها تجاه بعضها البعض:
من هنا

الفرق المحتمل بين النقطتين أ وب (قراءة الفولتميتر)

3 عنصرين مع البريد. د.ه 1 \ u003d 1.4B و e 2 = 1.1 فولت والمقاومات الداخليةص = 0.3 أوم و ص 2 \ u003d 0.2 أوم مغلقة بأقطاب متقابلة (الشكل 120). أوجد الجهد عند مشابك العناصر. تحت أي ظروف يكون فرق الجهد بين النقطتين أ وب هو صفر؟

المحلول:

4 مصدرين حاليين مع نفس ه. د.ه = 2 فولت والمقاومات الداخلية r1 = 0.4 أوم و ص 2 = 0.2 أوم متصل على التوالي. في أي مقاومة الدائرة الخارجية R سيكون الجهد عند أطراف أحد المصادر مساويًا للصفر؟

المحلول:
تيار الدائرة

(الشكل 361). الفولتية في أطراف المصادر الحالية

نحصل على حل المعادلتين الأوليين تحت الشرط V1 = 0

الشرط V2 = 0 غير ممكن ، لأن الحل المشترك للمعادلتين الأولى والثالثة يؤدي إلى القيمة R<0.

5 ابحث عن المقاومة الداخلية r1 العنصر الأول في الدائرة الموضحة في الشكل. 121 إذا كان الجهد عند أطرافه صفرًا. المقاومات R 1 \ u003d ZΩ ، R 2 = 6 0 م ، المقاومة الداخلية للعنصر الثانيص 2 \ u003d 0.4 أوم ، هـ. د. العناصر هي نفسها.

المحلول:
تيار الدائرة المشتركة

حسب حالة المشكلة ، الجهد عند أطراف العنصر الأول

من هنا

6 في أي نسبة بين مقاومات المقاومات R 1 ، R2 ، R3 والمقاومة الداخلية للعناصر r1 ، r2 (الشكل 122) الجهدعلى مشابك أحد العناصر ستكون مساوية للصفر؟ إي د. العناصر هي نفسها.

المحلول:

7 اثنين من المولدات مع نفس البريد. د.ه = 6 فولت والمقاومات الداخلية r1 = 0.5 أوم و r2 \ u003d 0.38 أوم يتم تضمينها وفقًا للدائرة الموضحة في الشكل. 123. المقاومات R. 1 = 2 أوم ، R2 = 4 أوم ، R3 = 7 أوم. البحث عن الفولتية V 1 و V2 على أطراف المولدات.

المحلول:
تيار الدائرة المشتركة

أين المقاومة الخارجية للدائرة

الجهد عند طرفي المولد الأول والثاني
الجهد عند أطراف المولد الثاني

8 ثلاثة عناصر مع e. د.ه 1 \ u003d 2.2 فولت ، ه 2 \ u003d 1.1 فولت و e 3 = 0.9 فولت والمقاومات الداخلية ص 1 = 0.2 أوم ، ص 2 = 0.4 أوم و ص h \ u003d 0.5 أوم متصلة في سلسلة في الدائرة. مقاومة الدائرة الخارجية R = 1 أوم. أوجد الجهد عند أطراف كل عنصر.

المحلول:
وفقًا لقانون أوم لدائرة كاملة ، التيار

الجهد عند أطراف كل عنصر يساوي الفرق e. د. وينخفض الجهد عبر المقاومة الداخلية للعنصر:

الجهد عند أطراف بطارية الخلية يساوي انخفاض الجهد عبر المقاومة الخارجية للدائرة:

تبين أن الجهد عند أطراف العنصر الثالث سالب ، حيث يتم تحديد التيار بواسطة جميع مقاومات الدائرة وإجمالي emf ، ويكون انخفاض الجهد عبر المقاومة الداخلية r3 أكبر من emf.هـ 3.

9 بطارية مكونة من أربعة عناصر متصلة بالتسلسل مع e. د.ه = 1.25 فولت والمقاومة الداخليةص \ u003d 0.1 أوم يغذي اثنين من الموصلات المتوازية بمقاومات R1 = 50 أوم و R. 2 = 200 أوم. ابحث عن الجهد في مشابك البطارية.

المحلول:

10 كم عدد البطاريات المتطابقة مع e. د.ه = 1 ، 25V والمقاومة الداخليةص \ u003d 0.004 أوم يجب أن تؤخذ لتكوين بطارية من شأنها أن تعطي جهدًا V \ u003d عند المحطات 11 5 فولت في الوقت الحالي أنا \ u003d 25 أ؟

المحلول:
جهد طرف البطارية

بالتالي،

11 بطارية ن \ u003d 40 بطارية متصلة بالتسلسل مع e. د.ه = 2.5 فولت ومقاومة داخليةص \ u003d 0.2 أوم مشحون من شبكة بجهد V \ u003d 121 فولت. ابحث عن تيار الشحن إذا تم إدخال موصل بمقاومة في سلسلة في الدائرة R = 2 أوم.

المحلول:

12 عنصرين مع البريد. د.ه 1 = 1.25 فولت و ه 2 = 1.5 فولت ونفس المقاومة الداخليةص = 0.4 أوم متصلة بالتوازي (الشكل 124). مقاومة المقاومص = 10 أوم. ابحث عن التيارات المتدفقة عبر المقاوم وكل عنصر.

المحلول:
ينخفض الجهد عبر المقاوم إذا كانت التيارات تتدفق في الاتجاهات الموضحة في الشكل. 124 ،

بالنظر إلى أن I = I1 + I2 ، نجد

لاحظ أن I1<0. Это значит, что направление тока противоположно указанному на рис. 124.
13 عنصرين مع البريد. د.ه 1 \ u003d 6 فولت و ه 2 = 5 فولت والمقاومات الداخلية r1 = 1 أوم و r2 = 20 م متصل وفقًا للمخطط الموضح في الشكل. 125. أوجد التيار المتدفق خلال المقاوم ذي المقاومة R = 10 أوم.

المحلول:
بعد اختيار اتجاهات التيارات المشار إليها في الشكل. 362 ، نؤلف معادلات كيرشوف. للعقدة b لدينا I1 + I2-I = 0 ؛ لكفاف أبف (تجاوز في اتجاه عقارب الساعة)

ودائرة bcde (تجاوز عقارب الساعة)

من هذه المعادلات نجد

14 ثلاثة عناصر متطابقة مع e. د.ه = 1.6 فولت والمقاومة الداخليةص \ u003d 0.8 أوم يتم تضمينها في الدائرة وفقًا للدائرة الموضحة في الشكل. 126. الملليمتر يظهر الحاليأنا = 100 مللي أمبير. المقاومات R 1 \ u003d 10 أوم و R2 = 15 0 م ، مقاومة المقاومص مجهول. ما الجهد الخامس الذي يظهره الفولتميتر؟ مقاومة الفولتميتر عالية جدًا ، ومقاومة المليمتر لا تكاد تذكر.

المحلول:
المقاومة الداخلية للعناصر

مقاومة المقاومات متصلة بالتوازي

عام هـ. د. عناصره 0 = 2 هـ وفقًا لقانون أوم لدائرة كاملة

15 المقاومات R 1 و R 2 و e. د. ه 1 و ه 2 المصادر الحالية في الدائرة الموضحة في الشكل. 127 معروفة. في ما e.f.s.هـ 3 لا يتدفق المصدر الثالث من خلال المقاوم R3؟

المحلول:
دعنا نختار اتجاهات التيارات I1 و I2 و I3 من خلال المقاومات R1 و R2 و R3 الموضحة في الشكل. 363. ثم I3 = I1 + I2. سيساوي الفرق المحتمل بين النقطتين أ وب

اذا كان

باستثناء I1 نجد

16 سلسلة من ثلاثة عناصر متطابقة متصلة بالسلسلة مع emf.ه والمقاومة الداخليةص دائرة قصر (الشكل 128). أيّسيظهر الجهد بواسطة الفولتميتر المتصل بأطراف أحد العناصر؟

المحلول:
ضع في اعتبارك نفس الدائرة بدون الفولتميتر (الشكل 364). من قانون أوم لسلسلة كاملة نجد

من قانون أوم لقسم السلسلة بين النقطتين أ و ب نحصل على

لا يمكن لتوصيل الفولتميتر بالنقاط التي يكون فيها فرق الجهد بينهما صفرًا أن يغير أي شيء في الدائرة. لذلك ، سيظهر الفولتميتر جهدًا مساويًا للصفر.
17 المصدر الحالي مع emf.ه 0 مدرج في المخطط ، وترد معلماته في الشكل. 129. البحث عن emf.ه المصدر الحالي واتجاه اتصالهللاستنتاجات أ و ب ، حيث لا يتدفق التيار عبر المقاوم ذو المقاومة R2.

المحلول:
دعونا نربط المصدر الحالي بالمطاريف أ و ب ونختار اتجاهات التيارات المشار إليها في الشكل. 365. بالنسبة للعقدة e ، لدينا I = I0 + I2. عند التجول في الخطوط العريضة aefb و ecdf في اتجاه عقارب الساعة ، نحصل على ذلك
باستخدام الشرط I2 = 0 ، نجد

توضح علامة الطرح أن أقطاب المصدر الحالي في الشكل. 365 يحتاج إلى مبادلة.
18 عنصرين لهما نفس emf.ه متصلة في سلسلة في دائرة. مقاومة الدائرة الخارجية R = 5 أوم. نسبة الجهد عند أطراف العنصر الأول إلى الجهد عند أطراف العنصر الثانييساوي 2/3. ابحث عن المقاومات الداخلية للعناصر r1 و r 2 إذا كانت r 1 = 2 r 2.

المحلول:

19 عنصرين متطابقين مع emf.ه = 1.5 فولت والمقاومة الداخليةص = 0.2 أوم مختصرة إلىالمقاوم الذي تكون مقاومته واحدةالحالة R1 \ u003d 0.2 أوم ، في الحالة الأخرى - R 2 \ u003d 20 أوم. كما هو مطلوب قم بتوصيل العناصر (على التوالي أو بالتوازي) في الحالتين الأولى والثانية للحصول على أحدث تيار في الدائرة؟

المحلول:
مع اتصال متوازي بين عنصرين ، المقاومة الداخلية و emf. تساوي r / 2 وه عند الاتصال في سلسلة ، تكون 2r و 2ه . يتدفق التيار عبر المقاوم R
يوضح هذا أن I2> I1 إذا كان R / 2 + r ص. لذلك ، يكون التيار أكبر في اتصال السلسلة.
20 عنصرين مع emfه 1 = 4 فولت و 2 = 2 فولت والمقاومة الداخلية r1 = 0.25 أوم و ص يتم تضمين 2 \ u003d 0.75 أوم في الدائرة الموضحة فيأرز. 130. المقاومات R1 \ u003d 1 أوم و R2 \ u003d 3 أوم ، مكثف السعة C \ u003d 2 μF.أوجد شحنة المكثف.

المحلول:

21 لبطارية من خليتين متصلتين بالتوازيمع emf ه 1 و ه 2 وداخلي مقاومة r1 و r 2 المقاوم المتصل مع المقاومة R. أوجد التيارأنا ، التي تتدفق عبر المقاوم R والتياراتأنا 1 وأنا 2 في العنصرين الأول والثاني. في ماذاالظروف ، يمكن أن تكون التيارات في الدوائر الفردية متساويةصفر أو يغير اتجاهه إلى العكس؟

المحلول:
دعونا نختار اتجاهات التيارات الموضحة في الشكل. 366. بالنسبة للعقدة b لدينا I-I1-I2 = 0. عند الالتفاف حول الخطوط العريضة abef و bcde في اتجاه عقارب الساعة ، نحصل عليها

من هذه المعادلات نجد

الحالي I = 0 عندما يتم تغيير قطبية التبديل على أحد العناصر ، بالإضافة إلى استيفاء الشرط

الحالي I1 = 0 في

و I2 الحالي = 0 في

للتيارات I1 و I2 الاتجاهات الموضحة في الشكل 366 إذا

يغيرون اتجاههم عندما

22 بطارية ن نفس البطارياتمتصل في سلسلة في حالة واحدة ، بالتوازي في الحالة الأخرى ، يقترب من المقاوم بمقاومة R. تحت أي ظروف يتدفق التيار خلالهاالمقاوم ، في كلتا الحالتين سيكون هو نفسه؟

المحلول:
بالنسبة إلى n (R-r) = R-r. إذا كانت R = r ، يكون عدد العناصر عشوائيًا ؛ إذا كان R.№ ص ، المشكلة ليس لها حل (ن = 1).
23 بطارية من n = 4 عناصر متطابقة مع مقاومة داخليةص \ u003d 2 أوم متصلة في حالة واحدةفي سلسلة ، في الآخر - بالتوازي ، يقترب من المقاوم مع المقاومةص \ u003d 10 أوم. كم مرة تختلف قراءة الفولتميتر في حالة واحدة عن قراءة الفولتميتر في الحالة الأخرى؟ مقاومة الفولتميتر كبيرة بالمقارنة مع R و r.

المحلول:

حيث V1 هي قراءة الفولتميتر عندما تكون العناصر متصلة في سلسلة ، V2 عندما تكون متصلة بالتوازي.
24 كيف سيتدفق التيار عبر المقاوم ذو المقاومة R \ u003d 2 أوم يتغير إذان \ u003d 10 عناصر متطابقة متصلة في سلسلة مع هذا المقاوم ، متصلة بالتوازي معها؟ emf عنصره = 2 فولت ، مقاومتها الداخليةص = 0.2 أوم.

المحلول:

25 البطارية مكونة من N = 600 متطابقةالعناصر بحيث يتم ربط مجموعات n في سلسلةوكل منها يحتوي على عناصر م متصلة بالتوازي. emf كل عنصره = 2 فولت ، لها المقاومة الداخليةص = 0.4 أوم. في أي قيمن و م البطارية ، يتم تقصيرها إلى الخارجالمقاومة R \ u003d 0.6 أوم ، ستعطي الدائرة الخارجيةالطاقة القصوى؟ ابحث عن التيار ، الحاليمن خلال المقاومة R.

المحلول:
العدد الإجمالي للعناصر N = نانومتر (الشكل 367). التيار في الدائرة الخارجية

أين ص / م هي المقاومة الداخلية لمجموعة من عناصر m متصلة بالتوازي ، ون ص / م - المقاومة الداخليةن مجموعات متصلة في سلسلة. تعطى الطاقة القصوى (انظر المشكلة 848) للدائرة الخارجية عندما تكون المقاومة R مساوية للمقاومة الداخلية لبطارية الخلايان ص / م ، أي
في الوقت نفسه ، النقاط I \ u003d 46 A تتدفق عبر المقاومة R.

26 قدرة البطارية= 80 آه ح البحث عن سعة البطارية منن = 3 هذه البطاريات متصلة على التوالي وبالتوازي.

المحلول:
عند التوصيل في سلسلة ، يتدفق التيار نفسه عبر جميع بطاريات البطارية ، لذلك سيتم تفريغها جميعًا في نفس الوقت. لذلك فإن سعة البطارية ستكون مساوية لسعة كل بطارية:
عند التوصيل بالتوازين البطاريات من خلال كل منها تتدفق 1 / n جزء من إجمالي التيار ؛ لذلك ، مع نفس تيار التفريغ في الدائرة المشتركة ، سيتم تفريغ البطاريةن مرات أطول من بطارية واحدة ، أي أن سعة البطارية أكبر بـ n مرة من سعة بطارية واحدة:

لاحظ ، مع ذلك ، أن الطاقة

التي تقدمها البطارية إلى الدائرة ، سواء على التوالي أو على التوازين بطاريات فين أضعاف الطاقة من بطارية واحدة. هذا لأنه عند الاتصال في سلسلة ، e. د. بطاريات فين مرات أكثر ه. د. بطارية واحدة ، وعند توصيلها بالتوازي emf. تظل البطارية كما هي لكل بطارية ، ولكن Q تزدادمرات n.
27 ابحث عن سعة بطارية البطاريات الموصلة وفقًا للمخطط الموضح في الشكل 131. سعة كل بطارية Qo \ u003d 64 A · H · h.

المحلول:
كل مجموعة من خمس بطاريات متصلة في سلسلة لها سعة

ثلاث مجموعات متصلة بالتوازي تعطي السعة الإجمالية للبطارية

28 يتم موازنة جسر قياس المقاومة بحيث لا يتدفق التيار عبر الجلفانومتر (الشكل 132). الحالي في الفرع الصحيحأنا \ u003d 0.2 أ. ابحث عن الجهد V عند أطراف المصدر الحالي. المقاومات R1 = 2 أوم ، R2 = 4 أوم ، R3 = 1 أوم.

المحلول:

29 ابحث عن التيارات المتدفقة في كل فرع من فروع الدائرة الموضحة في الشكل. 133- إ. المصادر الحاليةه 1 = 6.5 فولت و ه 2 = 3.9 V. المقاومات R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = R6 = R = 10 أوم.

المحلول:
نقوم بتكوين معادلات كيرشوف وفقًا لاتجاهات التيارات الموضحة في الشكل. 133: I1 + I2 - I3 = 0 للعقدة b ؛
I3 - I4 - I5 = 0 للعقدة h ؛ I5 - I1 - I6 = 0 للعقدة f: في هذه الحالة | آلات كهربائية | معدات | أعراف |

1 أوجد فرق الجهد بين النقطتين أ وب في الدائرة الموضحة في الشكل. 118. إ. د. المصادر الحالية e1 \ u003d 1 V و e2 \ u003d 1.3 V ، مقاومات المقاومات R1 \ u003d 10 أوم و R2 \ u003d 5 أوم.

منذ e2> e1 ثم التيار سأذهب في الاتجاه المشار إليه في الشكل. 118 ، بينما فرق الجهد بين النقطتين أ وب

2 عنصرين مع e. د. e1 \ u003d 1.5 V و e2 \ u003d 2 V والمقاومات الداخلية r1 \ u003d 0.6 أوم و r2 \ u003d 0.4 أوم متصلة وفقًا للدائرة الموضحة في الشكل. 119. ما هو فرق الجهد بين النقطتين أ و ب الذي سيظهره الفولتميتر إذا كانت مقاومة الفولتميتر كبيرة مقارنة بالمقاومات الداخلية للعناصر؟

منذ e2> e1 ، فإن التيار الذي سأذهب إليه في الاتجاه الموضح في الشكل. 119. نحن نهمل التيار من خلال الفولتميتر بسبب

حقيقة أن مقاومته كبيرة مقارنة بالمقاومات الداخلية للعناصر. يجب أن يكون انخفاض الجهد عبر المقاومة الداخلية للعناصر مساويًا للفرق e. د. العناصر ، حيث يتم تضمينها تجاه بعضها البعض:

الفرق المحتمل بين النقطتين أ وب (قراءة الفولتميتر)

توصيلات متسلسلة ومتوازية للمصادر الحالية. حكم كيرشوف

3 عنصرين مع e. د. يتم إغلاق e1 = 1.4V و e2 = 1.1 V والمقاومات الداخلية r = 0.3 أوم و r2 = 0.2 أوم بواسطة أقطاب متقابلة (الشكل 120). أوجد الجهد عند مشابك العناصر. تحت أي ظروف يكون فرق الجهد بين النقطتين أ وب يساوي صفرًا؟

4 مصدرين حاليين مع نفس ه. د. e \ u003d 2 V والمقاومات الداخلية r1 \ u003d 0.4 أوم و r2 \ u003d 0.2 أوم متصلان في سلسلة. في أي مقاومة الدائرة الخارجية R سيكون الجهد عند أطراف أحد المصادر مساويًا للصفر؟

تيار الدائرة

نحصل على حل المعادلتين الأوليين تحت الشرط V1 = 0

الشرط V2 = 0 غير ممكن ، لأن الحل المشترك للمعادلتين الأولى والثالثة يؤدي إلى القيمة R<0.

5 أوجد المقاومة الداخلية r1 للعنصر الأول في الدائرة الموضحة في الشكل. 121 إذا كان الجهد عند أطرافه صفرًا. المقاومات R1 = 3Ω ، R2 = 60m ، المقاومة الداخلية للعنصر الثاني r2 = 0.4Ω ، e. د. العناصر هي نفسها.

تيار الدائرة المشتركة

حسب حالة المشكلة ، الجهد عند أطراف العنصر الأول

6 ما هي النسبة بين مقاومات المقاومات R1 و R2 و R3 والمقاومات الداخلية للعناصر r1 و r2 (الشكل 122) هل سيكون الجهد عند أطراف أحد العناصر مساويًا للصفر؟ إي د. العناصر هي نفسها.

7 مولدين مع نفس ه. د. e \ u003d 6 V والمقاومات الداخلية r1 \ u003d 0.5 أوم و r2 \ u003d 0.38 أوم متصلة وفقًا للدائرة الموضحة في الشكل. 123. مقاومات المقاومة R1 = 2 أوم ، R2 = 4 أوم ، R3 = 7 أوم. أوجد الفولتية V1 و V2 عند أطراف المولدات.

تيار الدائرة المشتركة

أين المقاومة الخارجية للدائرة

الجهد عند طرفي المولد الأول والثاني

الجهد عند أطراف المولد الثاني

8 ثلاثة عناصر مع e. د. e1 = 2.2 فولت ، e2 = 1.1 فولت و e3 = 0.9 فولت والمقاومات الداخلية r1 = 0.2 ، r2 = 0.4 Ω و rz = 0.5 متصلة على التوالي في الدائرة. مقاومة الدائرة الخارجية R = 1 أوم. أوجد الجهد عند أطراف كل عنصر.

وفقًا لقانون أوم لدائرة كاملة ، التيار

الجهد عند أطراف كل عنصر يساوي الفرق e. د. وينخفض الجهد عبر المقاومة الداخلية للعنصر:

الجهد عند أطراف بطارية الخلية يساوي انخفاض الجهد عبر المقاومة الخارجية للدائرة:

تبين أن الجهد عند أطراف العنصر الثالث سالب ، حيث يتم تحديد التيار بواسطة جميع مقاومات الدائرة وإجمالي emf ، ويكون انخفاض الجهد عبر المقاومة الداخلية r3 أكبر من emf. ه 3.

9 بطارية مكونة من أربعة عناصر متصلة على التوالي مع e. د. e = 1.25 فولت والمقاومة الداخلية r = 0.1 أوم يغذي اثنين من الموصلات المتوازية مع المقاومة R1 = 50 أوم و R2 = 200 أوم. ابحث عن الجهد في مشابك البطارية.

10 كم عدد البطاريات المتطابقة مع e. د. يجب أن تؤخذ e = 1.25V والمقاومة الداخلية r = 0.004 ohm لصنع بطارية من شأنها أن تعطي جهدًا V = 115 V عند الأطراف عند تيار I = 25 A؟

جهد طرف البطارية

بالتالي،

11 بطارية n = 40 بطارية متصلة على التوالي مع e. د. e = 2.5 فولت والمقاومة الداخلية r = 0.2 أوم يتم شحنها من الشبكة بجهد V = 121 فولت. ابحث عن تيار الشحن إذا تم إدخال موصل بمقاومة R = 2 أوم في سلسلة في الدائرة.

12 عنصرين مع e. د. e1 \ u003d 1.25 V و e2 \ u003d 1.5 V ونفس المقاومات الداخلية r \ u003d 0.4 أوم متصلة بالتوازي (الشكل 124). مقاومة المقاوم R = 10 أوم. ابحث عن التيارات المتدفقة عبر المقاوم وكل عنصر.

ينخفض الجهد عبر المقاوم إذا كانت التيارات تتدفق في الاتجاهات الموضحة في الشكل. 124 ،

بالنظر إلى أن I = I1 + I2 ، نجد

لاحظ أن I1<0. Это значит, что направление тока противоположно указанному на рис. 124.

13 عنصرين مع e. د. e1 \ u003d 6 V و e2 \ u003d 5 V والمقاومات الداخلية r1 \ u003d 1 أوم و r2 \ u003d 20 م متصلة وفقًا للدائرة الموضحة في الشكل. 125. أوجد التيار المتدفق خلال المقاوم ذي المقاومة R = 10 أوم.

بعد اختيار اتجاهات التيارات المشار إليها في الشكل. 362 ، نؤلف معادلات كيرشوف. للعقدة b لدينا I1 + I2-I = 0 ؛ لكفاف أبف (تجاوز في اتجاه عقارب الساعة)

ودائرة bcde (تجاوز عقارب الساعة)

من هذه المعادلات نجد

14 ثلاثة عناصر متطابقة مع e. د. يتم تضمين e = 1.6 V والمقاومة الداخلية r = 0.8 أوم في الدائرة وفقًا للدائرة الموضحة في الشكل. 126. يظهر المليمتر التيار I = 100 مللي أمبير. مقاومات المقاومات R1 = 10Ω و R2 = 150m ، مقاومة المقاوم R غير معروفة. ما الجهد الخامس الذي يظهره الفولتميتر؟ مقاومة الفولتميتر عالية جدًا ، ومقاومة المليمتر لا تكاد تذكر.

المقاومة الداخلية للعناصر

مقاومة المقاومات متصلة بالتوازي

عام هـ. د. العناصر e0 = 2e وفقًا لقانون أوم لسلسلة كاملة

15 مقاومات R1 و R2 و e. د. مصادر التيار e1 و e2 في الدائرة الموضحة في الشكل. 127 معروفة. في ما e.f.s. لا يتدفق تيار المصدر الثالث e3 من خلال المقاوم R3؟

دعنا نختار اتجاهات التيارات I1 و I2 و I3 من خلال المقاومات R1 و R2 و R3 الموضحة في الشكل. 363. ثم I3 = I1 + I2. سيساوي الفرق المحتمل بين النقطتين أ وب

باستثناء I1 نجد

16 سلسلة من ثلاثة عناصر متطابقة متصلة بالسلسلة مع emf. مقاومة e والداخلية r قصيرة الدائرة (الشكل 128). ما الجهد الذي سيظهره الفولتميتر المتصل بأطراف أحد العناصر؟

ضع في اعتبارك نفس الدائرة بدون الفولتميتر (الشكل 364). من قانون أوم لسلسلة كاملة نجد

من قانون أوم لقسم السلسلة بين النقطتين أ و ب نحصل على

لا يمكن لتوصيل الفولتميتر بالنقاط التي يكون فيها فرق الجهد بينهما صفرًا أن يغير أي شيء في الدائرة. لذلك ، سيظهر الفولتميتر جهدًا مساويًا للصفر.

17 المصدر الحالي مع emf. يتم تضمين e0 في الدائرة التي ترد معلماتها في الشكل. 129. البحث عن emf. e للمصدر الحالي واتجاه اتصاله بالمطاريف a و b ، حيث لا يتدفق التيار عبر المقاوم بالمقاومة R2.

دعونا نربط المصدر الحالي بالمطاريف أ و ب ونختار اتجاهات التيارات المشار إليها في الشكل. 365. بالنسبة للعقدة e ، لدينا I = I0 + I2. عند التجول في الخطوط العريضة aefb و ecdf في اتجاه عقارب الساعة ، نحصل على ذلك

باستخدام الشرط I2 = 0 ، نجد

توضح علامة الطرح أن أقطاب المصدر الحالي في الشكل. 365 يحتاج إلى مبادلة.

18 عنصرين مع نفس emf. ه متصلة في سلسلة. مقاومة الدائرة الخارجية R = 5 أوم. نسبة الجهد عند أطراف العنصر الأول إلى الجهد عند أطراف العنصر الثاني هي 2/3. أوجد المقاومة الداخلية للعنصرين r1 و r2 إذا كانت r1 = 2r2.

19 عنصرين متطابقين مع emf. e = 1.5 فولت والمقاومة الداخلية r = 0.2 أوم مغلقة بمقاوم ، تكون مقاومته في حالة واحدة R1 = 0.2 أوم ، في الحالة الأخرى - R2 = 20 أوم. كيف يجب توصيل العناصر (على التوالي أو على التوازي) في الحالتين الأولى والثانية للحصول على أقصى تيار في الدائرة؟

مع اتصال متوازي بين عنصرين ، المقاومة الداخلية و emf. تساوي r / 2 و e عند الاتصال في سلسلة ، فإنهما تساويان 2r و 2e. يتدفق التيار عبر المقاوم R

يوضح هذا أن I2> I1 إذا كان R / 2 + r ص. لذلك ، يكون التيار أكبر في اتصال السلسلة.

20 عنصرين مع emf. e1 = 4V و e2 = 2V والمقاومات الداخلية r1 = 0.25 أوم و r2 = 0.75 أوم مدرجة في الدائرة الموضحة في الشكل. 130. المقاومات R1 = 1 أوم و R2 = 3 أوم ، مكثف السعة C = 2 ميكروفاراد. أوجد شحنة المكثف.

21 لبطارية من خليتين موصولة بالتوازي مع emf. ترتبط e1 و e2 والمقاومات الداخلية r1 و r2 بمقاوم ذو مقاومة R. ابحث عن التيار I المتدفق عبر المقاوم R والتيارين I1 و I2 في العنصرين الأول والثاني. تحت أي ظروف يمكن أن تكون التيارات في الدوائر الفردية مساوية للصفر أو تغير اتجاهها إلى العكس؟

دعونا نختار اتجاهات التيارات الموضحة في الشكل. 366. بالنسبة للعقدة b لدينا I-I1-I2 = 0. عند الالتفاف حول الخطوط العريضة abef و bcde في اتجاه عقارب الساعة ، نحصل عليها

من هذه المعادلات نجد

الحالي I = 0 عندما يتم تغيير قطبية التبديل على أحد العناصر ، بالإضافة إلى استيفاء الشرط

الحالي I1 = 0 في

و I2 الحالي = 0 في

للتيارات I1 و I2 الاتجاهات الموضحة في الشكل 366 إذا

يغيرون اتجاههم عندما

22 بطارية مكونة من n بطاريات متطابقة ، متصلة في سلسلة في حالة واحدة ، بالتوازي مع الأخرى ، تقترب من المقاوم بمقاومة R. تحت أي ظروف يكون التيار المتدفق عبر المقاوم هو نفسه في كلتا الحالتين؟

بالنسبة إلى n (R-r) = R-r. إذا كانت R = r ، يكون عدد العناصر عشوائيًا ؛ إذا كان R№r ، فإن المشكلة ليس لها حل (ن = 1).

23 بطارية من n = 4 عناصر متطابقة بمقاومة داخلية r = 2 أوم ، متصلة في حالة واحدة على التوالي ، في الأخرى على التوازي ، تقترب من المقاوم بمقاومة R = 10 أوم. كم مرة تختلف قراءة الفولتميتر في حالة واحدة عن قراءة الفولتميتر في الحالة الأخرى؟ مقاومة الفولتميتر كبيرة مقارنة بـ R و r.

حيث V1 هي قراءة الفولتميتر عندما تكون العناصر متصلة في سلسلة ، V2 عندما تكون متصلة بالتوازي.

24 كيف سيتغير التيار المتدفق عبر المقاوم ذي المقاومة R = 2 أوم إذا كانت n = 10 عناصر متطابقة متصلة في سلسلة مع هذا المقاوم متصلة بالتوازي معها؟ emf العنصر e \ u003d 2 V ، مقاومته الداخلية r \ u003d 0.2 أوم.

25 تتكون البطارية من N = 600 خلية متطابقة بحيث يتم توصيل مجموعات n في سلسلة وكل منها تحتوي على خلايا m متصلة بالتوازي. emf كل عنصر e \ u003d 2 V ، مقاومته الداخلية r \ u003d 0.4 أوم. ما هي قيم n و m التي ستعطيها البطارية ، عند إغلاقها لمقاومة خارجية R = 0.6 أوم ، أقصى طاقة للدائرة الخارجية؟ أوجد التيار المتدفق خلال المقاومة R.

العدد الإجمالي للعناصر N = نانومتر (الشكل 367). التيار في الدائرة الخارجية

3.5 تحويلات المخطط المكافئة

ما يعادلتسمى مثل هذه التحولات في الدوائر ، حيث تظل التيارات والفولتية دون تغيير في جزء الدائرة الذي لا يتأثر بالتحول.

3.5.1. اتصال تسلسلي من طرفين

ثابتة يسمى هذا الاتصال لشبكات ذات مطرافين ، حيث يتدفق نفس التيار عبر جميع الشبكات ذات المطرافين (الشكل 3.13).

وفقًا لقانون كيرشوف الثاني .

هنا ، هذا هو المقاومة المكافئة لفرع تساوي مجموع المقاومات المتصلة على التوالي.

حالة خاصة:في سوف يكون .

لمخطط التين. 3.14 وفقًا لقانون Kirchhoff الثاني لدينا: . وسائل، يساوي EMF المكافئ المجموع الجبري لـ EMF للمصادر المتصلة في سلسلة. ج حول علامة الجمع في هذا المجموع ، يتم أخذ تلك الموجودة في الاعتبار ، والتي يتم توجيه أسهمها بالنسبة إلى العقد بنفس طريقة السهم

الاتصال المتسلسل لمصادر التيار المثالية مع التيارات الدافعة المختلفة ليس له معنى مادي.

3.5.2. اتصال متوازي لمحطتين

موازييسمى هذا الاتصال لشبكات ذات طرفين ، حيث تكون جميعها تحت نفس الجهد (بمعنى آخر ، كل منها متصل بنفس زوج العقد ، كما في الشكل 3.15).

وفقًا لقانون كيرشوف الأول

من هنا . وسائل، الموصلية المكافئة تساوي مجموع موصلية الفروع المتوازية.

حالة خاصة: عندما اتضح

اخر حالة خاصة(الشكل التخطيطي 3.16):

هنا

بصورة مماثلة .

التيار في أحد الفرعين السلبيين المتوازيين يساوي ناتج التيار في الجزء غير الممنوح ومقاومة الفرع الآخر مقسومًا على مجموع المقاومة لكلا الفرعين (« حكم الفرع الموازي »).

لمخطط التين. 3.17 لديناولكن لذلك.

التيار الدافع لمصدر مكافئ يساوي المجموع الجبري للتيارات الدافعة للمصادر المتصلة بالتوازي . مع علامة الجمع ، يتم أخذها في الاعتبار التي يتم توجيه أسهمها بالنسبة للعقد بنفس طريقة سهم المصدر المكافئ.

الاتصال المتوازي لمصادر الجهد مع emfs مختلفة ليس له معنى مادي.

3.5.3. المسلسل المكافئ التحويل

روابط EuR في اتصال متوازيJ & G

وفقًا لقانون Kirchhoff الثاني لدائرة ذات اتصال تسلسلي ووفقًا للقانون الأول للدائرة ذات الاتصال المتوازي (الشكل 3.18) ، يمكننا كتابة:

هذه التعبيرات متطابقة فقط إذا كانت المصطلحات متساوية ، لأنها لا تعتمد على التيارأناو متناسب معها. لهذا

في كلتا الدائرتين ، المقاومة هي نفسها ، وترتبط EMF وتيار الإعداد للمصادر بقانون أوم.

3.5.4. اتصال متوازي للفروع النشطة

باستخدام التحويلات المعروفة بالفعل (الانتقال من مخطط إلى آخر في الشكل 3.19 على طول الأسهم) ، نجد:

ومن بعد

على العموم نالفروع المتوازية

في بسط الصيغة قبل الأخيرة ، يكون المجموع جبريًا: باستخدام علامة "زائد" ، تتم كتابة EMF لهذه المصادر ، والتي يتم توجيه أسهمها نحو العقد بنفس طريقة علامة "ناقص" - الموجهة في الاتجاه المعاكس.

3.5.5. نقل مصدر EMF من خلال عقدة (الشكل 3.20)

يترك ثم في المخطط الأصلي دعونا ندرج في كل فرع نفس المجال الكهرومغناطيسي هموجهة من العقدة 4. في هذه الحالة ، لن تتغير إمكانات العقد 2 و 3. في الفرع الأول ، سيعوض اثنان من المجالات الكهرومغناطيسية عن عمل بعضهما البعض ويمكن إزالتهما. في الدائرة المكافئة و أولئك. فقط إمكانات العقدة 4 تغيرت ، واتضح أن المجالات الكهرومغناطيسية "إزاحة" من فرع إلى كل الفروع الأخرى. يكون هذا التحويل مفيدًا عندما يكون هناك فرع نشط بدون مقاومة في الدائرة. بعد ذلك ، يمكن القضاء على هذا الفرع ("الخاص") مع إحدى العقد.

3.5.6. نقل المصدر الحالي في الحلقة

في مخطط التين. يتم تمييز 3.21 ، أ ، فرعين مع المقاومة وتشكيل دائرة مغلقة مع مصدر تيار. دعنا نشغل بالتسلسل مع مصدر حالي واحد واحد آخر من نفس الشيء ونربط نقطة اتصالهم بالعقدة 3 (الشكل 3.21 ، ب). في الوقت نفسه ، لم ننتهك قانون كيرشوف الأول ولم نغير طريقة عمل باقي الدائرة (أنا= 0).

دعنا نستبدل الاتصال المتوازي للمصادر الحالية يمع الفروع السلبية والنشطة في سلسلة متصلة بمصادر EMF بنفس المقاومات. نحصل على الرسم البياني في الشكل. 3.21 ، حيث تعمل EMF الجديدة و . بالمقارنة مع المخطط الأصلي ، كان من الممكن التخلص من كفاف واحد ("خاص"). ستتغير التيارات في مقاومات هذه الدائرة بعد التحويل ، وفي باقي الدائرة ستحتفظ بقيمها السابقة.

يمكن أن يمتد هذا التحول بسهولة إلى أي عدد من الفروع التي تشكل دائرة بمصدر حالي.

3.5.7. تحويل المثلث إلى نجمة والظهر

إذا كان هناك مصدر EMF في أحد فروع المثلث (الشكل.

أين

التي تم إثباتها بسهولة باستخدام التحولات المعروفة بالفعل. يتم حساب مقاومات أشعة النجم المكافئ بنفس الطريقة كما في حالة النجم الخامل والدلتا.

اتجاه أسهم EMF المكافئ فيما يتعلق بالعقد هو نفس اتجاه EMF في فروع المثلث.

يتم تقليل المتغيرات التي تحتوي على العديد من المجالات الكهرومغناطيسية إلى تلك التي يتم النظر فيها عن طريق نقل المجالات الكهرومغناطيسية من خلال العقدة. ليس من الصعب تحويل النجم النشط إلى مثلث.