بسيط دائرة كهربائية يحتوي على مصدر الجهد االكهربى (مصدر طاقة ، مثل بطارية أو مولد أو أسلاك المرافق التي تدخل المبنى الخاص بك) ، وهو سلك يجب حمله تيار على شكل إلكترونات ، ومصدر كهربائي مقاومة. في الواقع ، نادرًا ما تكون هذه الدوائر بسيطة وتتضمن عددًا من نقاط التفرع وإعادة الانضمام.
- يتم قياس الجهد (V) بالفولت (الرمز هو V أيضًا) ؛ التيار (I) يقاس بالأمبير أو "أمبير" (A) ؛ والمقاومة (R) تقاس بالأوم (Ω).
على طول الفروع ، وأحيانًا على طول الجذع الرئيسي للدائرة ، يتم وضع عناصر مثل الأجهزة المنزلية (المصابيح والثلاجات وأجهزة التلفزيون) ، وكل تيار رسم يحافظ على استمراره. ولكن ما الذي يحدث بالضبط للجهد والتيار داخل دائرة كهربائية معينة من وجهة نظر فيزيائية عند مواجهة كل مقاوم و "ينخفض" الجهد؟
أساسيات الدوائر الكهربائية
قانون أوم ينص على أن التدفق الحالي هو الجهد مقسومًا على المقاومة. يمكن أن ينطبق هذا على الدائرة ككل ، أو مجموعة معزولة من الفروع أو على مقاوم واحد ، كما سترى. الشكل الأكثر شيوعًا لهذا القانون مكتوب:
V = IR
يمكن ترتيب الدوائر بطريقتين أساسيتين.
سلسلة الدائرة: هنا ، يتدفق التيار بالكامل على طول مسار واحد ، عبر سلك واحد. مهما كانت المقاومات التي تصادف التيار على طول الطريق ، فإنها تضيف ما يصل ببساطة لإعطاء المقاومة الكلية للدائرة ككل:
رس = ص1 + ر2 +... + رن (دارة سلسلة)
التوصيل بالتوازي: في هذه الحالة ، يتفرع السلك الأساسي (كما هو موضح في الزوايا القائمة) إلى سلكين آخرين أو أكثر ، ولكل منهما المقاوم الخاص به. في هذه الحالة ، يتم إعطاء المقاومة الإجمالية من خلال:
1 / صص = 1 / ص1 + 1 / ص2 +... + 1 / صن (التوصيل بالتوازي)
إذا قمت باستكشاف هذه المعادلة ، ستجد أنه بإضافة مقاومات بنفس المقدار ، فإنك تقلل مقاومة الدائرة ككل. (اختيار 1 أوم ، أو 1 ، يجعل الرياضيات أسهل.) وفقًا لقانون أوم ، هذا في الواقع يزيد من التيار!
إذا كان هذا يبدو غير بديهي ، تخيل تدفق السيارات على طريق سريع مزدحم يخدمه كشك رسوم واحد يدعم حركة المرور لمسافة ميل واحد ، ثم تخيل نفس السيناريو مع أربعة أكشاك رسوم إضافية مماثلة لـ أول. سيؤدي هذا بوضوح إلى زيادة تدفق السيارات على الرغم من إضافة المقاومة من الناحية الفنية.
انخفاض الجهد: سلسلة الدائرة
إذا كنت ترغب في العثور على قطرات الجهد عبر المقاومات الفردية في سلسلة ، فتابع على النحو التالي:
- احسب المقاومة الإجمالية بإضافة قيم R الفردية.
- احسب التيار في الدائرة ، وهو نفسه عبر كل مقاوم نظرًا لوجود سلك واحد فقط في الدائرة.
- احسب انخفاض الجهد عبر كل مقاوم باستخدام قانون أوم.
مثال: تم توصيل مصدر طاقة بجهد 24 فولت وثلاث مقاومات في سلسلة مع R.1= 4 Ω ، ص2= 2 Ω و R.3 = 6 Ω. ما هو انخفاض الجهد عبر كل مقاوم؟
أولاً ، احسب المقاومة الإجمالية: 4 + 2 + 6 = 12 Ω
بعد ذلك ، احسب التيار: 24 فولت / 12 = 2 أ
الآن ، استخدم التيار لحساب انخفاض الجهد عبر كل مقاوم. باستخدام V = IR لكل منهما ، قيم R.1، ر2 و ر3 هي 8 فولت و 4 فولت و 12 فولت.
انخفاض الجهد: دائرة متوازية
مثال: تم توصيل مصدر طاقة بجهد 24 فولت وثلاث مقاومات بالتوازي مع R.1= 4 Ω ، ص2= 2 Ω و R.3 = 6 Ω ، كما كان من قبل. ما هو انخفاض الجهد عبر كل مقاوم؟
في هذه الحالة ، تكون القصة أبسط: بغض النظر عن قيمة المقاومة ، فإن انخفاض الجهد عبر كل مقاوم هو نفسه ، مما يجعل التيار المتغير الذي يختلف عبر المقاومات في هذه الحالة. هذا يعني أن انخفاض الجهد عبر كل منها هو مجرد الجهد الكلي للدائرة مقسومًا على عدد المقاومات في الدائرة ، أو 24 فولت / 3 = 8 فولت.
المقاوم انخفاض الجهد حاسبة
راجع الموارد للحصول على مثال لمثيل يمكنك فيه استخدام أداة تلقائية لحساب انخفاض الجهد في نوع من ترتيب الدائرة يسمى مقسم الفولت.