كيفية حساب انخفاض الجهد عبر المقاوم في دائرة موازية

•••سيد حسين أثير

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

في الرسم التخطيطي للدائرة المتوازية أعلاه ، يمكن العثور على انخفاض الجهد عن طريق جمع مقاومات كل مقاوم وتحديد الجهد الناتج عن التيار في هذا التكوين. توضح أمثلة الدارات المتوازية مفاهيم التيار والجهد عبر الفروع المختلفة.

في الرسم التخطيطي للدائرة المتوازية ، فإنالجهد االكهربىالسقوط عبر المقاوم في دائرة موازية هو نفسه عبر جميع المقاومات في كل فرع من فروع الدائرة المتوازية. الجهد ، معبرًا عنه بالفولت ، يقيس القوة الدافعة الكهربائية أو فرق الجهد الذي يدير الدائرة.

عندما يكون لديك دائرة بكمية معروفة منتيار، تدفق الشحنة الكهربائية ، يمكنك حساب انخفاض الجهد في مخططات الدوائر المتوازية من خلال:

1. حدد مجموعمقاومة، أو معارضة تدفق الشحنة للمقاومات الموازية. لخصها على النحو التالي1 / ص_مجموع = 1 / ص₁ + 1 / ص₂... لكل مقاوم. بالنسبة للدائرة الموازية أعلاه ، يمكن العثور على المقاومة الكلية على النحو التالي:
   1. ​1 / ص_مجموع = 1/5 Ω + 1/6 Ω+ 1/10 Ω​
      
   2. ​1 / ص_مجموع = 6/30 Ω + 5/30 Ω + 3/30 Ω​
      
   3. ​1 / ص_مجموع = 14/30 Ω​
      
   4. ​ر_مجموع = ​30/14 Ω = 15/7 ​Ω​
2. اضرب التيار في المقاومة الكلية للحصول على انخفاض الجهد ، وفقًا لـ
   قانون أوم​ ​V = IR. هذا يساوي انخفاض الجهد عبر الدائرة المتوازية بأكملها وكل مقاوم في الدائرة المتوازية. في هذا المثال ، يتم إعطاء انخفاض الجهدالخامس = 5 أ × 15/7 = 75/7 فولت.​

تعمل طريقة حل المعادلات هذه لأن التيار الذي يدخل أي نقطة في دائرة موازية يجب أن يساوي ترك التيار. يحدث هذا بسببقانون كيرشوف الحالي، والتي تنص على أن "المجموع الجبري للتيارات في شبكة من الموصلات التي تلتقي عند نقطة ما هو صفر". تستفيد الآلة الحاسبة للدائرة المتوازية من هذا القانون في فروع الدائرة المتوازية.

إذا قارنا التيار الداخل إلى الفروع الثلاثة للدائرة المتوازية ، فيجب أن يساوي إجمالي التيار الذي يغادر الفروع. نظرًا لأن انخفاض الجهد يظل ثابتًا عبر كل مقاوم بالتوازي ، فإن هذا الجهد ينخفض ​​، يمكنك ذلك لخص مقاومة كل مقاوم للحصول على المقاومة الكلية وتحديد الجهد من ذلك القيمة. توضح أمثلة الدارات المتوازية هذا.

•••سيد حسين أثير

من ناحية أخرى ، في دائرة متسلسلة ، يمكنك حساب انخفاض الجهد عبر كل مقاوم مع العلم أن التيار ثابت طوال الوقت في الدائرة المتسلسلة. هذا يعني أن انخفاض الجهد يختلف عبر كل مقاوم ويعتمد على المقاومة وفقًا لقانون أومV = IR. في المثال أعلاه ، انخفاض الجهد عبر كل مقاوم هو:

يجب أن يكون مجموع كل انخفاض في الجهد مساويًا لجهد البطارية في دائرة السلسلة. هذا يعني أن جهد بطاريتنا يبلغ54 خامسا.​

تعمل طريقة حل المعادلات هذه لأن انخفاض الجهد الذي يدخل جميع المقاومات المرتبة في سلسلة يجب أن يصل إلى مجموع الجهد الكلي لدائرة السلسلة. يحدث هذا بسببقانون الجهد كيرشوف، والتي تنص على أن "المجموع الموجه للاختلافات المحتملة (الفولتية) حول أي حلقة مغلقة هو صفر." هذا يعني أن ، في أي نقطة معينة في دائرة سلسلة مغلقة ، يجب أن ينخفض ​​الجهد عبر كل مقاوم إلى إجمالي جهد دائرة كهربائية. نظرًا لأن التيار ثابت في دائرة متسلسلة ، يجب أن تختلف قطرات الجهد بين كل مقاوم.

في الدائرة المتوازية ، يتم توصيل جميع مكونات الدائرة بين نفس النقاط في الدائرة. هذا يمنحهم هيكلهم المتفرّع الذي يقسم فيه التيار نفسه بين كل فرع لكن انخفاض الجهد عبر كل فرع يظل كما هو. يعطي مجموع كل مقاوم مقاومة إجمالية بناءً على معكوس كل مقاومة (1 / ص_مجموع = 1 / ص₁ + 1 / ص₂ ...لكل مقاوم).

على النقيض من ذلك ، في دائرة متسلسلة ، يوجد مسار واحد فقط لتدفق التيار. هذا يعني أن التيار يظل ثابتًا طوال الوقت ، وبدلاً من ذلك ، يختلف انخفاض الجهد بين كل مقاوم. يعطي مجموع كل مقاوم مقاومة إجمالية عند تلخيصها خطيًا (ر_مجموع = ص₁ + ر₂ ...لكل مقاوم).

يمكنك استخدام كل من قوانين كيرشوف لأي نقطة أو حلقة في أي دائرة وتطبيقها لتحديد الجهد والتيار. تمنحك قوانين كيرشوف طريقة لتحديد التيار والجهد في المواقف التي قد لا تكون فيها طبيعة الدائرة كسلسلة ومتوازية واضحة تمامًا.

بشكل عام ، بالنسبة للدوائر التي تحتوي على مكونات متسلسلة ومتوازية ، يمكنك التعامل مع الأجزاء الفردية من الدائرة كسلسلة أو متوازية ودمجها وفقًا لذلك.

يمكن حل هذه الدوائر المتسلسلة المتوازية المعقدة بأكثر من طريقة. تعتبر معالجة أجزاء منها على أنها متوازية أو متسلسلة إحدى الطرق. يعد استخدام قوانين كيرشوف لتحديد الحلول المعممة التي تستخدم نظام المعادلات طريقة أخرى. تأخذ الآلة الحاسبة للدوائر التسلسلية والمتوازية في الحسبان الطبيعة المختلفة للدوائر.

•••سيد حسين أثير

في المثال أعلاه ، يجب أن تساوي نقطة المغادرة الحالية A نقطة المغادرة الحالية A. هذا يعني أنه يمكنك كتابة:

إذا تعاملت مع الحلقة العلوية كدائرة سلسلة مغلقة وعالجت انخفاض الجهد عبر كل مقاوم باستخدام قانون أوم مع المقاومة المقابلة ، يمكنك كتابة:

وبفعل الشيء نفسه بالنسبة للحلقة السفلية ، يمكنك معالجة كل انخفاض في الجهد في اتجاه التيار وفقًا للتيار والمقاومة للكتابة:

يمنحك هذا ثلاث معادلات يمكن حلها بعدة طرق. يمكنك إعادة كتابة كل من المعادلات (1) - (3) بحيث يكون الجهد على جانب والتيار والمقاومة على الجانب الآخر. بهذه الطريقة ، يمكنك التعامل مع المعادلات الثلاث على أنها تعتمد على ثلاثة متغيرات أنا₁، أنا₂ و انا₃، مع معاملات تركيبات R₁، ر₂ و ر₃.

توضح هذه المعادلات الثلاث كيف يعتمد الجهد عند كل نقطة في الدائرة على التيار والمقاومة بطريقة ما. إذا كنت تتذكر قوانين كيرشوف ، فيمكنك إنشاء هذه الحلول المعممة لمشاكل الدوائر واستخدام تدوين المصفوفة لحلها. بهذه الطريقة ، يمكنك إدخال قيم لكميتين (بين الجهد والتيار والمقاومة) لإيجاد القيمة الثالثة.