Cum se calculează amperajul într-un circuit de serie

Circuitele de serie conectează rezistențe astfel încât curentul, măsurat prin amplitudine sau amperaj, să urmeze o cale în circuit și să rămână constant pe tot parcursul. Curentul curge în direcția opusă a electronilor prin fiecare rezistor, care împiedică fluxul de electroni, unul după altul într-o singură direcție de la capătul pozitiv al bateriei la negativ. Nu există ramuri externe sau căi prin care curentul să poată circula, așa cum ar fi într-un circuit paralel.

Circuitele de serie sunt frecvente în viața de zi cu zi. Exemplele includ unele tipuri de lumini de Crăciun sau de sărbători. Un alt exemplu comun este un întrerupător de lumină. În plus, computerele, televizoarele și alte dispozitive electronice de uz casnic funcționează prin conceptul unui circuit de serie.

• ​Într-un circuit de serie, amperajul sau amplitudinea curentului rămâne constantă și poate fi calculată folosind legea lui OhmV = I / Rîn timp ce tensiunea scade pe fiecare rezistor care poate fi însumată pentru a obține rezistența totală. În schimb, într-un circuit paralel, amplitudinea unui curent se schimbă pe rezistențele de ramificare, în timp ce tensiunea rămâne constantă.

  ​

Puteți calcula amplitudinea, în amperi sau amperi dat de variabila A, a circuitului de serie prin însumarea rezistenței la fiecare rezistor din circuit caRși însumând căderile de tensiune caV, apoi rezolvarea pentru I în ecuațieV = I / Rin careVeste tensiunea bateriei în volți,Eueste actual șiReste rezistența totală a rezistențelor în ohmi (Ω). Căderea de tensiune ar trebui să fie egală cu tensiunea bateriei într-un circuit de serie.

EcuațiaV = I / R, cunoscută sub numele de Legea lui Ohm, este valabilă și la fiecare rezistor din circuit. Debitul de curent de-a lungul unui circuit de serie este constant, ceea ce înseamnă că este același la fiecare rezistor. Puteți calcula căderea de tensiune la fiecare rezistor folosind legea lui Ohms. În serie, tensiunea bateriilor este crescută, ceea ce înseamnă că durează mai puțin decât dacă ar fi în paralel.

•••Syed Hussain Ather

În circuitul de mai sus, fiecare rezistență (notată prin linii în zig-zag) este conectată la sursa de tensiune, la baterie (notată cu + și - înconjurând liniile deconectate), în serie. Curentul curge într-o direcție și rămâne constant la fiecare parte a circuitului.

Dacă ați rezuma fiecare rezistor, ați obține o rezistență totală de 18 Ω (ohmi, unde ohm este măsura rezistenței). Aceasta înseamnă că puteți calcula curentul folosindV = I / Rin careReste de 18 Ω șiVeste de 9 V pentru a obține un curent I de 162 A (amperi).

Într-un circuit de serie, puteți conecta un condensator cu o capacitateCși lăsați-l să se încarce în timp. În această situație, curentul din circuit este măsurat ca

in careVeste în volți,Reste în ohmi,Ceste în Farads,teste timpul în secunde șiEueste în amperi. Aiciese referă la constanta Eulere​.

Capacitatea totală a unui circuit în serie este dată de

în care fiecare invers al fiecărui condensator individual este însumat pe partea dreaptă (1 / C​​₁​, ​1 / C​​₂, etc.). Cu alte cuvinte, inversul capacității totale este suma inverselor individuale ale fiecărui condensator. Pe măsură ce timpul crește, încărcarea condensatorului crește și curentul încetinește și se apropie, dar nu ajunge niciodată pe deplin, la zero.

În mod similar, puteți utiliza un inductor pentru a măsura curentul

în care inductanța totală L este suma valorilor inductanței inductoarelor individuale, măsurată în Henries. Când un circuit de serie creează sarcină pe măsură ce curge un curent, inductorul, o bobină de sârmă care înconjoară de obicei un miez magnetic, generează un câmp magnetic ca răspuns la fluxul de curent. Pot fi utilizate în filtre și oscilatoare,

Când se tratează circuite în paralel, în care curentul se ramifică prin diferite părți ale circuitelor, calculele sunt „răsturnate”. În loc să se determine rezistența totală ca suma rezistențelor individuale, este dată rezistența totală de

(același mod de a calcula capacitatea totală a unui circuit de serie).

Tensiunea, nu curentul, este constantă pe tot circuitul. Curentul total al circuitului paralel este egal cu suma curentului pe fiecare ramură. Puteți calcula atât curentul, cât și tensiunea folosind legea lui Ohm (V = I / R​).

•••Syed Hussain Ather

În circuitul paralel de mai sus, rezistența totală ar fi dată de următorii patru pași:

1. ​1 / R_total= 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3
2. ​1 / R_total​ = 1/1 Ω + 1/4 Ω + 1/5 Ω
3. ​1 / R_total​ = 20/20 Ω + 5/20 Ω + 4/20 Ω
4. ​1 / R_total​ = 29/20 Ω
   
5. ​R​_​total​ = 20/29 Ω sau aproximativ .69 Ω

În calculul de mai sus, rețineți că puteți ajunge la pasul 5 de la pasul 4 numai când există un singur termen în partea stângă (1 / R_total ) și un singur termen pe partea dreaptă (29/20 Ω).

În mod similar, capacitatea totală într-un circuit paralel este pur și simplu suma fiecărui condensator individual, iar inductanța totală este dată și de o relație inversă (1 / L​​total​ ​= 1 / L​​1​ ​+ 1 / L​​2​ ​+ …​ ).

În circuite, curentul poate fie să curgă constant, cum este cazul într-un curent continuu (DC), fie să fluctueze într-un model asemănător undelor, în circuitele de curent alternativ (AC). Într-un circuit de curent alternativ, curentul se schimbă între direcția pozitivă și cea negativă din circuit.

Fizicianul britanic Michael Faraday a demonstrat puterea curenților de curent continuu cu generatorul electric dinamic din 1832, dar nu a putut transmite puterea acesteia pe distanțe mari, iar tensiunile de curent continuu au fost complicate circuite.

Când fizicianul sârbo-american Nikola Tesla a creat un motor de inducție folosind curent alternativ în 1887, el a demonstrat cât de ușor transmise pe distanțe mari și ar putea fi convertite între valori mari și mici folosind transformatoare, un dispozitiv folosit pentru a schimba Voltaj. Destul de curând, la sfârșitul secolului al XX-lea, gospodăriile din America au început să întrerupă curentul continuu în favoarea AC.

În prezent, dispozitivele electronice utilizează atât AC, cât și DC, atunci când este cazul. Curenții de curent continuu sunt folosiți cu semiconductori pentru dispozitive mai mici care trebuie doar să fie pornite și oprite, cum ar fi laptopurile și telefoanele mobile. Tensiunea de curent alternativ este transportată prin fire lungi înainte de a fi transformată în curent continuu folosind un redresor sau o diodă pentru a alimenta aceste aparate precum becurile și bateriile.