Seri devreler, dirençleri, genlik veya amper ile ölçülen akım devrede bir yolu izleyecek ve boyunca sabit kalacak şekilde bağlar. Akım, akışı engelleyen her dirençten elektronların zıt yönünde akar. elektronların, pilin pozitif ucundan tek bir yönde birbiri ardına olumsuz. Paralel bir devrede olacağı gibi, akımın içinden geçebileceği harici dallar veya yollar yoktur.
Seri Devre Örnekleri
Seri devreler günlük yaşamda yaygındır. Örnekler, bazı Noel veya tatil ışıklarını içerir. Başka bir yaygın örnek, bir ışık anahtarıdır. Ek olarak, bilgisayarlar, televizyonlar ve diğer ev elektronik cihazlarının tümü bir seri devre kavramıyla çalışır.
İpuçları
Bir seri devrede akımın amperi veya genliği sabit kalır ve Ohm kanunu kullanılarak hesaplanabilir.V = G/Rtoplam direnci elde etmek için toplanabilecek her direnç boyunca voltaj düşerken. Buna karşılık, paralel bir devrede, voltaj sabit kalırken dallanma dirençleri boyunca bir akımın genliği değişir.
Seri Devrede Amper (veya Amper)
Devredeki her bir dirençteki direnci şu şekilde toplayarak, seri devrenin A değişkeni tarafından verilen amper veya amper cinsinden genliğini hesaplayabilirsiniz.
$ve voltaj düşüşlerini şu şekilde özetlemekV, sonra denklemde I için çözmeV = G/RhangisindeVpilin volt cinsinden voltajıdır,bengünceldir ve$dirençlerin ohm (Ω) cinsinden toplam direncidir. Bir seri devrede voltaj düşüşü pilin voltajına eşit olmalıdır.denklemV = G/ROhm Yasası olarak bilinen, devredeki her direnç için de geçerlidir. Bir seri devre boyunca akım akışı sabittir, yani her dirençte aynıdır. Ohm Yasasını kullanarak her dirençteki voltaj düşüşünü hesaplayabilirsiniz. Seri olarak, pillerin voltajı artırılır, yani piller paralelden daha kısa süre dayanır.
Seri Devre Şeması ve Formülü
•••Seyit Hüseyin Ather
Yukarıdaki devrede, her bir direnç (zikzak çizgilerle gösterilir) gerilim kaynağına, aküye (bağlı olmayan hatları çevreleyen + ve - ile gösterilir) seri olarak bağlanmıştır. Akım bir yönde akar ve devrenin her bölümünde sabit kalır.
Her bir direnci toplarsanız, toplam 18 Ω direnç elde edersiniz (ohm, burada ohm direnç ölçüsüdür). Bu, akımı kullanarak hesaplayabileceğiniz anlamına gelir.V = G/Rhangisinde$18 Ω veV162 A (amper) akım I elde etmek için 9 V'tur.
Kondansatörler ve İndüktörler
Seri bir devrede, kapasitanslı bir kapasitör bağlayabilirsiniz.Cve zamanla şarj olmasına izin verin. Bu durumda devredeki akım şu şekilde ölçülür:
I=\frac{V}{R}e^{-t/(RC)}
hangisindeVvolt cinsindendir,$ohm cinsindendir,CFarads'ta,tsaniye cinsinden zamandır vebenamper cinsindendir. BurayaeEuler sabitini ifade edere.
Bir seri devrenin toplam kapasitansı şu şekilde verilir:
\frac{1}{C_{toplam}}=\frac{1}{C_1}+\frac{1}{C_2}+...
burada her bir kapasitörün tersi sağ tarafta toplanır (1/C1, 1/C2, vb.). Başka bir deyişle, toplam kapasitansın tersi, her bir kondansatörün tek tek terslerinin toplamıdır. Zaman arttıkça, kapasitördeki yük artar ve akım yavaşlar ve yaklaşır, ancak asla tam olarak sıfıra ulaşmaz.
Benzer şekilde, akımı ölçmek için bir indüktör kullanabilirsiniz.
I=\frac{V}{R}e^{-tR/L}
burada toplam endüktans L, Henries cinsinden ölçülen bireysel indüktörlerin endüktans değerlerinin toplamıdır. Bir seri devre, akım akarken yük oluşturduğunda, genellikle bir manyetik çekirdeği çevreleyen bir tel bobini olan indüktör, akım akışına yanıt olarak bir manyetik alan oluşturur. Filtrelerde ve osilatörlerde kullanılabilirler,
Seri vs. Paralel Devreler
Akımın devrelerin farklı bölümlerinden geçtiği paralel devrelerle uğraşırken, hesaplamalar “çevrilir”. Toplam direnci bireysel dirençlerin toplamı olarak belirlemek yerine, toplam direnç verilir. tarafından
\frac{1}{R_{toplam}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+...
(bir seri devrenin toplam kapasitansını hesaplamanın aynı yolu).
Devre boyunca akım değil gerilim sabittir. Toplam paralel devre akımı, her daldaki akımın toplamına eşittir. Ohm Yasasını kullanarak hem akımı hem de voltajı hesaplayabilirsiniz (V = G/R).
•••Seyit Hüseyin Ather
Yukarıdaki paralel devrede toplam direnç aşağıdaki dört adımda verilecektir:
- 1/RToplam= 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
- 1/RToplam = 1/1 Ω + 1/4 Ω + 1/5 Ω
- 1/RToplam = 20/20 Ω + 5/20 Ω + 4/20 Ω
- 1/RToplam = 29/20 Ω
- $Toplam = 20/29 Ω veya yaklaşık .69 Ω
Yukarıdaki hesaplamada, sol tarafta yalnızca bir terim olduğunda 4. adımdan 5. adıma ulaşabileceğinizi unutmayın (1/RToplam ) ve sağ tarafta sadece bir terim (29/20 Ω).
Benzer şekilde, paralel bir devredeki toplam kapasitans, her bir bireysel kapasitörün toplamıdır ve toplam endüktans da ters bir ilişki ile verilir1/LToplam = 1/L1 + 1/L2 + … ).
Doğru Akım vs. Alternatif akım
Devrelerde akım, doğru akımda (DC) olduğu gibi sürekli akabilir veya alternatif akım devrelerinde (AC) dalga benzeri bir düzende dalgalanabilir. Bir AC devresinde akım, devrede pozitif ve negatif yönler arasında değişir.
İngiliz fizikçi Michael Faraday, DC akımlarının gücünü dinamo elektrik jeneratörü ile gösterdi. 1832, ancak gücünü uzun mesafelere iletemedi ve DC voltajları karmaşıktı devreler.
Sırp-Amerikalı fizikçi Nikola Tesla, 1887'de AC akımı kullanarak bir endüksiyon motoru yarattığında, bunun ne kadar kolay olduğunu gösterdi. uzun mesafelerde iletilir ve değiştirmek için kullanılan bir cihaz olan transformatörler kullanılarak yüksek ve düşük değerler arasında dönüştürülebilir. Voltaj. Çok geçmeden, 20. yüzyılın Amerika'daki hane halkı, DC akımını AC lehine kesmeye başladı.
Günümüzde elektronik cihazlar, uygun olduğunda hem AC hem de DC kullanır. DC akımlar, dizüstü bilgisayarlar ve cep telefonları gibi yalnızca açılıp kapatılması gereken daha küçük cihazlar için yarı iletkenlerle birlikte kullanılır. AC voltajı, ampuller ve piller gibi bu cihazlara güç sağlamak için bir doğrultucu veya diyot kullanılarak DC'ye dönüştürülmeden önce uzun kablolar aracılığıyla taşınır.