تاكنون فقط با مدارهايي كه از يك مصرف كننده (مثل يك لامپ يا يك بخاري برقي) تشكيل شده‌اند آشنا شده‌ايم. ...

سه‌شنبه ۳ خرداد ۱۳۹۰ - ۰۰:۰۰
مدار سري

مدار سري

تاكنون فقط با مدارهايي كه از يك مصرف كننده (مثل يك لامپ يا يك بخاري برقي) تشكيل شده‌اند آشنا شده‌ايم. اما بسياري از مدارها طوري طراحي مي‌شوند كه دو يا چند وسيله به منبع ولتاژ وصل شوند.

 

در اين بخش، با يك نوع خاص از اتصال وسايل كه به آن اتصال سري يا متوالي گفته مي‌شود، آشنا مي شويم. اتصال سري به اين معني است كه قطعات طوري به هم متصل شده اند كه يك جريان از تمام آنها عبور مي‌كند.

مدار سري

 

مدار سري

 

حل مدار سري مدار سري

در شكل مقابل دو وسيله مختلف كه مقاومت آنها با R1 و R2 نشان داده شده است به صورت سري به باتري متصل شده‌اند.

 

توجّه كنيد كه اگر جريان يكي از مقاومت‌ها قطع شود، جريان مقاومت ديگر نيز قطع خواهد شد، اين موضوع ممكن است وقتي روي دهد كه يكي از آنها بسوزد. به دليل آن كه قطعات به صورت سري به هم متصل‌اند، ولتاژ باتري بين دو مقاومت تقسيم مي‌شود. در اين شكل، ولتاژ دو سر R1 با نماد V1 و ولتاژ دو سر R2 با نماد V2 نشان داده شده است، به طوري كه V = V1 + V2، با استفاده از تعريف مقاومت داريم:

 

V = V1 + V2 = IR1 + IR2 = I(R1 + R2) = IRS

 

در اينجا RS به معني مقاومت معادل مقاومت هاي سري است. بنابراين، مقاومت معادل دو مقاومت سري برابر با حاصل جمع دو مقاومت خواهد بود: RS = R1 + R2.

 

رابطه بالا به اين معني است كه از RS همان جرياني عبور مي‌كند كه اگر دو مقاومت R1 و R2 به صورت سري در مدار بسته ‌شوند. اين قاعده براي هر تعداد مقاومت سري قابل تعميم مي‌باشد. يعني:

 

 مدار سري RS = R1 + R2 + R3 + ...

 

مدار سري به مثال زير توجّه كنيد:

يك مقاومت 6 اهمي و يك مقاومت 3 اهمي به صورت سري به يك باتري 12 ولتي وصل شده‌اند. فرض كنيد كه باتري مقاومتي نداشته باشد. مقادير زير را به دست آوريد:

 

مدار سري

 

الف) جريان مدار.

 

ب) تواني كه در هر مقاومت تلف مي‌شود.

 

ج) توان كلي كه توسط باتري به مقاومتها داده مي‌شود.

 

راهنمايي:

 جريان I را مي‌توان از قانون اهم به دست آورد. يعنيمدار سري ، كه RS = R1 + R2. توان تلف شده در هر مقاومت نيز از رابطه P=I2 R به دست مي‌آيد. توان كلي نيز برابر جمع توان مقاومت مدار سري و توان مقاومت مدار سري است.

 

حل :

 مقاومت معادل برابر است با : مدار سري

 

با به كارگيري قانون اهم داريم : مدار سري

 

مدار سري

 

مدار سري

 

توان كل باتري كه به مقاومت ها داده مي‌شود، برابر است با:

 

  مدار سري

 

به روش ديگري نيز مي‌توان توان كل را به دست آورد.

 

بدين ترتيب كه با استفاده از قسمت الف مي‌دانيم كه مدار سري و i = 1/33 A، بنابراين توان كل برابر است با:

 

مدار سري

 

در حالت كلي، توان الكتريكي داده شده به تعدادي مقاومت سري، برابر است با توان داده شده به مقاومت معادل آنها.

 

مرکز يادگيري سايت تبيان - تهيه: محسني

تنظيم: مريم فروزان کيا

پربازدیدها

پربحث‌ها