Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 20 seconds.

סדרות ונגדים מקבילים
 
Click here for the English version

סדרות ונגדים מקבילים

Overview

מקור: יונג פ. חן, PhD, המחלקה לפיזיקה ואסטרונומיה, המכללה למדע, אוניברסיטת פרדו, מערב לאפייט, IN

ניסוי זה מדגים כיצד הזרם מופץ בנגדים המחוברים בסדרה או במקביל, ובכך מתאר כיצד לחשב את ההתנגדות "היעילה" הכוללת. באמצעות החוק של Ohm, ניתן להמיר בין המתח לזרם באמצעות התנגדות, אם ההתנגדות ידועה.

עבור שני נגדים המחוברים בסדרה, (כלומר, הם מחווטים בזה אחר זה), אותו זרם יזרום דרכם. המתחים יסתכמו ב"מתח כולל", ולכן "ההתנגדות האפקטיבית" הכוללת היא סכום שתי ההתנגדויות. זה נקרא לפעמים "חוצץ מתח" כי המתח הכולל מחולק בין שני הנגדים ביחס להתנגדויות האישיות שלהם.

עבור שני נגדים המחוברים במקביל( כלומר, שניהם מחוברים בין שני מסופים משותפים), הזרם מפוצל בין השניים בזמן שהם חולקים את אותו מתח. במקרה זה, ההדדיות של ההתנגדות האפקטיבית הכוללת תהיה שווה לסכום ההדדיות של שתי ההתנגדויות.

סדרות ונגדים מקבילים הם מרכיב מרכזי ברוב המעגלים ומשפיעים על אופן השימוש בחשמל ברוב היישומים.

Principles

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

הזרם החשמלי שאני זורם דרך "התקן" (כגון נגד עם התנגדות R) מוגדר ככמות המטען ש- Q זורם דרך ההתקן לכל זמן יחידה:

Equation 1(משוואה 1)

הזרם דרך נגד (עם התנגדות R) קשור לירידה במתח V על פני הנגד על פי חוק אוהם:

Equation 2(משוואה 2)

נגדים בסדרה:

עבור שני נגדים (R1 ו- R2) המחוברים בסדרה (איור 1),המשכיות נוכחית פירושה שהזרם דרך R1 שווה לזרם עד R2, השווה לזרם דרך שני הנגדים. זה נותן:

Equation 3(משוואה 3)

מכיוון שהירידה במתח על-פני התקן מייצגת את ההבדל הפוטנציאלי בין שני "המסופים", הורדת המתח הכוללת V על פני שני הנגדים היא סכום ירידות המתח הבודדות על פני כל נגד:

Equation 4(משוואה 4)

לכן, עם החוק של Ohm, ירידת המתח הכוללת שווה להתנגדות האפקטיבית, או סכום של R1 ו- R2, כפול הזרם:

Equation 5(משוואה 5)

לכן, ההתנגדות הכוללת או "האפקטיבית" R של שילוב הסדרה כולו שווה V / I. לפיכך, ההתנגדות האפקטיבית של הנגדים בסדרה שווה לסכום ההתנגדות האינדיבידואלית. כלומר

Equation 6(משוואה 6)

זה יכול להיות כללי גם לסדרה של נגדים מרובים. לדוגמה, אם התנגדות גדולה מחוברת בסדרה עם התנגדות קטנה מאוד, ההתנגדות הכוללת תיקבע בעיקר על ידי הנגד הגדול.

יתר על כן, הזרם הכולל I שווה לירידה הכוללת במתח V חלקי ההתנגדות האפקטיבית, או סכום שתי ההתנגדות:

Equation 7(משוואה 7)

לכן, טיפות מתח בודדות (V1 ו- V2) יכולות להיות קשורות לירידה הכוללת במתח V כמו:

Equation 8(משוואה 8)

ו

Equation 9(משוואה 9)

קשר זה מתאר את "חלוקת המתח", או כיצד המתח מחולק בין שני נגדים מסדרה ביחס להתנגדות.

Figure 1
איור 1: דיאגרמה המציגה שני נגדים המחוברים בסדרה.

נגדים במקביל:

אם שני הנגדים מחוברים במקום זאת במקביל, כפי שמוצג באיור 2, הם חולקים את אותה טיפת מתח V, אך הזרם הכולל I מתחלק ביניהם:

Equation 11(משוואה 10)

ו

Equation 12(משוואה 11)

לכן:

Equation 13(משוואה 12)

מה שאומר גם שההתנגדות האפקטיבית, R, שווה ל"סכום המוצר" של שתי ההתנגדויות המקבילות, או:

Equation 14(משוואה 13)

כל נגד הוא גם מנצח, והמוליכה G של התנגדות R מוגדרת כהופכי של ההתנגדות:

Equation 15(משוואה 14)

כאשר השוויון השני נובע מהחוק של אוהם(משוואה 2).

ואז עבור נגדים מקבילים:

Equation 16(משוואה 15)

כלומר, "מוליכות מקבילות מוסיפות".

אם התנגדות גדולה מחוברת במקביל להתנגדות קטנה מאוד, ההתנגדות הכוללת נקבעת בעיקר על ידי ההתנגדות הקטנה, שיש לה את ההתנהלות הגדולה.

עבור חיבור מקביל, הזרם יחולק ביחס למוליך

Equation 17  Equation 18 ו(משוואה 16)

מה שאומר גם,

Equation 19Equation 20 ו(משוואה 17)

(הערה עם זאת, המונה הוא ההתנגדות האחרת).

עבור כל הדוגמאות הללו, חשוב לציין כי ההנחה היא כי החוטים המחברים את הנגדים יש התנגדויות קטנות זניחה לעומת R1 ו R2. אם לא, החוטים עצמם צריכים להיות מודל כמו נגדים מחוברים בסדרה R1 ו R2, ולהוסיף את ההתנגדות שלהם להיות חלק R1 ו R2.

Figure 2
איור 2: דיאגרמה המציגה שני נגדים המחוברים בו-מקבילה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Procedure

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

1. תרגול על ייצור ומדידה של זרם, מתח והתנגדות

  1. השג מקור זרם, מקור מתח ושני מונים שיכולים למדוד מתח, זרם והתנגדות.
  2. להשיג שני נגדים 100-Ω ושני נגדים 10-Ω.
  3. להשיג לוח לחם, המהווה פלטפורמה נוחה לחבר ולארגן אלמנטים מעגליים שונים. בלוח הלחם יש קבוצות רבות של סיכות. הסיכות של כל קבוצה מחוברות זו לזו בחלק האחורי של הלוח, וחוטים המחוברים לאותה קבוצה מקוצרים יחד. חוט המחובר לאותה קבוצת סיכות כמו מסוף של רכיב מעגל מחובר למסוף זה. מסופים שונים של רכיב מעגל שלא נועד להיות מקוצר צריכים להיות מחוברים לקבוצות פינים שונות. בהמשך, הפעולה של חיבור שני מסופים פירושה חיבורם לאותה קבוצת פינים (באיוריות, צמתים ייחודיים שכותרתם "a", "b" ו- "c" מייצגים קבוצות סיכות ייחודיות על לוח הלחם). זה נעשה בתנאי שמסופים כאלה עשויים חוטים שניתן להכניס בנוחות לתוך חור סיכה. אחרת, ניתן להשתמש בכבלים, תקעים בננה, ומהדקים כדי להפוך חיבורים חשמליים (למשל, ממסוף על המכשיר לרגל סיכה חשופה על לוח הלחם).
  4. חבר את מסוף היציאה של המקור הנוכחי למסוף אחד של הנגד 100-Ω ולאחר מכן חבר את המסוף השני של הנגד בחזרה למסוף השני של המקור הנוכחי.
  5. צור זרם 1 mA דרך הנגד.
  6. בחר את מדידת המתח או את מצב מד הוולטר של המולטימטר, וחבר את שני המסופים של המולטימטר לשני המסופים של הנגד. מדוד את ירידת המתח לחצות את הנגד.
  7. קריאה חיובית פירושה שהפוטנציאל במסוף החיובי של המולטימטר גבוה מזה שבטרמינל השלילי. השתמש בקריאת המתח כדי לאמת את יחסי החוק של אוהם(איור 3).
  8. לאחר מכן, חבר מסוף אחד של מקור מתח למסוף אחד של הנגד, וחבר את המסוף השני של הנגד בחזרה למסוף השני של מקור המתח. הפיו מתח V של 10 על פני הנגד 100-Ω.
  9. השתמש בריבוי-מטר במצב המדידה או האמטר הנוכחי, וחבר את הבדיקות בסדרה עם הנגד. מדוד את הזרם דרך הנגד.
    1. קריאה חיובית פירושה שהזרם החשמלי זורם מהמסוף החיובי של המולטימטר למסוף השלילי. לאחר מכן, אמת את החוק של אוהם(איור 4).
    2. שים לב כי multimeter צריך להיות בסדרה עם נגד כדי למדוד את הזרם שלה (ammeter), אבל צריך להיות במקביל עם נגד כדי למדוד את ירידת המתח שלה (voltmeter). במדידות אלה, נניח כי ההתנגדות "הפנימית" של האמטר היא קטנה מאוד, אך זו של הוולטמטר גדולה מאוד. אם זה לא נכון בקפדנות אז הזרם או המתח נמדד על ידי המונה יהיה שונה מהערך לפני החיבור של המונה.
  10. לבסוף, מדוד ישירות את ההתנגדות באמצעות המולטימטר (איור 5) על-ידי בחירת מצב מדידת ההתנגדות. חבר את שני מסופי המונה עם שני המסופים של הנגד וקרא את ההתנגדות. אשר כי ההתנגדות הגיונית בהתבסס על מדידות הזרם והמתח הקודמות.

Figure 3
איור 3: דיאגרמת מעגל של מיקור זרם באמצעות נגד R ומתח מדידה.

Figure 4
איור 4: דיאגרמת מעגל של מיקור מתח על-פני נגד R וזרם מדידה.

Figure 5
איור 5: חיבור של רב-מטר למדידת התנגדות של נגד.

2. נגדים בסדרה

  1. חברו שני נגדים Ω-100 בסדרה (עיין באיור 1). על לוח הלחם, משמעות הדבר היא חיבור שני הקצוות של הנגד הראשון לשתי קבוצות סיכות שונות (לא קצר), נגיד קבוצה a ו- b, וחיבור שני קצות הנגד השני לקבוצות סיכה b ו- c (c היא עוד קבוצת סיכה שלא מקוצרת ל- a ו- b).
    1. חבר זרם משותף של 10 mA באמצעות שני הנגדים באמצעות מקור נוכחי כמתואר בשלב 1.4.
    2. באמצעות מולטימטר במצב מד-מטר, מדוד את ירידת המתח על פני כל נגד. לאחר מכן אשר את ערכי ההתנגדות של R1 ו- R2 באמצעות החוק של Ohm.
    3. כעת השתמשו בוולטמטר כדי למדוד את מתח ה-V לאורך כל שילוב הסדרות (בין נקודות a ו-c באיור 1), וקבלו את ההתנגדות הכוללת לסדרות.
    4. הזן את ערכי ההתנגדות הנמדדים, כפי שמוצג בטבלה 1.
    5. נתק את מקורות הכוח והמונים ולאחר מכן השתמש במקור מתח כדי לספק סך של 10 V על פני שני הנגדים (בין נקודות a ו- c).
    6. השתמש בריבוי מטר במצב ammeter כדי למדוד את הזרם (I1) הזנת R1, ואת הנוכחי (I2)הזנת R2.
    7. ודא כי I1 שווה ל- I2 (או שווה בקירב; כל הבדל קטן עשוי להיות עקב תצורות שונות במקצת, כולל התנגדויות חוט שהשתנו מעט).
  2. חזור על ההליך בשלב 2.1 עבור שני נגדים Ω 10 בסדרה, ולמדוד את התנגדות החוט באמצעות מולטימטר.
  3. חזור על ההליך בשלב 2.1 עבור נגד אחד Ω 100 בסדרה עם נגד אחד של 10 Ω, וחזר על מדידות ההתנגדות.

3. נגדים במקביל

  1. חברו שני נגדים Ω-100 במקביל (עיין באיור 2). על לוח הלחם, חבר את שני הקצוות של כל נגד לשתי קבוצות פינים, נניח a ו- b.
    1. מקור טיפת מתח נפוצה של V = 10 V באמצעות מקור מתח.
    2. השתמש בריבוי מטר כדי למדוד את I1 הנוכחי הנכנס R1, ובכך לאשר כי R1 = V / I1. לאחר מכן, למדוד I2 הזנת R2, ובכך לאשר כי R2 = V / I2.
    3. עכשיו לשים את מד המגבר מול השילוב המקביל (לפני נקודה ב איור 2), ולקבל את ההתנגדות הכוללת סדרה R = V / I.
  2. חזור על האמור לעיל בשלב 3.1 עבור שני נגדים Ω 10 במקביל, ושוב עבור נגד אחד 100-Ω במקביל נגד אחד 10-Ω.

4. נוריות LED בסדרה וחיבור מקבילי

  1. השג שני מקורות אור LED קטנים, אשר ניתן לטפל בהם כשני נגדים.
  2. חבר מקור V אחד ל- LED 1 של צריכת חשמל (חיבור דומה לשלב 1.5) ושים לב לבהירותו.
  3. כעת חבר את שני נוריות ה- LED במקביל למקור V 1 (חיבור דומה לשלב 3.1), ושים לב לבהירותן.
  4. כעת חבר את שני נוריות ה- LED בסדרה ובין מקור V אחד (חיבור דומה לשלב 2.1.5), ושים לב שוב לבהירותן.

מעגלים פשוטים כגון אלמנטים התנגדותיים המחוברים בסדרה או במקביל הם מרכיבים מרכזיים במעגלים חשמליים מורכבים.

חיבור נגדים בסדרה גורם לחלוקת מתח, תוך שיתוף אותו זרם.

לעומת זאת, כאשר נגדים מחוברים במקביל, התוצאה היא חלוקה של זרם והמתח על פני הנגדים זהה. כדי להבין את תפקודו של כל מעגל חשמלי, פשוט או מורכב, נעשה שימוש בחוק אוהם.

וידאו זה יכסה את היסודות של חיבור רכיבים התנגדותיים חשמליים בסדרות ובמקביל, ויסביר את עקרונות חישוב המתח והזרם למעגלים אלה על פי חוק אוהם.

לפי חוק אוהם, ה'אני' הנוכחי דרך נגד התנגדות 'R', הוא פרופורציונלי ישירות לירידה במתח 'V' על פני הנגד או שהירידה במתח היא תוצר של ההתנגדות 'R' וה-'I' הנוכחי.

אם שני נגדים, R1 ו- R2, מחוברים בסדרה, כלומר בזה אחר זה, אז אותו זרם זורם דרך שני הנגדים.

במקרה זה, טיפת המתח הכוללת 'V' שווה לסכום ירידת המתח על פני כל נגד. על החלת חוק Ohm עבור מתחים V1 ו- V2, ומכיוון שהזרמים שווים, אנו שואבים את ירידת המתח הכוללת כשווה לסכום ההתנגדות R1 ו- R2 כפול ה-I הנוכחי.

הזזתי לצד השני של המשוואה נותנת V / I, אשר, על פי החוק של Ohm, הוא ההתנגדות האפקטיבית הכוללת של המעגל "R". לכן, 'R' הוא פשוט סכום ההתנגדות האישית.

כלל זה חל על מספר רב של נגדים המחוברים בסדרה.

לעומת זאת, אם שני הנגדים מחוברים במקביל, מה שאומר ששניהם מחוברים בין שני מסופים משותפים, אז שני הנגדים חולקים את אותה ירידת מתח.

עם זאת, הזרם הכולל 'אני', מחולק בין הנגדים ולכן שווה לסכום הזרמים הבודדים של המעגל. עכשיו, אם ניקח את המשוואה הנוכחית, נחיל את החוק של אוהם, נבטל את המתחים משני הצדדים מכיוון שהם שווים לנגדים מקבילים, ונסדר מחדש את המשוואה להתנגדות יעילה 'R', אנו מבחינים כי R שווה ל'מוצר מעל סכום ' של שתי התנגדויות בודדות

בואו נחזור למשוואה לפני הסידור מחדש. ההופכי של ההתנגדות הוא ניצן, ג'. לכן, עבור שני נגדים מקבילים, ההולכות האפקטיבית שווה לסכום שני ערכי המוליך.

ניתן להרחיב כלל זה גם לנגדים מרובים המחוברים במקביל.

הניסוי הבא מדגים את השיטה החורגת של חיבור נגדים בכל תצורה וניתוח המעגלים באמצעות חוק אוהם.

כדי להתחיל, לאסוף את החומרים הדרושים ומכשירים, כלומר מקור נוכחי, מקור מתח, שני multimeters, שני נגדים 100-אוהם, שני נגדים 10- ohm, ולוח לחם.

באמצעות לוח הלחם, חבר קצה אחד של נגד 100 אוהם למסוף הפלט של המקור הנוכחי. לאחר מכן חברו את הקצה השני של הנגד 100 אוהם למסוף הנגדי של המקור.

לאחר מכן, ליצור זרם אמפר 10 מילי דרך הנגד ולהגדיר את multimeter במצב מדידת מתח. כעת חברו את שני המסופים של המולטימטר לשני המסופים של הנגד ומדדו את ירידת המתח על פני הנגד.

קריאה חיובית פירושה שהפוטנציאל במסוף החיובי של המולטימטר גבוה מזה שבטרמינל השלילי. באמצעות קריאת מתח זו החוק של Ohm ניתן לאמת.

לאחר מכן, יש למרוח מתח של 1 וולט על פני הנגד 100 אוהם. כעת הגדר את המולטימטר במצב מדידה נוכחי. חבר את המסופים של המולטימטר בסדרה עם הנגד ומדוד את הזרם דרכו.

קריאה עדכנית חיובית פירושה שהזרם זורם מהמסוף החיובי למסוף השלילי של המולטימטר. באמצעות הזרם הנמדד, ניתן לאמת את החוק של אום.

לאחר מכן, נתק את מקור המתח מהנגד. הגדר את המולטימטר למצב מדידת התנגדות. חבר את שני המסופים של המולטימטר לשני המסופים של הנגד ומדוד ישירות את ההתנגדות.

ההתנגדות הנמדדת צריכה לאמת מחדש את חוק אוהם ומדידות זרם ומתח שנמדדו בעבר.

ראשית, חבר שני נגדים 100-אוהם בסדרה על לוח הלחם. לאחר מכן חבר אותם למקור הנוכחי כמתואר בסעיף הקודם והחל זרם אמפר של 10 מילי דרך שני הנגדים.

באמצעות המולטימטר במצב מד-מטר, מדוד את ירידת המתח על פני כל נגד ועל פני כל שילוב הסדרה.

לאחר מכן, יש למרוח מתח של 10 וולט על שני הנגדים. לאחר מכן הגדר את המולטימטר במצב ammeter ומדוד את הזרם דרך כל נגד.

חבר שני נגדים 100-אוהם במקביל. לאחר מכן, חבר אותם למקור מתח כפי שתואר קודם לכן. החל מתח של 10 וולט על פני הנגדים.

באמצעות מולטימטר במצב ammeter, למדוד את הזרם דרך כל נגד ודרך כל שילוב מקביל של נגדים.

בהירות הנורות תלויה לא רק במתח המופעל, אלא גם בשאלה אם הן מחוברות בסדרה ו/או עם רכיבים אחרים

להשיג שתי דיודות פולטות אור או נורות, כל אחד עם התנגדות של אוהם מעט, אשר ניתן להשתמש במקום הנגדים. חבר נורה אחת למקור המתח כמתואר קודם לכן. החל מתח של וולט אחד על פני הנורה ושים לב לבהירותו.

עכשיו, לכבות את מקור המתח ולחבר את הנורה השנייה במקביל לראשון. החל מתח של וולט אחד על פני השילוב המקביל והתבונן בבהירות של שתי הנורות.

לבסוף, כבה את מקור המתח וחבר מחדש את הנורות בסדרה. החל מתח של וולט אחד על-פני שילוב הסדרה ושים לב לבהירות של שתי הנורות.

כעת, לאחר שבדקנו את הפרוטוקולים, הבה נבחן את התוצאות של חיבור נגדים בסדרות ובמקביל

תוצאות הניסוי בסדרה מראות כי על פי החוק של Ohm, המתח על פני כל נגד הוא פרופורציונלי ישירות להתנגדות המתאימה. בנוסף, המתח על פני שני הנגדים הוא סכום המתחים על פני כל נגד; ואילו הזרם הזורם דרך כל נגד ודרך השילוב זהה. יתר על כן, ההתנגדות הכוללת של המעגל שווה לסכום של שתי התנגדויות בודדות.

זה מוכיח את יחסי המתח, הזרם וההתנגדות החזויים עבור שילוב סדרה.

מאידך גיסא, כאשר הנגדים מחוברים במקביל, הזרם על פני כל נגד הוא ביחס הפוך להתנגדות, בהתאם לחוק האוהם. בנוסף, הזרם הכולל הזורם דרך השילוב המקביל הוא סכום הזרמים הבודדים, אך המתח על פני כל נגד ועל פני השילוב זהה.

לבסוף, אם נמיר את ערכי ההתנגדות לערכי מוליכות, התוצאות מראות כי ההתנהלות הכוללת של המעגל שווה לסכום שני ערכי ההולכות הבודדים. פעולה זו מאמתת את יחסי המתח, הזרם והמוליכות התיאורטיים עבור שילוב מקביל.

כאשר הנורות מחוברות בסדרה או רמות שונות מקבילות של בהירות הנורה נצפים. כאשר נורות מחוברות במקביל, לשתי הנורות יש בהירות דומה לנורה היחידה המחוברת לאותו מקור מתח.

הסיבה לכך היא הנורות מופעלות על ידי מתח, ואלה המחוברים במקביל כל אחד יש את אותו מתח של 1 וולט על פני אותם, כמו במקרה של נורה אחת.

מצד שני, שתי הנורות המחוברות בסדרה עמומות יותר מהנורה היחידה. הסיבה לכך היא ששתי הנורות בסדרה מקבלות כל אחת רק 0.5 וי, שכן המתח מתחלק ביניהן.

חיבורי סדרות ונגדים מקבילים נפוצים ביישומי מעגלים. הבה נבחן כעת כמה דוגמאות שבהן נעשה בהן שימוש .

יישום נפוץ של חיבור סדרה הוא מעגל מחיצת מתח הממיר מתח גדול יותר למתח קטן יותר. מתח הכניסה מוחל על פני שני נגדים מסדרה ומתח היציאה מתקבל מהחיבור ביניהם. חלוקת מתח היא תוצאה של חלוקת מתח הכניסה בין הנגדים של מעגל המחיצה.

חיווט מסחרי בבתים, במשרדים, במעבדות ובכיתות הלימוד שלנו מוגדר כך שניתן יהיה לחבר ולהשתמש במכשירי חשמל מרובים. זה אפשרי כי כל מכשיר חשמלי, כאשר מחובר לשקע 110 וולט בקיר, מחובר במקביל לכל המכשירים האחרים שכבר נמצאים בשימוש.

לכן, כולם חולקים את המתח המשותף של 110 וולט ובתנאי הפעלה רגילים מסוגלים לפעול מבלי להשפיע על מכשירים אחרים.

הרגע צפיתם בהקדמה של JoVE לסדרות ונגדים מקבילים. כעת עליך להבין כיצד לחבר מקורות זרם ומתח, ולמדוד פרמטרים שונים של מעגל חשמלי באמצעות המולטימטר. בנוסף, כעת כדאי גם לדעת לחבר התנגדויות בסדרות במקביל ולנתח אותן באמצעות חוק אוהם. תודה שצפיתם!

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

תוצאות מייצגות הצפויות מההליך לעיל מפורטות להלן בטבלה 1 עבור נגדים בסדרה, ובטבלה 2 עבור נגדים במקביל.

על פי התוצאות בטבלה 1, ההתנגדות הכוללת R נמדד מציית משוואה 6, שבו ההתנגדות לרכיבים בסדרה להוסיף לתת את ההתנגדות הכוללת. התוצאות בטבלה 2 מראות כי ההתנגדות הכוללת לנגדים במקביל עוקבת אחר משוואה 12 (או משוואה 13),שבה ההדדיות (כלומר,מוליכות) של ההתנגדות במקביל מוסיפות כדי לתת את ההתנגדות האפקטיבית הכוללת.

בעת שימוש נוריות במקום נגדים, ברור כי נוריות המחוברות במקביל לשניהם יש בהירות דומה ל- LED יחיד המחובר לאותו מקור מתח. הסיבה לכך היא נוריות מופעלות על ידי מתח, ואלה המחוברים במקביל חולקים את אותו מקור מתח (V אחד במקרה זה). לכן, התצורה אינה משפיעה על הפעולה של כל נורית LED. לעומת זאת, שני נוריות ה-LED המחוברות בסדרה עמומות יותר מה-LED היחיד. הסיבה לכך היא ששני נורות ה-LED בסדרה מקבלות כל אחת רק V 0.5, שכן המתח מתחלק ביניהן.

ר'1 ר'2 סדרת R
100 Ω 100 Ω 200 Ω
10 Ω 10 Ω 20 Ω
100 Ω 10 Ω 110 Ω

טבלה 1: נתונים שנאספו עבור שתי התנגדויות סדרה R1 ו- R2 ואת ההתנגדות האפקטיבית הכוללת R = Rסדרה.

ר'1 ר'2 R מקבילי
100 Ω 100 Ω 50 Ω
10 Ω 10 Ω 5 Ω
100 Ω 10 Ω 9.1 Ω

טבלה 2. נתונים שנאספו עבור שתי התנגדויות מקבילות R1 ו- R2 ואת ההתנגדות האפקטיבית הכוללת R = Rמקביל.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Applications and Summary

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

בניסוי זה, סקרנו כיצד להשתמש במקורות מתח וזרם, וריבוי מטרים (וולטמטר, מד זרם / אמפר, ohmmeter) כדי לאמת את חוק ההמשכיות הנוכחי ואת חוק Ohm. הדגמנו גם כיצד ההתנגדות מוסיפה בחיבור הסדרה, וכיצד המוליכות מוסיפה בהקשר מקביל.

סדרות וחיבורים מקבילים נפוצים ביישומי מעגלים רבים. לדוגמה, כדי להשתמש במקור מתח V כמקור נוכחי עבור התקן כלשהו עם התנגדות R1, חבר התנגדות קבועה הרבה יותר R2 עם מקור המתח ואת ההתקן R1. לאחר מכן, הזרם דרך R1 הוא בערך V / R2.

כאשר כל מכשיר חשמלי או ציוד מחובר לשקע 110-V על הקיר, החיבור נעשה במקביל למכשירים אחרים שייתכן שכבר היו מחוברים לחשמל. כולם חולקים את המתח המשותף 110-V וכל אחד צריך לפעול מבלי להשפיע על אחרים - בטווח מסוים של תנאי פעולה.

מחבר הניסוי מכיר בסיועו של גארי הדסון להכנת חומר וצ'ואנחסון לי על כך שהדגים את הצעדים בסרטון.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Transcript

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the English version.

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter