Δυναμική ηλεκτρική ενέργεια: Πλήρης συζήτηση υλικού + Παράδειγμα προβλήματος

η δυναμική ηλεκτρική ενέργεια είναι

Η δυναμική ηλεκτρική ενέργεια είναι μια ροή φορτισμένων σωματιδίων με τη μορφή ηλεκτρικού ρεύματος που μπορεί να παράγει ηλεκτρική ενέργεια.

Η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να ρέει από ένα σημείο υψηλότερου δυναμικού σε ένα σημείο χαμηλότερου δυναμικού εάν τα δύο σημεία είναι συνδεδεμένα σε κλειστό κύκλωμα.

η δυναμική ηλεκτρική ενέργεια είναι

Το ηλεκτρικό ρεύμα προέρχεται από τη ροή ηλεκτρονίων που ρέουν συνεχώς από τον αρνητικό πόλο στον θετικό πόλο, από το υψηλό δυναμικό στο χαμηλό δυναμικό από την πηγή της διαφοράς δυναμικού (τάση).

Για περισσότερες λεπτομέρειες, εξετάστε την ακόλουθη εικόνα:

το δυναμικό γράφημα ισχύος είναι

Η παραπάνω εικόνα λέειΤο A είναι πιθανώς υψηλότερο από το B. Το ηλεκτρικό ρεύμα συμβαίνει από το Α στο Β, αυτό οφείλεται στην πιθανή προσπάθεια εξισορρόπησης μεταξύ Α και Β.

Στην ανάλυση των δυναμικών ηλεκτρικών κυκλωμάτων που πρέπει να ληφθούν υπόψη είναι εξαρτήματα κυκλώματος όπως πηγές ισχύος και αντίσταση, διάταξη κυκλώματος και οι νόμοι που ισχύουν για το κύκλωμα.

Ηλεκτρική αντίσταση

Η αντίσταση (R) είναι ένα εξάρτημα που λειτουργεί για τη ρύθμιση της ποσότητας ηλεκτρικού ρεύματος που ρέει μέσω του κυκλώματος.

Η ποσότητα της αντίστασης ονομάζεται αντίσταση που έχει μονάδες Ohms (Ω). Το όργανο μέτρησης που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της αντίστασης είναι ένα ωμόμετρο.

Κάθε υλικό έχει διαφορετική τιμή αντίστασης. Με βάση τις ιδιότητες αντίστασης ενός υλικού, ένα υλικό χωρίζεται σε τρία, δηλαδή

  1. Ο αγωγός έχει μικρή αντίσταση, οπότε μπορεί να αγωγεί καλά ηλεκτρισμό Για παράδειγμα μεταλλικά υλικά όπως σίδηρος, χαλκός, αλουμίνιο και ασήμι.
  2. Οι μονωτές έχουν μεγάλη αντίσταση, επομένως δεν μπορούν να αγωγούν ηλεκτρισμό. Για παράδειγμα ξύλο και πλαστικό.
  3. Εν τω μεταξύ, οι ημιαγωγοί είναι υλικά που μπορούν να λειτουργήσουν ως αγωγοί, καθώς και ως μονωτές. Για παράδειγμα άνθρακας, πυριτίου και γερμανίου.

Από τις ιδιότητες αυτών των υλικών, που χρησιμοποιείται συχνά ως αγώγιμο φράγμα είναι ένας αγωγός.

Η τιμή της αντίστασης του αγωγού είναι ανάλογη με το μήκος του σύρματος (1) και αντιστρόφως ανάλογη προς την περιοχή διατομής του σύρματος (Α). Μαθηματικά, μπορεί να διατυπωθεί ως εξής:

Πού είναι η αντίσταση τύπου, το L είναι το μήκος του αγωγού και το Α είναι η διατομή του αγωγού.

Δυναμικοί ηλεκτρικοί τύποι

Ισχυρός τύπος ηλεκτρικού ρεύματος (Ι)

Το ηλεκτρικό ρεύμα συμβαίνει όταν υπάρχει μεταφορά ηλεκτρονίων όπως περιγράφεται παραπάνω. Και τα δύο αντικείμενα φορτίζονται, εάν συνδεθούν σε έναν αγωγό θα παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα.

Το ηλεκτρικό ρεύμα συμβολίζεται με γράμματαΕγώ, έχει μονάδεςΑμπέρ (Α), έτσι ο τύπος για την τρέχουσα ισχύ σε δυναμική ηλεκτρική ενέργεια είναι:

I = Q / t

Πληροφορίες:

  • I = ηλεκτρικό ρεύμα (A)
  • Q = το ποσό του ηλεκτρικού φορτίου (Coulomb)
  • t = χρονικά διαστήματα

Τύποι για διαφορετικά δυναμικά ή πηγές τάσης (V)

Με βάση την παραπάνω περιγραφή, το ηλεκτρικό ρεύμα έχει έναν ορισμό του αριθμού των ηλεκτρονίων που κινούνται σε ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα.

Η πιθανή διαφορά θα προκαλέσει τη μεταφορά ηλεκτρονίων, η ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που απαιτείται για τη ροή κάθε ηλεκτρικής φόρτισης από το άκρο του αγωγού καλείται ηλεκτρική τάση ή διαφορά δυναμικού.

Η πηγή τάσης ή η διαφορά δυναμικού έχει ένα σύμβολοΒ, με μονάδεςΒόλτ. Μαθηματικά, ο τύπος για δυναμική διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού είναι:

V = W / Q

Πληροφορίες:

  • V = διαφορά δυναμικού ή τάση πηγής ισχύος (Volt)
  • W = ενέργεια (Joule)
  • Q = φόρτιση (Coulomb)

Τύπος ηλεκτρικής αντίστασης (R)

Η αντίσταση ή η αντίσταση συμβολίζεται με Ρ, με μονάδες ohms, έχει τον τύπο:

R = ρ. Λ / Α

Πληροφορίες:

  • R = ηλεκτρική αντίσταση (ohms)
  • ρ = ειδική αντίσταση (ohm.mm2 / m)
  • A = εμβαδόν διατομής του καλωδίου (m2)

Φόρμουλα νόμου του Ohm (Ω).

Ο νόμος του Ohm είναι ένας νόμος που ορίζει ότι η διαφορά τάσης στον αγωγό θα είναι ανάλογη με το ρεύμα που διέρχεται από αυτόν.

Διαβάστε επίσης: Εικόνα του Cube Nets, Complete + Παραδείγματα

Ο νόμος του Ohm συνδέει τη δύναμη του ηλεκτρικού ρεύματος, τη διαφορά δυναμικού και την αντίσταση. Με τον τύπο:

I = V / R ή R = V / I ή V = I. Ρ

Πληροφορίες:

  • I = ηλεκτρικό ρεύμα (A)
  • V = διαφορά δυναμικού ή τάσης πηγής ισχύος (Volt)
  • R = ηλεκτρική αντίσταση (ohms)

Για να γίνει πιο εύκολο να θυμηθούμε αυτόν τον τύπο, η σχέση των τριών μεταβλητών μπορεί να περιγραφεί με το ακόλουθο τρίγωνο:

Κυκλοφοριακός νόμος του Kirchoff

Ο νόμος κυκλώματος του Kirchoff είναι ένας νόμος που αναφέρει τα φαινόμενα των ρευμάτων και των τάσεων σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα. Το Kirchoff's Circuit Law 1 ασχολείται με τη ροή ρεύματος στο σημείο του κυκλώματος και το Kirchoff 2 Circuit Law ασχολείται με τη διαφορά τάσης.

Κυκλοφοριακός νόμος Kirchoff 1

Ο ήχος του νόμου κυκλώματος Kirchoff 1 είναι "Σε οποιοδήποτε σημείο διακλάδωσης σε ηλεκτρικό κύκλωμα, η ποσότητα ρεύματος που εισέρχεται σε αυτό το σημείο είναι ίση με την ποσότητα ρεύματος που βγαίνει από αυτό το σημείο ή το συνολικό ποσό ρεύματος σε ένα σημείο είναι 0 "

Μαθηματικά ο νόμος 1 του Kirchoff εκφράζεται με την ακόλουθη εξίσωση:

η δυναμική ηλεκτρική ενέργεια είναι

ή

η δυναμική ηλεκτρική ενέργεια είναι

Στην τιμή της εκροής δίνεται αρνητικό σημάδι, ενώ η τιμή της εισροής δίνεται θετικό σημάδι.

Για περισσότερες λεπτομέρειες, δείτε την παρακάτω εικόνα:

η δυναμική ηλεκτρική ενέργεια είναι

Η παραπάνω εικόνα δείχνει την εφαρμογή Kirchoff 1 στην ανάλυση ηλεκτρικού κυκλώματος, όπου το ποσό εισροής i2 και εγώ3 θα ισούται με το άθροισμα των εκροών i1 και εγώ4.

Ο νόμος κυκλώματος Kirchoff 2

Ο ήχος του νόμου κυκλώματος 2 του Kirchoff είναι "Το άθροισμα κατεύθυνσης (κοιτάζοντας τον προσανατολισμό των θετικών και αρνητικών σημείων) της διαφοράς ηλεκτρικού δυναμικού (τάση) γύρω από ένα κλειστό κύκλωμα είναι ίσο με 0, ή πιο απλά, το άθροισμα του ηλεκτροκινητήρα δύναμη σε κλειστό περιβάλλον ισοδυναμεί με τον αριθμό των μειώσεων. δυναμικό σε αυτόν τον κύκλο "

Μαθηματικά ο νόμος του Kirchoff 2 εκφράζεται με την ακόλουθη εξίσωση:

η δυναμική ηλεκτρική ενέργεια είναι

ή

η δυναμική ηλεκτρική ενέργεια είναι

Ανάλυση δυναμικού ηλεκτρικού κυκλώματος

Στην ανάλυση δυναμικών ηλεκτρικών κυκλωμάτων, υπάρχουν αρκετοί σημαντικοί όροι που πρέπει να ληφθούν υπόψη, δηλαδή:

Βρόχος

Ένας βρόχος είναι ένας κλειστός κύκλος που έχει ένα σημείο εκκίνησης και ένα τελικό σημείο στο ίδιο στοιχείο. Σε έναν βρόχο υπάρχει μόνο ένα ηλεκτρικό ρεύμα που ρέει και η τιμή της πιθανής διαφοράς στα ηλεκτρικά εξαρτήματα του βρόχου μπορεί να είναι διαφορετική.

Διασταύρωση

Ένας κόμβος ή ένας κόμβος είναι το σημείο συνάντησης μεταξύ δύο ή περισσότερων ηλεκτρικών εξαρτημάτων. Οι κόμβοι είναι οι τόποι συνάντησης για ηλεκτρικά ρεύματα διαφορετικών μεγεθών και σε κάθε κόμβο θα ισχύει ο Νόμος 1 του Kirchoff

Η ανάλυση δυναμικών ηλεκτρικών κυκλωμάτων ξεκινά αναγνωρίζοντας τους βρόχους και τους κόμβους στο κύκλωμα. Ο νόμος του Kirchoff 2 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάλυση βρόχων και για την ανάλυση κόμβων ή κόμβων, χρησιμοποιείται ο νόμος 1 του Kirchoff

Η κατεύθυνση του βρόχου μπορεί να προσδιοριστεί ανεξάρτητα, αλλά γενικά η κατεύθυνση του βρόχου είναι προς την κατεύθυνση του ρεύματος από την πηγή τάσης που κυριαρχεί περισσότερο στο κύκλωμα. Το ρεύμα έχει ένα θετικό σημάδι εάν είναι ίδια κατεύθυνση με το βρόχο και ένα αρνητικό σημάδι εάν είναι απέναντι από την κατεύθυνση του βρόχου.

Στο εξάρτημα με EMF, το θετικό σημάδι είναι εάν ο θετικός πόλος βρίσκεται ο βρόχος πρώτα και το αντίστροφο είναι αρνητικός εάν ο αρνητικός πόλος βρίσκεται ο βρόχος πρώτα

Ένα παράδειγμα ανάλυσης ηλεκτρικού κυκλώματος μπορεί να γίνει με το ακόλουθο σχήμα:

η δυναμική ηλεκτρική ενέργεια είναι

Πληροφορίες:

  • Εγώ3 είναι το ρεύμα από το σημείο Α έως το Β.

Βρόχος 1

  • Μια πηγή τάσης 10V (V1) που έχει αρνητικό EMF επειδή αντιμετωπίζεται πρώτα ο αρνητικός πόλος
  • Το ρεύμα I1 είναι προς την κατεύθυνση του βρόχου και το τρέχον I3 είναι προς την κατεύθυνση του βρόχου
  • Υπάρχει ένα συστατικό R1 που ρέει με το τρέχον I1
  • Υπάρχει ένα στοιχείο R2 που ρέει με το τρέχον I3
  • Η εξίσωση του Kirchoff 2 στο βρόχο 1:
Διαβάστε επίσης: Ομαλοί μύες: Επεξήγηση, τύποι, χαρακτηριστικά και εικόνες

Βρόχος 2

  • Πηγή τάσης 5V (V2) που έχει θετικό GGL επειδή αντιμετωπίζεται πρώτα ο θετικός πόλος
  • Το ρεύμα I2 είναι προς την κατεύθυνση του βρόχου και το ρεύμα I3 είναι προς την κατεύθυνση του βρόχου
  • Υπάρχει ένα στοιχείο R2 που ρέει με το τρέχον I3
  • Υπάρχει ένα στοιχείο R3 το οποίο ενεργοποιείται από το τρέχον I2
  • Η εξίσωση του Kirchoff 2 στο βρόχο 2:
η δυναμική ηλεκτρική ενέργεια είναι

Κόμβος Α

  • Υπάρχει εισροή I1
  • Υπάρχουν έξοδοι I2 και I3
  • Η εξίσωση 1 του Kirchoff στον κόμβο A:
η δυναμική ηλεκτρική ενέργεια είναι

Παραδείγματα δυναμικών ηλεκτρικών προβλημάτων

Πρόβλημα 1:

Κοιτάξτε την παρακάτω εικόνα!

η δυναμική ηλεκτρική ενέργεια είναι

Ποια είναι η ροή του ηλεκτρικού ρεύματος που περιέχεται στην αντίσταση R2;

Συζήτηση

Ξέρετε: R1 = 1 Ω; R2 = 3 Ω; R3 = 9 Ω; V = 8 V

Ρωτήθηκε: I2 =?

Απάντηση:

Αυτό το παράδειγμα δυναμικών προβλημάτων ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να επιλυθεί με την εύρεση του συνολικού αριθμού αντιστάσεων πρώτα. Για να το κάνετε αυτό, μπορείτε να ακολουθήσετε τα παρακάτω βήματα:

1 / Rp = 1 / R2 + 1 / R3

= (1/3) + (1/9)

= (3/9) + (1/9)

= 4/9

Rp = 9/4 Ω

Συνολική αντίσταση (Rt) = R1 + Rp

= 1 + 9/4

= 13/4 Ω

Το επόμενο βήμα είναι να βρείτε το συνολικό ρεύμα με τον νόμο του Ohm όπως παρακάτω:

I = V / Rt

= 8/(13/4)

= 32/13 A.

Το τελευταίο βήμα είναι να υπολογίσετε το ρεύμα που ρέει στο R2 με τον ακόλουθο τύπο:

I2 = R3 / (R2 + R3) x Ι

= (9 / (3 + 9)) x (32/13)

= (9/13) x (32/13)

= 1,7 A.

Έτσι, στην αντίσταση R2 υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα που ρέει στα 1,7 A.

Πρόβλημα 2:

Η ποσότητα κάθε αντίστασης, η οποία ανέρχεται σε 3 σε μια σειρά, είναι 4 Ω, 5 Ω και 7 Ω. Στη συνέχεια υπάρχει μια μπαταρία που συνδέεται και στα δύο άκρα με ένα μεγάλο GGL 6 Volt και μια εσωτερική αντίσταση 3/4 Ω. Υπολογίστε την τάση στο κύκλωμα;

Συζήτηση

Ξέρετε: R1 = 4 Ω; R2 = 5 Ω; R3 = 7 Ω; V = 6 V; R = 3/4 Ω

Ρωτήθηκε: V flops =?

Απάντηση:

Ένα παράδειγμα αυτού του δυναμικού προβλήματος ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να επιλυθεί ακολουθώντας τα παρακάτω βήματα:

Σύνολο R = R1 + R2 + R3 + R

= 4 + 5 + 7 + 3/4

= 16,75 Ω

I = V / R

= 6 / 16,75

= 0,35 A.

V σταθερό = I x R σταθερό

= 0,35 x (4 + 5 + 7)

= 5,6 βολτ

Έτσι, η τάση του σφιγκτήρα στο κύκλωμα είναι 5,6 βολτ.

Πρόβλημα 3:

Η ισχύς που διατίθεται σε κάθε λάμπα στην παρακάτω εικόνα είναι η ίδια. Ο λόγος αντίστασης R1: R2: R3 είναι…. (SNMPTN 2012)

η δυναμική ηλεκτρική φόρμουλα είναι

Συζήτηση

Είναι γνωστό:

P1 = P2 = P3

Απάντηση:

Ρωτήθηκε: R1: R2: R3;

η δυναμική ηλεκτρική ενέργεια είναιη δυναμική ηλεκτρική ενέργεια είναι

Τα R1 και R2 συνδυάζονται σε μία αντίσταση Rp, με ρεύμα που ρέει μέσω αυτής Ip.

Πρόβλημα 4:

Το ρεύμα που ρέει μέσω της αντίστασης 6 Ω στην παρακάτω εικόνα είναι

το δυναμικό ηλεκτρικό κύκλωμα είναι

Απάντηση:

Σύνολο R = 8 Ohms

I = V / R = 12/8 = 1,5

I6 = 1,5 / 2 = 0,75 A.

Πρόβλημα 5:

Η ισχύς που αποβάλλεται από κάθε λάμπα στην παρακάτω εικόνα είναι η ίδια.

Σύγκριση αντίστασης R1 : Ρ2 : Ρ3 είναι ...

δυναμικοί ηλεκτρικοί τύποι

Συζήτηση:

Είναι γνωστό:

Π1 = Ρ2 = Ρ3

Απάντηση:

Ρωτήθηκε: R1 : Ρ2 : Ρ3?

δυναμικοί ηλεκτρικοί τύποιδυναμικοί ηλεκτρικοί τύποιδυναμικοί ηλεκτρικοί τύποιδυναμικοί ηλεκτρικοί τύποι

Ρ1 & Ρ2 συνδυάζεται σε μία αντίσταση RΠ, με ρεύμα που ρέει μέσα από αυτό.Π.

δυναμικοί ηλεκτρικοί τύποι

Αυτή είναι η συζήτηση υλικού και παραδειγμάτων ερωτήσεων που σχετίζονται με τη Δυναμική Ηλεκτρική Ενέργεια. Μπορεί να είναι χρήσιμο.

Πρόσφατες δημοσιεύσεις

$config[zx-auto] not found$config[zx-overlay] not found