ورود

نسخه کامل مشاهده نسخه کامل : برخی مفاهیم در مدار های سری!


iranch
10-09-2015, 03:52
با درود خدمت عزیزان
یک مدار داریم که مقاومت هاش سری شده است.
و گفته میشود که شدت جریان در دو سر هر مقاومت را اندازه بگیریم یکسان است اما افت ولتاژ داریم.
حال سوال پیش میاد.

خوب شدت جریان با توجه به اختلاف پتانسیل موجود که با ولت نشان داده می شود ، برقرار است. یعنی با افزایش ولتاژ ، شدت جریان بیشتری خواهیم داشت و برعکس.(همان قانون اهم)
پس اگر بدون دلیل هم این فرضیات بالا رو قبول کنیم که افت ولتاژ رخ خواهد داد. پس چطور است شدت جریان کم نمی شود؟! قانون اهم داریم. I=V/R به طور مثال ولتاژ در اولین مقاومت 200 ولت است و مقدار مقاومت هم 20 اهم. پس اینجا شدن جریان 10 آمپری از این مقاومت عبور خواهد کرد. حال در مقاومت بعدی گفته شده افت ولتاژ داریم.(بدون دلیل قبول میکنیم فعلا) پس 180 ولت ، اختلاف پتانسیل داریم و 20 اهم مقاومت ، شدت جریان میشود ، 9 آمپر.. یعنی نقض شد همان فرضیات که اول قبول کردیم که!
پس چطور است ، شدت جریان در همه جای مدار یکسان است؟!
اصلا با فرض یکسان بودن مقاومت طبق مثالی که زدم،شدت جریان با ولتاژ رابطه مستقیمی داره. یعنی اگر ولتاژ کم شد، شدت جریان کم باید بشه و برعکس.
نمیشود که ولتاژ کم کرد و شدت جریان ثابت بماند! مگر مقاومت رو کم کنیم که مقاومت یکسان فرض شده!





[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
hermione
10-09-2015, 10:59
سلام بر شما.
من متوجه کمی سردرگمی شما میشم و چیز غیر طبیعی نیست .

جریان نرخ فلوی شارژ الکتریکی هست ( ترجمشو درست نمیدونم اصلش اینه rate of flow of electric charge) و این فلو در یک حلقه، ثابت هست. برای تصور بهتر، جریان الکتریکی مثل یک جریان آبی در نظر بگیرید. هر المانی (element) هم که در مسیر باشه این جریان به طور کامل از اون گذر میکنه چیزی از این جریان کم یا به اون اضافه نمیشه در یک حلقه بسته.

یا با یک بیان دیگه جریان در واقع الکترون هست اگر قرار باشه که جریان مقاومت 1 با جریان مقاومت 2 فرق کنه جایی در این بین باید الکترون اضافه شده باشه یا کم شده باشه که امکان نداره همچین چیزی.

در مورد مثال مداری من متوجه نشدم مدار خودتون رو کامل رسم کنید با ذکر مقدار مقاومت ها و ... بقیه اطلاعات.
iranch
10-09-2015, 11:37
سلام بر شما.
من متوجه کمی سردرگمی شما میشم و چیز غیر طبیعی نیست .

جریان نرخ فلوی شارژ الکتریکی هست ( ترجمشو درست نمیدونم اصلش اینه rate of flow of electric charge) و این فلو در یک حلقه، ثابت هست. برای تصور بهتر، جریان الکتریکی مثل یک جریان آبی در نظر بگیرید. هر المانی (element) هم که در مسیر باشه این جریان به طور کامل از اون گذر میکنه چیزی از این جریان کم یا به اون اضافه نمیشه در یک حلقه بسته.

یا با یک بیان دیگه جریان در واقع الکترون هست اگر قرار باشه که جریان مقاومت 1 با جریان مقاومت 2 فرق کنه جایی در این بین باید الکترون اضافه شده باشه یا کم شده باشه که امکان نداره همچین چیزی.

در مورد مثال مداری من متوجه نشدم مدار خودتون رو کامل رسم کنید با ذکر مقدار مقاومت ها و ... بقیه اطلاعات.

سلام بر شما
بلاخره مقاومت این هست که در مقابل جریان مقاومت میکنه که همان الکترون ها هست
New Ray
10-09-2015, 16:40
اون فرضیات 200 ولت و 180 ولت از کجا اومد؟ ما نمیتونیم همینطوری فرض کنیم بعد بگیم نقض شد! اگه مقادیر مورد نیاز رو داشته باشیم میتونیم محاسبه کنیم وگرنه جواب نداریم. در مدار سری امکان نداره یک مقاومت 180 ولت باشه و دیگری 200 مگر اینکه مقاومت متفاوتی داشته باشن.

در اون مدار یک ولتاژ منبع ثابت داریم مثلا 600 ولت. سه مقاومت 20 اهم داریم مجموع میشه 60 اهم. این اتصال باعث ایجاد جریان 10 آمپر در مدار میشه (قانون اهم). تازه الان میتونیم ولتاژ دو سر هر مقاومت رو حساب کنیم که برای هر کدوم میشه V=I*R پس 10*20 = 200 ولت. مجموع ولتاژهای افت کرده روی کل مقاومتها هم اگه با هم جمع بشن باید برابر ولتاژ منبع بشن (200+200+200=600).
iranch
10-09-2015, 17:05
اون فرضیات 200 ولت و 180 ولت از کجا اومد؟ ما نمیتونیم همینطوری فرض کنیم بعد بگیم نقض شد! اگه مقادیر مورد نیاز رو داشته باشیم میتونیم محاسبه کنیم وگرنه جواب نداریم. در مدار سری امکان نداره یک مقاومت 180 ولت باشه و دیگری 200 مگر اینکه مقاومت متفاوتی داشته باشن.

در اون مدار یک ولتاژ منبع ثابت داریم مثلا 600 ولت. سه مقاومت 20 اهم داریم مجموع میشه 60 اهم. این اتصال باعث ایجاد جریان 10 آمپر در مدار میشه (قانون اهم). تازه الان میتونیم ولتاژ دو سر هر مقاومت رو حساب کنیم که برای هر کدوم میشه V=I*R پس 10*20 = 200 ولت. مجموع ولتاژهای افت کرده روی کل مقاومتها هم اگه با هم جمع بشن باید برابر ولتاژ منبع بشن (200+200+200=600).

درود بر شما
و ممنون از پاسخ ، من برای راحتی گفتم 180 ولت. فرض کنیم 200 ولت ورودی هست در مقاومت اول. خوب افت ولتاژ رو داریم، درسته؟ اصلا 1 ولت افت ولتاژ
191 ولت هم بره در مقاومت دوم طبق قانون باید جریان کاهش پیدا کنه.
چطور امکان ندارد؟ طبق فرض ، در مدار سری ، افت ولتاژ داریم در هر مقاومت.


در اون مدار یک ولتاژ منبع ثابت داریم مثلا 600 ولت. سه مقاومت 20 اهم داریم مجموع میشه 60 اهم. این اتصال باعث ایجاد جریان 10 آمپر در مدار میشه (قانون اهم). تازه الان میتونیم ولتاژ دو سر هر مقاومت رو حساب کنیم که برای هر کدوم میشه V=I*R پس 10*20 = 200 ولت. مجموع ولتاژهای افت کرده روی کل مقاومتها هم اگه با هم جمع بشن باید برابر ولتاژ منبع بشن (200+200+200=600).

این قانون اهم رو هر جور بنویسیم باید پاسخ بده. ما مقاومت رو اندازش رو داریم. ولتاژ هم داریم . میخواهیم با امپر متر تست کنیم که جریان چقدر هست. چرا نباید این طور حساب کنیم؟ :n29:

فرض کنیم 100 تا مقاومت سری شده. بعد 50 ولت تا مقاومت آخری افت ولتآژ داشتیم، الان دیگه نمیشه برحسب همان ولتاژ ورودی که ، مقدار جریان مقاومت اخر رو حساب کرد.
SNOW PATROL
10-09-2015, 17:37
درود بر شما
و ممنون از پاسخ ، من برای راحتی گفتم 180 ولت. فرض کنیم 200 ولت ورودی هست در مقاومت اول. خوب افت ولتاژ رو داریم، درسته؟ اصلا 1 ولت افت ولتاژ
191 ولت هم بره در مقاومت دوم طبق قانون باید جریان کاهش پیدا کنه.
چطور امکان ندارد؟ طبق فرض ، در مدار سری ، افت ولتاژ داریم در هر مقاومت.



این قانون اهم رو هر جور بنویسیم باید پاسخ بده. ما مقاومت رو اندازش رو داریم. ولتاژ هم داریم . میخواهیم با امپر متر تست کنیم که جریان چقدر هست. چرا نباید این طور حساب کنیم؟ :n29:

فرض کنیم 100 تا مقاومت سری شده. بعد 50 ولت تا مقاومت آخری افت ولتآژ داشتیم، الان دیگه نمیشه برحسب همان ولتاژ ورودی که ، مقدار جریان مقاومت اخر رو حساب کرد.

دوست عزیز بنده متاسفانه متوجه منظور شما نمیشم.... اما احتمال میدم مشکل شما در نحوه بدست اورن جریان است ببینید امپر متر برخلاف ولت متر باید در مدار سری قرار بگیره یعنی نمیتونی امپر متر بزنی دو سر مصرف کننده ببینی جریان عبوری ازش چقدره!..
در مدار سری جریان عبوری از همه مصرف کننده ها یکی است و برای بدست اوردن این جریان باید تمام مقاومت ها رو جمع کنید چون همشون تشکیل یک مقاومت کل رو میدن شما ده تا مقاومت ده اهم رو به هم ببند وصلش کن به منبع ولتاژ.. یک مقاومت صد اهم رو هم به منبع ولتاژ مشابه وصل کن میبینی که جریان یکی هست...
پس چه هزار تا مقاومت ده اهم رو سری ببندی چه یک مقاومت ده کیلو در حالت ایده ال و روی کاغذ رفتار مداریشون یکی هست.. برای بدست اوردن ولتاژ دو سر هر مصرف کننده هم که دوستمون کاملن توضیح دادند..


مثال ساده بزنم شما ده تا لوله ده متری 5 اینچی رو به هم وصل کنی با یک لوله صد متری پنج اینچی تفاوتی نداره!
iranch
10-09-2015, 17:47
دوست عزیز بنده متاسفانه متوجه منظور شما نمیشم.... اما احتمال میدم مشکل شما در نحوه بدست اورن جریان است ببینید امپر متر برخلاف ولت متر باید در مدار سری قرار بگیره یعنی نمیتونی امپر متر بزنی دو سر مصرف کننده ببینی جریان عبوری ازش چقدره!..
در مدار سری جریان عبوری از همه مصرف کننده ها یکی است و برای بدست اوردن این جریان باید تمام مقاومت ها رو جمع کنید چون همشون تشکیل یک مقاومت کل رو میدن شما ده تا مقاومت ده اهم رو به هم ببند وصلش کن به منبع ولتاژ.. یک مقاومت صد اهم رو هم به منبع ولتاژ مشابه وصل کن میبینی که جریان یکی هست...
پس چه هزار تا مقاومت ده اهم رو سری ببندی چه یک مقاومت ده کیلو در حالت ایده ال رفتار مداریشون یکی هست.. برای بدست اوردن ولتاژ دو سر هر مصرف کننده هم که دوستمون کاملن توضیح دادند..


مثال ساده بزنم شما ده تا لوله ده متری 5 اینچی رو به هم وصل کنی با یک لوله صد متری پنج اینچی تفاوتی نداره!

درود و سپاس از پاسخ شما
در پست اول عکس سمت راست، امده امپر متر رو روی دو سر هر مقاومت گذاشته و جریان رو حساب کرده.
SNOW PATROL
10-09-2015, 17:57
درود و سپاس از پاسخ شما
در پست اول عکس سمت راست، امده امپر متر رو روی دو سر هر مقاومت گذاشته و جریان رو حساب کرده.


خیر دوست من امپر متر ها در شکل به درستی به صورت سری رسم شده است.. ( همونطور که میبینید سیم قطع شده و به دو سر امپر متر ها وصل شده و امپر متر در مسیر عبور جریان قرار گرفته )


امپر متر موازی با مصرف کننده در عمل به احتمال زیاد چیزی به جز یک امپر متر سوخته به شما تحویل نمیده





[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
hermione
10-09-2015, 19:19
درود بر شما
و ممنون از پاسخ ، من برای راحتی گفتم 180 ولت. فرض کنیم 200 ولت ورودی هست در مقاومت اول. خوب افت ولتاژ رو داریم، درسته؟ اصلا 1 ولت افت ولتاژ
191 ولت هم بره در مقاومت دوم طبق قانون باید جریان کاهش پیدا کنه.
چطور امکان ندارد؟ طبق فرض ، در مدار سری ، افت ولتاژ داریم در هر مقاومت.



تقسیم ولتاژ روی هر مقاومت چیزی نیست که دست شما باشه و در آخر (و البته در واقعیت) متناسب با مقدار مقاومت هست (در مقاومت های سری شده) به صورتی که از تقسیم ولتاژ دو سر هر مقاومت بر مقدار اون V/R مقدار ثابتی بدست می آید که همون جریان حلقه هست.

یعنی اگر ولتاژ دو سر مقاومت 10 اهم 100 ولت باشه ولتاژ دو سر مقاومت 20 اهم 200 ولت خواهد بود به همین ترتیب ... میتونید یک منبع هم در نظر بگیرید 300 ولتی. 100 ولت کاهش برای مقاومت اول اتفاق میوفته و 200 ولت هم برای مقاومت 20 اهمی.
hermione
10-09-2015, 19:21
سلام بر شما
بلاخره مقاومت این هست که در مقابل جریان مقاومت میکنه که همان الکترون ها هست

بله مقاومت میکنه و به نوعی میشه گفت روی سرعت این الکترون ها(جریان الکتریکی) تاثیر میذاره ولی در آخر تمام جریان از مقاومت عبور میکنه.
paveej
11-09-2015, 00:20
با درود خدمت عزیزان
یک مدار داریم که مقاومت هاش سری شده است.
و گفته میشود که شدت جریان در دو سر هر مقاومت را اندازه بگیریم یکسان است اما افت ولتاژ داریم.
حال سوال پیش میاد.

خوب شدت جریان با توجه به اختلاف پتانسیل موجود که با ولت نشان داده می شود ، برقرار است. یعنی با افزایش ولتاژ ، شدت جریان بیشتری خواهیم داشت و برعکس.(همان قانون اهم)
پس اگر بدون دلیل هم این فرضیات بالا رو قبول کنیم که افت ولتاژ رخ خواهد داد. پس چطور است شدت جریان کم نمی شود؟! قانون اهم داریم. I=V/R به طور مثال ولتاژ در اولین مقاومت 200 ولت است و مقدار مقاومت هم 20 اهم. پس اینجا شدن جریان 10 آمپری از این مقاومت عبور خواهد کرد. حال در مقاومت بعدی گفته شده افت ولتاژ داریم.(بدون دلیل قبول میکنیم فعلا) پس 180 ولت ، اختلاف پتانسیل داریم و 20 اهم مقاومت ، شدت جریان میشود ، 9 آمپر.. یعنی نقض شد همان فرضیات که اول قبول کردیم که!
پس چطور است ، شدت جریان در همه جای مدار یکسان است؟!
اصلا با فرض یکسان بودن مقاومت طبق مثالی که زدم،شدت جریان با ولتاژ رابطه مستقیمی داره. یعنی اگر ولتاژ کم شد، شدت جریان کم باید بشه و برعکس.
نمیشود که ولتاژ کم کرد و شدت جریان ثابت بماند! مگر مقاومت رو کم کنیم که مقاومت یکسان فرض شده!





[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

فرض كنيد توي مسير يك رودخانه سه تا سد با اندازه ديوارهاي متفاوت داريم.جريان رودخانه باعث پر شدن سدها ميشه و پشت هر كدام از سدها مقداري آب جمع ميشه كه چون اندازه ديواره سدها متفاوته مقدار آبي هم كه پشت هر كدوم جمع ميشه متفاوته.ولي آبي كه از سد اول سرريز ميكنه و وارد سد بعدي ميشه هيچ مسير ديگه اي غير از سد دوم واسه عبور نداره .بنابراين سرريز سد اول و سرريز سد دوم و سرريز سد سوم با هم برابرند.
آبي كه پشت ديواره هر كدوم از سدها جمع ميشه معادل پتانسيل مقاومتهاست كه با هم متفاوتند و اندازه ديواره سدها معادل مقاومتها هستند كه باز هم متفاوتند ولي آبي كه از سدها سرريز وعبور ميكنه معادل جريان هست كه مساويند.
براي محاسبه ولتاژ دو سر مقاومتها در مدار سري بايد اول مقاومت معادل مدار از رابطه R=R1+R2+R3 حساب بشه بعد از رابطه i=v/R كه در آن v ولتاژ منبع يا باطري هست شدت جريان بدست بياد و بعد براي هر مقاومت از رابطه v=i.r پتانسيل دو سر هر مقاومت حساب ميشه.
بنابراين مقدار پتانسيل دو سر هر مقاومت بعد از محاسبه مقاومت معادل و جريان بدست مياد و وابسته به مقدار اونهاست و نميشه از ابتدا يه مقدار خاص رو به عنوان پتانسيل يك مقاومت در نظر گرفت.
و همينطور مقدار شدت جريان هم وابسته به ولتاژ باطري و مقاومت معادل مدار هست.
New Ray
11-09-2015, 01:42
توضیحات دوستان کامل بود حالا کمی بریم به جزئیات :n02:
اول یه مطلبی در مورد حرکت الکترون : الکترونها رو مثل توپ هایی تصور کنید که در سرتاسر رسانا وجود دارن و همینطور در قطب منفی باتری با تعداد زیاد انباشته شدن.

حرکت الکترون در یک رسانا بصورت ضربه ای و پشت سر هم هست مثل شکل زیر :
در این شکل فرضا با هر ضربه فقط یک الکترون جدا میشه (الکترون آخری)

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

که دقیقترش میشه شکل زیر :
فلز زیر در هر اتم سه الکترون آزاد داره که حالت خنثی در اون فلز هست. وقتی از یک اتم یک الکترون کم کنیم، اگر نزدیکش الکترون آزادی وجود داشت جایگزینش میشه. اینکار توسط منبع ولتاژ انجام میشه که در یک قطب الکترونهای آزاد داره و در یک قطب پروتونها منتظر الکترون هستن.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

درواقع الکترونهای آزاد در تمام رسانا وجود دارن اما تا زمانی که شما یک ارتباط از قطب منفی تا قطب مثبت ایجاد نکنید این الکترونها حرکت نمیکنن.
از اونجایی که این حرکت به صورت پشت سر هم و نوبتی هست ، میشه گفت مثلا اولین اتم یک الکترون به اتم دوم میفرسته و همین موقع دومی یک اتم به سومی و الی آخر ...
حالا چه چیزی تعیین میکنه که چقدر الکترون باید حرکت کنند؟ مقدار مقاومت! یا مقدار اتمهای آماده که میتونن الکترونها رو جابجا کنن.

مثلا شاید باتری بتونه 1000 الکترون رو در یک لحظه بفرسته اما مقاومت فقط گنجایش عبور 100 الکترون رو در یک لحظه داشته باشه؛ در اینصورت 900 الکترون دیگه حرکت نمیکنند چون این حرکت مستلزم خالی بودن مسیر هست!

مطالب بالا به ما میگه جریان چطور و با چه شرایطی ایجاد میشه. حالا برسیم به مدار پست اول:
چه مقدار جریانی از قطب منفی شروع به حرکت میکنه؟ باید ببینیم چه ولتاژی و چه مقاومتی در مسیر قرار داره (مقاومت کل که بین قطب منفی و مثبت باتری هست). اینطور نیست که بگیم مثلا 300 الکترون تا مقاومت اول میان، بعد 200 تا به دومی میرن و ... !! چون به تعداد فضای خالی پروتون در قطب مثبت، الکترون از منفی حرکت میکنه. در نتیجه هر جای مدار که نگاه کنیم مقدار یکسانی الکترون در حال عبور می بینم (جریان = عبور الکترونها).

قسمت بعد مربوط میشه به افت ولتاژ در مدار سری یا بهتر بگم تقسیم ولتاژ . تقسیم ولتاژ بین مقاومتها، محاسبه ای هست که بعد از مراحل قبل انجام میگیره. پس نمیتونیم در تحلیل مون بگیم: اول ولتاژ دو سر مقاومت سری اینقدر افت کرد حالا جریان و حساب کنیم!!
نکته : منظور از واژه افت ولتاژ در اینجا کاهش ولتاژ منبع نیست، بلکه همون تقسیم ولتاژ منبع روی یک قطعه مورد نظر هست. در مدار سری ما میتونیم جریان کل رو راحت بدست بیاریم. اما ولتاژ دوسر هر قطعه باید بعد از مرحله قبل محاسبه بشه. جریان رو ضربدر مقاومت هر قطعه کنیم ولتاژ افت کرده روی اون مشخص میشه.

مثال:
در مدار سری دو مقاومت 10 اهم با هم سری شدن، ولتاژ منبع هست 100 ولت. جریان کل و افت ولتاژ روی هر مقاومت رو حساب کنید:
1- مقاومت کل : 10 + 10 مساوی 20 اهم
2- جریان کل : ولتاژ منبع تقسیم بر مقاومت کل => 100 تقسیم بر 20 مساوی 5 آمپر
3- ولتاژ دوسر مقاومت : جریان ضربدر مقاومت => 5 * 10 مساوی 50 ولت

می بینیم که جمع ولتاژ دو مقاومت هم میشه 100 ولت که با ولتاژ منبع برابر هست.