கலப்பு இணைப்பு மற்றும் சிக்கலான மின்சுற்றுகள்

மின்சுற்றுகளில், தொடர் மற்றும் இணை இணைப்புகளின் கலவையான கலப்பு இணைப்பு மிகவும் பொதுவானது. உதாரணமாக மூன்று சாதனங்களை எடுத்துக் கொண்டால், கலப்பு இணைப்பின் இரண்டு வகைகள் சாத்தியமாகும். ஒரு வழக்கில், இரண்டு சாதனங்கள் இணையாக இணைக்கப்பட்டுள்ளன, மேலும் மூன்றாவது அவற்றுடன் தொடரில் இணைக்கப்பட்டுள்ளது (படம் 1, a).

அத்தகைய சுற்றுக்கு தொடரில் இணைக்கப்பட்ட இரண்டு பிரிவுகள் உள்ளன, அவற்றில் ஒன்று இணை இணைப்பு. மற்றொரு திட்டத்தின் படி, இரண்டு சாதனங்கள் தொடரில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன, மேலும் மூன்றாவது அவற்றுடன் இணையாக இணைக்கப்பட்டுள்ளது (படம் 1, ஆ). இந்த சுற்று ஒரு இணை இணைப்பாகக் கருதப்பட வேண்டும், அங்கு ஒரு கிளை ஒரு தொடர் இணைப்பாக இருக்கும்.

அதிக எண்ணிக்கையிலான சாதனங்களுடன், வேறுபட்ட, மிகவும் சிக்கலான கலப்பு இணைப்புத் திட்டங்கள் இருக்கலாம். சில நேரங்களில் EMF இன் பல ஆதாரங்களைக் கொண்ட மிகவும் சிக்கலான சுற்றுகள் உள்ளன.

அரிசி. 1. எதிர்ப்பவர்களின் கலப்பு இணைப்பு

சிக்கலான சுற்றுகளை கணக்கிட பல்வேறு முறைகள் உள்ளன. இவற்றில் மிகவும் பொதுவானது பயன்பாடு ஆகும் கிர்ச்சோஃப் இரண்டாவது விதி... அதன் மிகவும் பொதுவான வடிவத்தில், இந்த சட்டம் எந்த மூடிய வளையத்திலும் EMF இன் இயற்கணிதத் தொகை மின்னழுத்த வீழ்ச்சியின் இயற்கணிதத் தொகைக்கு சமம் என்று கூறுகிறது.

ஒரு இயற்கணிதத் தொகையை எடுக்க வேண்டியது அவசியம், ஏனெனில் ஈ.எம்.எஃப்.கள் ஒன்றையொன்று நோக்கிச் செயல்படும் அல்லது எதிரெதிர் இயக்கப்பட்ட நீரோட்டங்களால் உருவாக்கப்பட்ட மின்னழுத்த வீழ்ச்சிகள் வெவ்வேறு அறிகுறிகளைக் கொண்டுள்ளன.

ஒரு சிக்கலான சுற்று கணக்கிடும் போது, ​​பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில், சுற்றுகளின் தனிப்பட்ட பிரிவுகளின் எதிர்ப்புகள் மற்றும் சேர்க்கப்பட்ட ஆதாரங்களின் EMF ஆகியவை அறியப்படுகின்றன. நீரோட்டங்களைக் கண்டறிய, Kirchhoff இன் இரண்டாவது விதியின்படி, மூடிய-லூப் சமன்பாடுகள் உருவாக்கப்பட வேண்டும், அதில் நீரோட்டங்கள் அறியப்படாத அளவுகளாக இருக்கும். இந்த சமன்பாடுகளுக்கு கிர்ச்சோஃப்பின் முதல் விதியின்படி வரையப்பட்ட கிளை புள்ளிகளுக்கான சமன்பாடுகளைச் சேர்ப்பது அவசியம். இந்த சமன்பாடு அமைப்பைத் தீர்ப்பதன் மூலம், நீரோட்டங்களை நாங்கள் தீர்மானிக்கிறோம். நிச்சயமாக, மிகவும் சிக்கலான திட்டங்களுக்கு, இந்த முறை மிகவும் சிக்கலானதாக மாறிவிடும், ஏனெனில் அதிக எண்ணிக்கையிலான அறியப்படாத சமன்பாடுகளின் அமைப்பைத் தீர்ப்பது அவசியம்.

கிர்ச்சாஃப்பின் இரண்டாவது விதியின் பயன்பாடு பின்வரும் எளிய எடுத்துக்காட்டுகளில் காட்டப்படலாம்.

எடுத்துக்காட்டு 1. ஒரு மின்சுற்று கொடுக்கப்பட்டுள்ளது (படம் 2). EMF ஆதாரங்கள் E1 = 10 V மற்றும் E2 = 4 V, மற்றும் உள் எதிர்ப்பு முறையே r1 = 2 ohms மற்றும் r2 = 1 ohms. மூலங்களின் EMFகள் ஒன்றுக்கொன்று செயல்படுகின்றன. சுமை எதிர்ப்பு R = 12 ஓம். மின்னோட்டத்தில் I ஐக் கண்டறியவும்.

அரிசி. 2. ஒன்றுக்கொன்று இணைக்கப்பட்ட இரண்டு ஆதாரங்களைக் கொண்ட மின்சுற்று

பதில். இந்த வழக்கில் ஒரே ஒரு மூடிய வளையம் இருப்பதால், நாம் ஒரு சமன்பாட்டை உருவாக்குகிறோம்: E1 - E2 = IR + Ir1 + Ir2.

அதன் இடது பக்கத்தில் EMF இன் இயற்கணிதத் தொகையும், வலதுபுறம் - R, r1 மற்றும் r2 ஆகிய தொடர்-இணைக்கப்பட்ட பிரிவுகளின் தற்போதைய Iz ஆல் உருவாக்கப்பட்ட மின்னழுத்த வீழ்ச்சியின் கூட்டுத்தொகை.

இல்லையெனில், சமன்பாட்டை இந்த வடிவத்தில் எழுதலாம்:

E1 — E2 = I (R = r1 + r2)

அல்லது I = (E1 — E2) / (R + r1 + r2)

எண் மதிப்புகளை மாற்றுவதன் மூலம், நாம் பெறுகிறோம்: I = (10 — 4)/(12 + 2 + 1) = 6/15 = 0.4 A.

இந்த சிக்கலை, நிச்சயமாக, அடிப்படையில் தீர்க்க முடியும் முழு சுற்றுக்கும் ஓம் விதி, EMF இன் இரண்டு ஆதாரங்கள் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்படும் போது, ​​பயனுள்ள EMF ஆனது E1- E2 வித்தியாசத்திற்கு சமமாக இருக்கும், சுற்றுவட்டத்தின் மொத்த எதிர்ப்பு என்பது இணைக்கப்பட்ட அனைத்து சாதனங்களின் எதிர்ப்பின் கூட்டுத்தொகையாகும்.

எடுத்துக்காட்டு 2. மிகவும் சிக்கலான திட்டம் படம் காட்டப்பட்டுள்ளது. 3.

அரிசி. 3. வெவ்வேறு EMFகளுடன் ஆதாரங்களின் இணையான செயல்பாடு

முதல் பார்வையில், இது மிகவும் எளிமையானதாகத் தெரிகிறது.இரண்டு ஆதாரங்கள் (உதாரணமாக, ஒரு DC ஜெனரேட்டர் மற்றும் ஒரு சேமிப்பு பேட்டரி எடுக்கப்பட்டது) இணையாக இணைக்கப்பட்டுள்ளது மற்றும் ஒரு ஒளி விளக்கை அவற்றுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. மூலங்களின் EMF மற்றும் உள் எதிர்ப்பானது முறையே சமம்: E1 = 12 V, E2 = 9 V, r1 = 0.3 Ohm, r2 = 1 Ohm. பல்ப் எதிர்ப்பு R = 3 ஓம் மின்னோட்டங்கள் I1, I2, I மற்றும் மின்னழுத்தம் U ஆகியவற்றை மூல முனையங்களில் கண்டறிவது அவசியம்.

EMF E1 E2 ஐ விட அதிகமாக இருப்பதால், இந்த வழக்கில் ஜெனரேட்டர் E1 வெளிப்படையாக பேட்டரியை சார்ஜ் செய்கிறது மற்றும் அதே நேரத்தில் விளக்கை இயக்குகிறது. Kirchhoff இன் இரண்டாவது விதியின்படி சமன்பாடுகளை அமைப்போம்.

இரண்டு ஆதாரங்களையும் கொண்ட ஒரு சுற்றுக்கு, E1 — E2 = I1rl = I2r2.

ஒரு ஜெனரேட்டர் E1 மற்றும் ஒரு ஒளி விளக்கைக் கொண்ட ஒரு சுற்றுக்கான சமன்பாடு E1 = I1rl + I2r2 ஆகும்.

இறுதியாக, பேட்டரி மற்றும் விளக்கை உள்ளடக்கிய சுற்றுகளில், மின்னோட்டங்கள் ஒன்றையொன்று நோக்கி செலுத்தப்படுகின்றன, எனவே அதற்கு E2 = IR - I2r2.இந்த மூன்று சமன்பாடுகளும் நீரோட்டங்களைத் தீர்மானிக்க போதுமானதாக இல்லை, ஏனெனில் அவற்றில் இரண்டு மட்டுமே சுயாதீனமானவை மற்றும் மூன்றாவது மற்ற இரண்டிலிருந்து பெறப்படும். எனவே, நீங்கள் இந்த இரண்டு சமன்பாடுகளை எடுக்க வேண்டும் மற்றும் மூன்றாவதாக Kirchhoff இன் முதல் விதியின்படி ஒரு சமன்பாட்டை எழுத வேண்டும்: I1 = I2 + I.

சமன்பாடுகளில் உள்ள அளவுகளின் எண் மதிப்புகளை மாற்றி அவற்றை ஒன்றாகத் தீர்ப்பதன் மூலம், நாம் பெறுகிறோம்: I1= 5 A, Az2 = 1.5 A, Az = 3.5 A, U = 10.5 V.

ஜெனரேட்டரின் டெர்மினல்களில் உள்ள மின்னழுத்தம் அதன் EMF ஐ விட 1.5 V குறைவாக உள்ளது, ஏனெனில் 5 A இன் மின்னோட்டம் 1.5 V இன் உள் எதிர்ப்பான r1 = 0.3 Ohm இல் மின்னழுத்த இழப்பை உருவாக்குகிறது. ஆனால் பேட்டரி டெர்மினல்களில் உள்ள மின்னழுத்தம் அதன் emf ஐ விட 1.5 V அதிகமாக உள்ளது, ஏனெனில் பேட்டரி 1.5 A க்கு சமமான மின்னோட்டத்துடன் சார்ஜ் செய்யப்படுகிறது. இந்த மின்னோட்டம் பேட்டரியின் உள் எதிர்ப்பில் 1.5 V மின்னழுத்த வீழ்ச்சியை உருவாக்குகிறது ( r2 = 1 ஓம்) , இது EMF இல் சேர்க்கப்படுகிறது.

இந்த குறிப்பிட்ட வழக்கில் அது மாறியது போல், அழுத்தம் U எப்போதும் E1 மற்றும் E2 இன் எண்கணித சராசரியாக இருக்கும் என்று நீங்கள் நினைக்கக்கூடாது. எந்தவொரு சந்தர்ப்பத்திலும் U E1 மற்றும் E2 க்கு இடையில் இருக்க வேண்டும் என்று மட்டுமே ஒருவர் வாதிட முடியும்.