القياسات الكهربائية

ما هي الدائرة الكهربائية؟

تتكون أي دائرة كهربائية من مصدر ومستقبل للطاقة الكهربائية ، مترابطة بأسلاك. ما هو السلك ، إنه أمر مفهوم ، ولكن كمستقبل ومصدر يمكن أن يكون أي مزيج من الأجهزة المختلفة. يظهر الشكل 1 الحالة العامة لأبسط الدائرة الكهربائية.

يمكن أن يكون مصدر الطاقة الكهربائية بطارية تقليدية أو محطة تحويل قوية. يعتبر مستقبل الطاقة الموضح في الشكل هو الأكثر تنوعًا أيضًا - من مصباح يدوي لمصباح كهربائي إلى مبنى سكني. ربط الأسلاك سوف تتوافق أيضا مع استهلاك الطاقة. علاوة على ذلك ، سيتم اعتبار مصادر وأجهزة الاستقبال منخفضة الطاقة فقط غير أقوى من المصباح الكهربائي المذكور.

بالنسبة لمصدر الطاقة ، فإن جهاز الاستقبال عبارة عن حمولة. هذا هو ما يطلق عليه في معظم الأحيان. علاوة على ذلك ، سيتم استخدام المقاومات ، في بعض الحالات المصابيح الكهربائية ، كحمولة.

الشكل 1. أبسط الدائرة الكهربائية

يجب أن تكون الدائرة الكهربائية مغلقة.

على مستوى الأسرة ، التيار الكهربائي هو كل ما يرتبط بالكهرباء. يوجد مقبس على الحائط ، وهناك تيار كهربائي يعيش فيه! هذا هو في الواقع خطأ قليلا. وبينما لا يوجد شيء متصل ، لا يوجد تيار. هناك الجهد ، ولكن لا يوجد تيار!

التيار الكهربائي يتدفق فقط في دائرة مغلقة. إذا بطارية كلفانية، أو ببساطة بطارية ، تقع على طاولة ولا يتم توصيل الجهد في أي مكان على أطرافه. في هذه الحالة ، يسمى الجهد القوة الدافعة الكهربائية (EMF) للمصدر. في الصيغ والمخططات يشار EMF بالحرف E.

قانون أوم لسلسلة كاملة

عند توصيل حمولة بالبطارية ، ينخفض ​​الجهد إلى حد ما ، بسبب انخفاض الجهد على المقاومة الداخلية للمصدر ، وفي هذه الحالة تكون البطارية. يؤخذ هذا الخريف في الاعتبار في قانون أوم لكامل السلسلة (انظر: قانون أوم في بيان شعبي). تظهر الدائرة نفسها في الشكل 2.

أنا = E / (ص + ص)

التعبير الموجود بين قوسين هو المقاومة الكلية للدائرة ، والتي يتم الحصول عليها كمجموع لمقاومة الحمل والمقاومة الداخلية للبطارية ، والمشار إليها بحرف صغير.

الشكل 2

بطريقة أخرى ، يتم كتابة هذا التعبير الرياضي على النحو التالي: E = I * (R + r) = I * R + I * r

عادة ، يسمى منتج التيار من المقاومة انخفاض الجهد في الدائرة. في هذه الحالة ، فإن المصطلح الثاني في الصيغة هو انخفاض الجهد عبر المقاومة الداخلية للبطارية. وبهذه القيمة يتم تقليل EMF للبطارية.

مع تفريغ البطارية ، تزداد مقاومتها الداخلية ، وفي النهاية ، تصبح كبيرة جدًا لدرجة أنه عند توصيل الحمل ، يتم استهلاك EMF بأكمله للتغلب على مقاومته. ويصبح الجهد في محطات الإخراج صغيرًا للغاية ، فمن المستحيل بالفعل نقل الطاقة إلى دائرة خارجية. في مثل هذه الحالات ، يقولون إن البطارية قد نفدت.

للتحقق مما قيل ، يمكنك تجميع أبسط الدوائر الموضحة في الشكل 3.

الشكل 3

نعم ، في الواقع ، ليست هناك حاجة لجمع أي شيء. ما عليك سوى توصيل الفولتميتر بالبطارية ، ثم قم ببساطة بتطبيق مقاومة الحمل بيديك. لاختبار بطاريات Krona ، يوصى بمقاومة 100 أوم كحمل. سوف ينخفض ​​الفولتميتر قليلاً ، اعتمادًا على المقاومة الداخلية للبطارية. إذا أظهر الفولتميتر خلال هذا الاختبار جهدًا أقل من 7 فولت ، فيجب استبدال Krona.

يحدث الشيء نفسه في الأسلاك شقة. يكفي توصيل مكواة أو مدفأة أو أي حمل قوي آخر ، حيث يتم تقليل سطوع المصابيح في الثريا قليلاً. هذا يشير بوضوح إلى وجود انخفاض في الجهد على الأسلاك.إن مقاومة الأسلاك في هذه الحالة هي المقاومة الداخلية لمصدر الكهرباء.

وكقاعدة عامة ، فإنهم لا يقفون في الحفل مع خلايا كلفانية مثل "الأصابع - الأصابع الصغيرة": فهي ببساطة تأخذ وتحقق من وجود ماس كهربائى ، وتحول المتر المتعدد إلى وضع القياس الحالي. إذا كان العنصر لا يزال على قيد الحياة ، فإنه يعطي تيارًا يتألف من عدة مئات من مللي أمبير ، ويمكن أن يعطي عنصر جديد ما يصل إلى 3 ... 5 أمبير.

في أي حال من الأحوال لا ينبغي إجراء مثل هذا الاختبار مع البطاريات التي تبدو وكأنها خلايا كلفانية. أجهزتهم مختلفة تماما ، والسعر أعلى من ذلك بكثير.

أداة عالمية لقياس الدوائر الكهربائية هو المتر. اقرأ كيفية استخدامه بشكل خاص هنا: "المتر" لدمى ": المبادئ الأساسية للقياس مع المتر".

انظر أيضا: قياس الجهد و القياس الحالي