יום חמישי, 28 באוגוסט 2014

יסודות תורת החשמל חישוב זרמים מתחים הספקים מהו זרם חשמלי הנדסאי אלקטרוניקה כל מה שצריך לדעת

יסודות תורת החשמל פיזיקה מכינה הנדסאי אלקטרוניקה תרגילים פתרונות איך פותרים חוקים הגדרות מה שצריך לדעת

זרם חשמלי:
הגדרה של זרם חשמלי: זרם חשמלי הוא תנועה מכוונת של נושאי מטען (אלקטרונים) חופשיים בתוך חומר מוליך.
(גדולו של הזרם תלוי בכמות האלקטרונים שנעים.

מהי סיבת הזרם:
שדה חשמלי בתוך מוליך.

מהו שדה חשמלי?
מסובן באות E, נוצר על ידי הפרש פוטנציאלי בין שני נקודות.

התנגדות חשמלית: היא תכונתו של חומר להתנגד לזרימת זרם חשמלי. מסמנים התנגדות כך: R, והיחידות: Ω (אום).

(ככל שהעצם יותר גדול כך ההתנגדות שלו יותר גדולה).

מתח חשמלי:
מתח חשמלי הוא הגורם המאלץ את האלקטרונים החופשיים לנוע לאורכו של המוליך. מסמנים אותו כך: V, והיחידות v (וולט).

חוק אום:
עוצמת הזרם במעגל חשמלי נמצאת ביחס ישר למתח וביחס הפוך להתנגדות:
I=V/R

V= R*I

R = V/I

סיכום של מה שלמדנו עד עכשיו
I - זרם, יחידות: A (אמפר).
V - מתח חשמלי, יחידות v (וולט).
R - התנגדות, יחידות Ω (אום)




שאלה לדוגמה:

נתון: מקור מתח של 5v, המחובר אליו התנגדות של 10Ω. חשב את הזרם הזורם דרך ההתנגדות.


I = V/R
I = 5/10
I= 0.5 A.


שאלה נוספת לדוגמה:

נתון מקור מתח של 10v. חשב את רמת ההתנגדות הדרושה כדי לקבל 0.2A דרך ההתנגדות.



I = V/R

R = V/I

R = 10/0.2 = 50Ω.





חוק הזרמים:
סכום הזרמים היוצא מצומת שווה לזרום הנכנס אל הצומת.
כך זה נראה בשרטוט:



חוק המתחים:
במעגל שבו מחוברים התנגדויות בטור סכום המתחים הנופלים הל ההתנגדויות שווה למתח המקור.

בחיבור במקביל יש את אותו מתח, נמחיש את שני הכללים בעזרת השרטוט הבא:



בשרטוט אנחנו עדים ש VR3 ו- VR2 מחוברים זה לזה בחיבור מקבילי.


התנגדות שקולה בחיבור מקבילי:

כאשר יש לנו שני התנגדויות כמו בשרטוט שלמעלה  בחיבור מקבילי נפעל לפי הנוסחה הבאה:
R=(R1*R2)/(R1+R2)

כאשר יש לנו יותר משני התנגדויות בחיבור מקבלי אנחנו נעשה זאת באמצעות הנוסחה:
R= 1/((1/R1)+(1/R2)+(1/R3)....(1/Rn))

התנגדות שקולה בחיבור טורי:



בחיבור טורי ההתנגדות השקולה היא סכום כל ההתנגדות המחוברת בטור.

R=R1+R2


צמצום חיבור מקבילי (של שני נגדים) לחיבור של נגד אחד


R1*R2/(R1+R2) = 8*10/(8+10)=40/9Ω.



עושים את הצימצומים האלה כמה שיותר רחוק מהמקור החשמלי. (המקור החשמלי הוא איפה שמסומן בשרטוטים + -).


הספק:
מסמנים הספק ב P ביחידות: w. 

P=I*v

p=v^2/R

p=i^2*R


מחלק מתח בטור
איך מחשבים מתח על נגד מסוים בטור של נגדים.

נוסחת מחלק המתח בטור של נגדים: כאשר רוצים למצוא את מפל המתח על פני נגד הנימצא במעגל טורי: מתח המקור כפול ההתנגדות של הנגד שעל פניו אנו מעוניינים למצוא את מפל המתח, חלקי סכום כל ההתנגדויות (הנגדים) המחוברים בטור.




חשב את מפל המתח על R2.

פתרון:


VR2 =(5*10)/(10+10)= 50/20=2.5v.


תרגיל עם פתרון מלא:
חשב את ההתנגדות השקולה:


R5+R6=10Ω. → הופך לנגד אחד, חיבור טורי של נגדים




(R4*10)/(R54+10) = (10*10)/(10+10) = 100/20 = 5Ω →הופך לנגד אחד - חיבור מקבילי של נגדים




R3+5= 10+5=15Ω → הופך לנגד אחד - חיבור מקבילי של נגדים


(R2*15)/(R2+15)=(10*15)/(10+15)=150/25=6Ω. → הפוך לנגד אחד - חיבור מקבילי של שני נגדים

R1+6= 5+6=11Ω → הופך לנגד אחד, חיבור טורי

ההתנגדות השקולה היא 11Ω.





חשב את הזרם דרך כל נגד.
חשב את מפל המתח על פני כל נגד
חשב את ההספק על כל נגד




השרטוט:

שלושת המשוואות:



1. המשוואה הראשונה לפי חוק הזרמים
2. המשווה השנייה היא החוג הקטן בצד שמאל
3. המשוואה השלישית היא החוג הקטן בצד ימין
פתרון שלושת המשוואות:






חישוב המתחים:



חישוב ההספקים






איך מזהים נגדים שמחוברים במקביל: שני נגדים שיש להם שתי נקודות משותפות. (שני הדקים משותפים)
איך מזהים נגדים שמחוברים במקביל: יש להם נקודה אחת משותפת או שיש להם הדק אחד משותף וזורם בהם את אותו הזרם

אין תגובות:

הוסף רשומת תגובה