ಮಿಶ್ರ ಸಂಪರ್ಕ ಮತ್ತು ಸಂಕೀರ್ಣ ವಿದ್ಯುತ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳು

ವಿದ್ಯುತ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ, ಸರಣಿ ಮತ್ತು ಸಮಾನಾಂತರ ಸಂಪರ್ಕಗಳ ಸಂಯೋಜನೆಯಾದ ಮಿಶ್ರ ಸಂಪರ್ಕವು ತುಂಬಾ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿದೆ. ನಾವು ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಮೂರು ಸಾಧನಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಂಡರೆ, ಮಿಶ್ರ ಸಂಪರ್ಕದ ಎರಡು ರೂಪಾಂತರಗಳು ಸಾಧ್ಯ. ಒಂದು ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಎರಡು ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಸಮಾನಾಂತರವಾಗಿ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಮೂರನೆಯದನ್ನು ಅವರಿಗೆ ಸರಣಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗಿದೆ (Fig. 1, a).

ಅಂತಹ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಸರಣಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಪರ್ಕಗೊಂಡಿರುವ ಎರಡು ವಿಭಾಗಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಅದರಲ್ಲಿ ಒಂದು ಸಮಾನಾಂತರ ಸಂಪರ್ಕವಾಗಿದೆ. ಮತ್ತೊಂದು ಯೋಜನೆಯ ಪ್ರಕಾರ, ಎರಡು ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಸರಣಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಮೂರನೆಯದನ್ನು ಅವರೊಂದಿಗೆ ಸಮಾನಾಂತರವಾಗಿ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗಿದೆ (Fig. 1, b). ಈ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅನ್ನು ಸಮಾನಾಂತರ ಸಂಪರ್ಕವೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕು, ಅಲ್ಲಿ ಒಂದು ಶಾಖೆಯು ಸರಣಿ ಸಂಪರ್ಕವಾಗಿದೆ.

ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಸಾಧನಗಳೊಂದಿಗೆ, ವಿಭಿನ್ನ, ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣ ಮಿಶ್ರ ಸಂಪರ್ಕ ಯೋಜನೆಗಳು ಇರಬಹುದು. ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ಇಎಮ್ಎಫ್ನ ಹಲವಾರು ಮೂಲಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣವಾದ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳಿವೆ.

ಅಕ್ಕಿ. 1. ಪ್ರತಿರೋಧಕಗಳ ಮಿಶ್ರ ಸಂಪರ್ಕ

ಸಂಕೀರ್ಣ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಲು ವಿವಿಧ ವಿಧಾನಗಳಿವೆ. ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯವಾದ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಆಗಿದೆ ಕಿರ್ಚಾಫ್ನ ಎರಡನೇ ನಿಯಮ... ಅದರ ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯ ರೂಪದಲ್ಲಿ, ಯಾವುದೇ ಮುಚ್ಚಿದ ಲೂಪ್ನಲ್ಲಿ EMF ನ ಬೀಜಗಣಿತ ಮೊತ್ತವು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ರಾಪ್ನ ಬೀಜಗಣಿತ ಮೊತ್ತಕ್ಕೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಈ ಕಾನೂನು ಹೇಳುತ್ತದೆ.

ಬೀಜಗಣಿತದ ಮೊತ್ತವನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವುದು ಅವಶ್ಯಕ, ಏಕೆಂದರೆ ಇಎಮ್‌ಎಫ್‌ಗಳು ಪರಸ್ಪರರ ಕಡೆಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ ಅಥವಾ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ ನಿರ್ದೇಶಿಸಿದ ಪ್ರವಾಹಗಳಿಂದ ರಚಿಸಲಾದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಹನಿಗಳು ವಿಭಿನ್ನ ಚಿಹ್ನೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ.

ಸಂಕೀರ್ಣ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡುವಾಗ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ, ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ವಿಭಾಗಗಳ ಪ್ರತಿರೋಧಗಳು ಮತ್ತು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಮೂಲಗಳ EMF ಅನ್ನು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರವಾಹಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು, ಕಿರ್ಚಾಫ್ನ ಎರಡನೇ ನಿಯಮಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ, ಮುಚ್ಚಿದ-ಲೂಪ್ ಸಮೀಕರಣಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಬೇಕು, ಇದರಲ್ಲಿ ಪ್ರವಾಹಗಳು ಅಜ್ಞಾತ ಪ್ರಮಾಣಗಳಾಗಿವೆ. ಈ ಸಮೀಕರಣಗಳಿಗೆ ಕಿರ್ಚಾಫ್ನ ಮೊದಲ ಕಾನೂನಿನ ಪ್ರಕಾರ ರಚಿಸಲಾದ ಶಾಖೆಯ ಬಿಂದುಗಳಿಗೆ ಸಮೀಕರಣಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸುವುದು ಅವಶ್ಯಕ. ಈ ಸಮೀಕರಣಗಳ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಪರಿಹರಿಸುವುದು, ನಾವು ಪ್ರವಾಹಗಳನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತೇವೆ. ಸಹಜವಾಗಿ, ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣವಾದ ಯೋಜನೆಗಳಿಗಾಗಿ, ಈ ವಿಧಾನವು ಸಾಕಷ್ಟು ತೊಡಕಿನದ್ದಾಗಿದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಅಪರಿಚಿತರೊಂದಿಗೆ ಸಮೀಕರಣಗಳ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು ಇದು ಅಗತ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಕಿರ್ಚಾಫ್ನ ಎರಡನೇ ನಿಯಮದ ಅನ್ವಯವನ್ನು ಕೆಳಗಿನ ಸರಳ ಉದಾಹರಣೆಗಳಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಬಹುದು.

ಉದಾಹರಣೆ 1. ವಿದ್ಯುತ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ನೀಡಲಾಗಿದೆ (ಚಿತ್ರ 2). EMF ಮೂಲಗಳು E1 = 10 V ಮತ್ತು E2 = 4 V ಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಆಂತರಿಕ ಪ್ರತಿರೋಧ ಕ್ರಮವಾಗಿ r1 = 2 ohms ಮತ್ತು r2 = 1 ohms. ಮೂಲಗಳ EMF ಗಳು ಪರಸ್ಪರರ ಕಡೆಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಲೋಡ್ ಪ್ರತಿರೋಧ R = 12 ಓಮ್. ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತುತ I ಅನ್ನು ಹುಡುಕಿ.

ಅಕ್ಕಿ. 2. ಪರಸ್ಪರ ಸಂಪರ್ಕ ಹೊಂದಿದ ಎರಡು ಮೂಲಗಳೊಂದಿಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್

ಉತ್ತರ. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಕೇವಲ ಒಂದು ಮುಚ್ಚಿದ ಲೂಪ್ ಇರುವುದರಿಂದ, ನಾವು ಒಂದೇ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತೇವೆ: E1 - E2 = IR + Ir1 + Ir2.

ಅದರ ಎಡಭಾಗದಲ್ಲಿ ನಾವು EMF ನ ಬೀಜಗಣಿತದ ಮೊತ್ತವನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದೇವೆ ಮತ್ತು ಬಲಭಾಗದಲ್ಲಿ - ಎಲ್ಲಾ ಸರಣಿ-ಸಂಪರ್ಕಿತ ವಿಭಾಗಗಳ R, r1 ಮತ್ತು r2 ರ ಪ್ರಸ್ತುತ Iz ನಿಂದ ರಚಿಸಲಾದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ರಾಪ್ನ ಮೊತ್ತ.

ಇಲ್ಲದಿದ್ದರೆ, ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಈ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಬರೆಯಬಹುದು:

E1 — E2 = I (R = r1 + r2)

ಅಥವಾ I = (E1 - E2) / (R + r1 + r2)

ಸಂಖ್ಯಾತ್ಮಕ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಬದಲಿಸಿ, ನಾವು ಪಡೆಯುತ್ತೇವೆ: I = (10 — 4)/(12 + 2 + 1) = 6/15 = 0.4 A.

ಈ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು, ಸಹಜವಾಗಿ, ಆಧರಿಸಿ ಪರಿಹರಿಸಬಹುದು ಸಂಪೂರ್ಣ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಾಗಿ ಓಮ್ನ ನಿಯಮ, EMF ನ ಎರಡು ಮೂಲಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಸಂಪರ್ಕಗೊಂಡಾಗ, ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ EMF ವ್ಯತ್ಯಾಸ E1- E2 ಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನ ಒಟ್ಟು ಪ್ರತಿರೋಧವು ಎಲ್ಲಾ ಸಂಪರ್ಕಿತ ಸಾಧನಗಳ ಪ್ರತಿರೋಧಗಳ ಮೊತ್ತವಾಗಿದೆ.

ಉದಾಹರಣೆ 2. ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣವಾದ ಯೋಜನೆಯನ್ನು ಅಂಜೂರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. 3.

ಅಕ್ಕಿ. 3. ವಿವಿಧ EMF ಗಳೊಂದಿಗೆ ಮೂಲಗಳ ಸಮಾನಾಂತರ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆ

ಮೊದಲ ನೋಟದಲ್ಲಿ, ಇದು ತುಂಬಾ ಸರಳವಾಗಿದೆ. ಮೂಲಗಳ EMF ಮತ್ತು ಆಂತರಿಕ ಪ್ರತಿರೋಧವು ಕ್ರಮವಾಗಿ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ: E1 = 12 V, E2 = 9 V, r1 = 0.3 Ohm, r2 = 1 Ohm. ಬಲ್ಬ್ ಪ್ರತಿರೋಧ R = 3 ಓಮ್ ಮೂಲ ಟರ್ಮಿನಲ್ಗಳಲ್ಲಿ I1, I2, I ಮತ್ತು ವೋಲ್ಟೇಜ್ U ಅನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವುದು ಅವಶ್ಯಕ.

EMF E1 E2 ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿರುವುದರಿಂದ, ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಜನರೇಟರ್ E1 ನಿಸ್ಸಂಶಯವಾಗಿ ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನು ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಬಲ್ಬ್ ಅನ್ನು ಪವರ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಕಿರ್ಚಾಫ್ನ ಎರಡನೇ ನಿಯಮದ ಪ್ರಕಾರ ಸಮೀಕರಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿಸೋಣ.

ಎರಡೂ ಮೂಲಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಾಗಿ, E1 - E2 = I1rl = I2r2.

ಜನರೇಟರ್ E1 ಮತ್ತು ಬೆಳಕಿನ ಬಲ್ಬ್ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನ ಸಮೀಕರಣವು E1 = I1rl + I2r2 ಆಗಿದೆ.

ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ಬ್ಯಾಟರಿ ಮತ್ತು ಬಲ್ಬ್ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನಲ್ಲಿ, ಪ್ರವಾಹಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಕಡೆಗೆ ನಿರ್ದೇಶಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಅದಕ್ಕಾಗಿ E2 = IR - I2r2.ಈ ಮೂರು ಸಮೀಕರಣಗಳು ಪ್ರವಾಹಗಳನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಸಾಕಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಏಕೆಂದರೆ ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಎರಡು ಮಾತ್ರ ಸ್ವತಂತ್ರವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಮೂರನೆಯದನ್ನು ಇತರ ಎರಡರಿಂದ ಪಡೆಯಬಹುದು. ಆದ್ದರಿಂದ, ನೀವು ಈ ಎರಡು ಸಮೀಕರಣಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಬೇಕು ಮತ್ತು ಮೂರನೆಯದಾಗಿ ಕಿರ್ಚಾಫ್ನ ಮೊದಲ ನಿಯಮದ ಪ್ರಕಾರ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬರೆಯಿರಿ: I1 = I2 + I.

ಸಮೀಕರಣಗಳಲ್ಲಿನ ಪ್ರಮಾಣಗಳ ಸಂಖ್ಯಾತ್ಮಕ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಬದಲಿಸಿ ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಪರಿಹರಿಸಿ, ನಾವು ಪಡೆಯುತ್ತೇವೆ: I1= 5 A, Az2 = 1.5 A, Az = 3.5 A, U = 10.5 V.

ಜನರೇಟರ್ನ ಟರ್ಮಿನಲ್ಗಳಲ್ಲಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅದರ EMF ಗಿಂತ 1.5 V ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ, ಏಕೆಂದರೆ 5 A ನ ಪ್ರಸ್ತುತವು ಆಂತರಿಕ ಪ್ರತಿರೋಧ r1 = 0.3 Ohm ನಲ್ಲಿ 1.5 V ನಷ್ಟು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನಷ್ಟವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಬ್ಯಾಟರಿ ಟರ್ಮಿನಲ್‌ಗಳಲ್ಲಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅದರ ಇಎಮ್‌ಎಫ್‌ಗಿಂತ 1.5 ವಿ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಬ್ಯಾಟರಿಯು 1.5 ಎ ಗೆ ಸಮಾನವಾದ ಪ್ರವಾಹದೊಂದಿಗೆ ಚಾರ್ಜ್ ಆಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರವಾಹವು ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಆಂತರಿಕ ಪ್ರತಿರೋಧದಾದ್ಯಂತ 1.5 ವಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ರಾಪ್ ಅನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ (ಆರ್2 = 1 ಓಮ್) , ಇದನ್ನು EMF ಗೆ ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಈ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಅದು ಬದಲಾದಂತೆ ಒತ್ತಡ U ಯಾವಾಗಲೂ E1 ಮತ್ತು E2 ನ ಅಂಕಗಣಿತದ ಸರಾಸರಿ ಎಂದು ನೀವು ಯೋಚಿಸಬಾರದು. ಯಾವುದೇ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ U E1 ಮತ್ತು E2 ನಡುವೆ ಇರಬೇಕು ಎಂದು ಒಬ್ಬರು ವಾದಿಸಬಹುದು.