מעגלים DC מורכבים
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| series/ˈsɪəriːz/ | סדרתי |
| parallel circuit/ˈpærəlel ˈsɜːkɪt/ | מקבילי |
אורות קסם: נורה אחת כבויה, והמסרקה כולה נכבת
- אורות קסם ישנים היו מחוברים בקו יחיד – נורה שבורה אחת כיבתה את כולם.
- מודרניים ממשיכים להאיר משום שהם מחוברים בצורה שונה.
- שתי הדרכים לחבר רכיבים הן סדרה ומקביל.
- הבחירה בין שניהן משנה את התנגדות הכולל, הזרם ומה שקורה כאשר אחד נשבר.
סדרה: מסלול יחיד
- בסדרה, הרכיבים יושבים בקו יחיד, אחד לאחר השני.
- אותו זרם עובר דרך כל אחד, והמתחים מתחברים לסך מתח המקור.
- התנגדויות מתחברות: $R_{\text{total}} = R_1 + R_2 + \cdots$.
- שביתת כל נורה ומכלול המעגל נפסק – כמו אורות קסם ישנים.
שני נגדים בעלי ערך $6\ \Omega$ מחוברים בסדר. מהי ההתנגדות הכוללת, ביחידות $\Omega$?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
התנגדויות בסדר מתחברות: $6 + 6 = 12\ \Omega$.
במעגל סדרתי, הזרם דרך כל רכיב הוא:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
מסלול אחד אומר שאותו זרם זורם דרך כל רכיב בסדר.
מקביל: ערוצים נפרדים
- במקביל, הרכיבים יושבים על ערוצים נפרדים בין אותם שני נקודות.
- לכל ערוץ יש אותו מתח, וזרמי הערוצים מתחברים לסך הכולל.
- התנגדות הכולל היא קטנה מאשר כל ערוץ בודד: $\dfrac{1}{R_{\text{total}}} = \dfrac{1}{R_1} + \dfrac{1}{R_2} + \cdots$.
- שבירת ערוץ אחד והאחרים ממשיכים לעבוד – כמו אורות מודרניים וחיווט ביתי.
מקביל מול סדרתי
חלף בין מקביל לסדרתי וראה כיצד הזרם דרך כל נורה משתנה.
שני נגדים בעלי ערך $6\ \Omega$ מחוברים במקביל. מהי ההתנגדות הכוללת, ביחידות $\Omega$?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$\tfrac1R = \tfrac16 + \tfrac16 = \tfrac26 \Rightarrow R = 3\ \Omega$.
רכיבים במקביל כולם בעלי אותו ____ על פניהם.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ענפים מקבילים משתפים את אותן שתי נקודות, ולכן את אותו מתח.
בחר את כל האמיתיות לגבי מעגלים סדרתיים ומקבילים.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
בסדרה נסכמות; במקביל נותנות סך כולל קטן יותר; בתים משתמשים במקביל. התנגדויות במקביל אינן פשוט נסכמות.
מדוע חיווט בתוך הבית הוא במקביל
- שקעי חשמל בבית מחוברים כולם במקביל, כך שכל אחד מקבל את המתח המלא של הרשת.
- ניתן לכבות מכשיר אחד מבלי לקטוע את הזרם לשאר המכשירים.
- הוספת מסלולי מקביל נוספים מפחיתה את ההתנגדות הכוללת וגורמת לזרימה של יותר זרם סה"כ.
- זוהי הסיבה שהעמסת יתר במעגל (מספר רב מדי מכשירים) עלולה לגרום לפעול גופי ההגנה.
הוספת נגד במקביל גורמת להקטנת ההתנגדות הכוללת.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
כל ענף מקביל הוא מסלול נוסף, המוריד את ההתנגדות הכוללת.
הוספת נגדים במקביל מפחיתה את ההתנגדות הכוללת, ולא מגדילה אותה — דבר שמפתיע רבים מהתלמידים. כל ערוץ חדש הוא מסלול נוסף לזרם, ולכן זורם זרם גדול יותר בסך הכל גם אם "הוספת נגד".
שני $6\ \Omega$ נגדים מחוברים (א) בסדרה, (ב) במקביל. חשב את ההתנגדות הכוללת בכל מקרה.
- בסדרה: $R = 6 + 6 = 12\ \Omega$.
- במקביל: $\dfrac{1}{R} = \dfrac{1}{6} + \dfrac{1}{6} = \dfrac{2}{6}$, ולכן $R = 3\ \Omega$.
מרכיבים בסדרה משתפים מסלול אחד: הזרמים שווים, המתחים מתחברים וההתנגדויות מתחברות ($R = R_1+R_2$). מרכיבים במקביל משתנים בשתי נקודות: המתחים שווים, הזרמים מתחברים וההתנגדות הכוללת היא קטנה מכל ענף בנפרד ($\tfrac1R = \tfrac1{R_1}+\tfrac1{R_2}$). בתחבורת הבית החיבורים הם במקביל.