מעגל סדרתי הוא מעגל חשמלי שבו הרכיבים המרכיבים מסודרים בשורה דרך זרם חשמלי אחד בלבד.
בלמידה על חשמל אנו מכירים את המונח מעגל חשמלי. המעגל החשמלי עצמו הוא סדרה המתארת את זרימת האלקטרונים ממקור המתח.
זרימת האלקטרונים במונחים כלליים מכונה זרם חשמלי. תהליך זה של זרימת אלקטרונים או זרם חשמלי הוא מה שאנו מכנים לעתים קרובות חשמל.
מעגל חשמלי מוזרם על ידי מדיום המכיל מוליך זרם חשמלי כגון מוליך.
במעגל יש כמה תכנון נתיבי זרימה חשמליים. המעגל החשמלי מחולק לשניים, כלומר מעגל סדרתי ומעגל מקביל.
לגבי הסדרה להלן סקירה מלאה עם דיון ודוגמאות לבעיה.
הגדרת מעגל סדרתי
מעגל סדרתי הוא מעגל חשמלי שבו הרכיבים המרכיבים מסודרים בשורה דרך זרם חשמלי אחד בלבד.
במילים אחרות, סדרה זו היא סדרה המסודרת ללא כל ענפים. לפרטים נוספים, עיין בתמונה למטה.
המעגל שלמעלה הוא דוגמה למעגל סדרתי. יש שלוש מנורות כנגדים בקו כבלים אחד עם מקור זרם אחד, כלומר סוללה שמורכבת כך שהיא יכולה ליצור סדרה.
הנה דוגמה נוספת מהמעגל
נוסחאות שרשור
בפתרון בעיות במעגלים סדרתיים, יש לדעת מראש על נוסחת הזרם החשמלי.
הנוסחה לזרם החשמלי החזק או מה שמכונה בחוק אוהם נטבע על ידי הפיזיקאי הגרמני ג'ורג 'סימון אוהם הקורא:
"הזרם במעגל הוא ביחס ישר למתח בקצות המעגל וביחס הפוך להתנגדות המעגל."
ג'ורג 'סימון אוהם (1787-1854)להלן הנוסחה לזרם החשמלי.
מֵידָע:
V = מתח מעגל גדול (וולט)
אני = זרם חשמלי (A)
R = התנגדות (אוהם)
קרא גם: טכניקות בסיסיות של זריקת כידון והגורמים שלהם [FULL]במעגל זרם סדרתי, הזרם החשמלי זורם באותה מידה לכל נגן המחובר. זאת בהתאם לחוק קירשוף הבא.
כל זרם חשמלי בסדרה שווה.
ההתנגדות הכוללת או הנגד במעגל סדרתי הוא המספר הכולל של הנגדים.
בינתיים, ערך המתח במעגל הסדרה הוא בעל אותו יחס יחס לערך של כל נגד.
לפרטים נוספים על הרעיון של סדרת סדרות, שקול את התמונה הבאה.
בהתאם לדוגמא של תמונת סדרות הסדרה לעיל, ניתן לכתוב אותה באופן הבא:
מֵידָע:
I1 = זרם חשמלי העובר דרך R1 (A)
I2 = רוס חשמלי שעובר דרך R2 (A)
I3 = זרם חשמלי העובר דרך R3 (A)
V1 = מתח ב- R1 (V)
V2 = מתח ב- R2 (V)
V3 = מתח ב- R3 (V)
שאלות ודיון לדוגמא
דוגמא לבעיה 1
שלושה מכשולים מותקנים בסדרה. כל התנגדות שווה 0.75 אוהם. קבע את ערך ההתנגדות הכולל של המעגל.
דִיוּן:
ידוע:
R1 = R2 = R3
מבוקש: סך הכל R?
תשובה:
סה"כ R = R1 + R2 + R3
= 0,75 + 0,75 + 0,75
= 2,25
אז ערך ההתנגדות הכולל של המעגל הוא 2.25 אוהם
דוגמא לבעיה 2
בהינתן הערך של R1 = 4 אוהם, R2 = 5 אוהם, ו- R3 = 2 אוהם. אם ערך הזרם החשמלי הוא 2 A, אז מהו ערך המתח של המעגל?
דִיוּן:
ידוע :
R1 = 4 אוהם, R2 = 5 אוהם, R3 = 2 אוהם
מבוקש: V = ...?
תשובה:
V = IR
נוסחת הזרם החשמלי לעיל היא הערך הכולל של המעגל כולו.
זכרו, בסדרה ערך הזרם החשמלי הכולל זהה לזרם החשמלי לכל התנגדות. לכן, הצעד הראשון הוא לקבוע תחילה את ערך הסיכום.
סה"כ = R1 + R2 + R3
= 4+5+2
= 11 אוהם
חפש הבא את התוצאה הסופית של וי
V = I R.
= 2 x 11
= 22 וולט
אז הערך של מתח המעגל הוא 22 וולט
קרא גם: הטמפרטורה היא - כלי הגדרה, סוג, גורם ומדידה [FULL]דוגמא לבעיה 3
ידוע שערך הסה"כ הוא 22 V. אם אתה יודע את הערכים של R1 2 אוהם, R2 6 אוהם ו- R3 3 אוהם. קבע את ערך המתח ב- R3.
דִיוּן:
ידוע:
R1 = 2 אוהם, R2 = 6 אוהם, R3 = 3 אוהם
סה"כ = 22 וולט
נשאל = V3 = ...?
תשובה:
במעגל זה, ערך יחס המתח זהה לגודל כל התנגדות.
V1: V2: V3 = R1: R2: R3
אז הצעד הראשון שיש לעשות הוא למצוא את ערך ה- R הכולל בסדרה.
סה"כ = R1 + R2 + R3
= 2 + 6 + 3
= 11 אוהם
הבא חפש את הזרם החשמלי במעגל.
Itotal = Vtotal / Rtotal
= 22 / 11
= 2 א.
זכור, הערך הנוכחי הכולל זהה לכל נגן בסדרה.
Itotal = I3
I3 = V3 / R3
V3 = I3 x R3
= 2 x 3
= 6 וולט
אז ערך המתח ב- R3 הוא 6 וולט
דוגמא לבעיה 4
קבע את ערך הזרם החשמלי ב- R2.
דִיוּן:
ידוע:
R1 = 3 kOhm, R2 = 10 kOhm, R3 = 5 kOhm
סה"כ = 9 וולט
נשאל = I2 ...?
תשובה:
מצא את הערך Itotal
סה"כ = Vtotal / Rtotal
מכיוון שהרטוטאל עדיין לא ידוע,
סה"כ = R1 + R2 + R3
= 3 + 10 + 5
סה"כ R = 18 kOhm
= 18,000 אוהם
הבא חפש את הערך Itotal.
Itotal = Vtotal / Rtotal
= 9 / 18.000
Itotal = 0.0005 A.
= 0.5 mA
בסדרה ערך Itota l = I1 = I2 = I3, אז
I2 = סה"כ = 0.5 mA
אז ערך הזרם שעובר דרך R3 או I3 הוא 0.5 מיליאמפר.
