فیزیک (2) - ریاضی فیزیک صفحه ۷۱
جریان الکتریکی و مدارهای جریان مستقیمبه عبارتی اختالف پتانسیل کل اعمال شده، برابر با جمع اختالف پتانسیل های دو سر مقاومت هاست:= V 1 + V 2 + V 3 ℰ . V = اکنون به سراغ ٔ محاسبه جریان I می‌رویم. از ٔ رابطه باال داریم: bℰ I eq R + ℰ= I _با تعریف مقاومت معادل، به صورت a R 1 + R 2 + R 3R eq = R 1 + R 2 + R 3 شکل 37ــ2 مدار معادل شکل 36 ــ2مدار شکل 36ــ2 را می‌توان با مدار معادل شکل 37 ــ2 جایگزین کرد. بدیهی است که اگر به جای که در جایگزین آن شده سه است. مقاومت با مقاومت R eqسه مقاومت، n مقاومت متوالی داشته باشیم، مقاومت معادل آنها از ٔ رابطه زیر به دست می‌آید:)12ــ2(n R +  + 3 R + 2 R + 1 R = eq Rتوجه کنید وقتی مقاومت ها به طور متوالی بسته شده اند، مقاومت معادل آنها بزرگ تر از مقاومتهریک از آنهاست.تمرین ـ2 5در شکل روبه رو، سه مقاومت به همراه یک آمپرسنج به صورت متوالی به یک باتری Ω A R = 2 6/0وصل شده اند و مقاومت آمپرسنج صفر است (آمپرسنج آرمانی). اگر مقاومت معادل 1 Rمقاومت های R 1 ، R 2 و R 3 برابر با 13/0 Ω باشد: الف) مقاومت R 3 چقدر است؟ R 3 3/0 =ب) جریانی را که آمپرسنج نشان می‌دهد به دست آورید. پ) نشان دهید توان خروجی Ω K Ω r = 1/0باتری با مجموع توان های مصرفی مقاومت های R 1 ، R 2 و R 3 در مدار برابر است. = 7 / 0 V ℰمثال ـ2 11شکل روبه رو مداری را برای اندازه گیری مقاومت مجهول R نشان می‌دهد. فرض a R b R A A cکنید در این مدار ولت سنج 24/0 V و آمپرسنج 0/200 A را نشان دهد. مقاومت ولت سنج IR V = 1/00*10 4 Ω و مقاومت آمپرسنج R A = 1/00 Ω است. مقاومت R را به دست آورید. R 1 Vپاسخ: مقاومت های R و R A به طور متوالی به هم بسته شده اند و اختالف پتانسیل دوسر R Vآنها برابر با 24/0 V است. با توجه به اینکه آمپرسنج جریان 0/200 A را نشان می‌دهد و به طور r K ℰمتوالی به مقاومت R بسته شده است، جریان عبوری از این دو مقاومت نیز برابر 0/200 A است:Ω 120 = V 0 / 24 = V = RA 200 / 0 I eqبا توجه به اینکه R eq = R + R A و R A = 1/00 Ω است مقاومت مجهول برابر با R = 119 Ω می‌شود.مقاومت یک ولت سنج باید خیلی بزرگ باشد تا قرار گرفتن آن در مدار، ولتاژ اجزای مدار رابه طور محسوسی تغییر ندهد. همچنین مقاومت یک آمپرسنج باید خیلی ناچیز باشد تا قرار گرفتن آندر مدار به طور محسوسی جریان اجزای مدار را تغییر ندهد. همان طور که در مثال باال مالحظه شد،مقاومت های آمپرسنج و ولت سنج این ویژگی ها را دارند.71