חיבור טורי של מקורות מתח – סוללה טורית
כאשר אנו רוצים להשיג כא"מ גבוה יותר מזה שיש לנו, אנו מחברים מספר מקורות מתח באופן טורי. בחיבור כזה אנו מחברים את הקוטב החיובי של המקור הראשון לקוטב השלילי של המקור השני, את הקוטב החיובי של השני לקוטב השלילי של השלישי וכן הלאה.
חיבור כזה ניתן לראות בפנסי כיס או בשלטים רחוקים.
הכא"מ השקול של חיבור טורי
הכא"מ השקול של מקורות מתח המחוברים בצורה טורית (נקרא לזה סוללה טורית), שווה לסכום הכא"מ של כל מקור מתח בנפרד.
ET = E1 + E2 + E3 + E4 + ...
מקורות המתח יכולים להיות בעלי כא"מ שונה או שווה. למשל, אם נתונים לנו n מקורות מתח בעלי כא"מ E1 ואנו מחברים אותם בצורה טורית, הכא"מ השקול יהיה:
ET = n · E1
דוגמא: אם מחברים 5 סוללות שהכא"מ של כל סוללה הוא 2 V, מה יהיה הכא"מ השקול?
פתרון: כל הסוללות הן בעלי כא"מ שווה.
לכן, נשתמש בנוסחה שלמעלה ונכפול את הכא"מ של כל אחד ב – 5, ונקבל:
ET = 2 * 5 = 10 V
יש לשים לב כי אם נחבר את אחד ממקורות המתח בקוטביות הפוכה, אזי הכא"מ הכולל יהיה נמוך יותר, מכיוון שהוא יבטל את הכא"מ של אחד ממקורות המתח האחרים.
דוגמא: אם בדוגמא הקודמת, אחת הסוללות תחובר בקוטביות הפוכה, מה היה הכא"מ השקול?
פתרון: במקרה כזה, נקבל 4 סוללות שמחוברות כהלכה ולכן הכא"מ השקול שלהם יהיה:
ET = 2 * 4 = 8
מכאן נפחית כא"מ של סוללה אחת המחוברת בקוטביות הפוכה:
8 - 2 = 6 V
התנגדות פנימית שקולה בחיבור טורי
מכיוון שמקורות המתח מחוברים בטור, כך גם ההתנגדויות הפנימיות שלהם.
מכאן נובע שההתנגדות הפנימית השקולה היא סכום כל ההתנגדויות הפנימיות:
rt = r1 + r2 + r3 + ...
לכן, אם ההתנגדות הפנימית של n מקורות מתח שוות ל – r1, ההתנגדות השקולה תהיה:
rT = n · r1
דוגמא: מהי ההתנגדות הפנימית השקולה של 5 סוללות המחוברות בטור, כשכל התנגדות פנימית היא 0.02 Ω?
פתרון: מכיוון שכל ההתנגדויות הפנימיות שוות מהנתון, נחשב לפי:
rT = 5 * 0.02 = 0.1 Ω
למעשה יכולנו לחבר מקורות מתח רבים בטור כדי לקבל מקור מתח עם בעל מתח גבוה יותר, אך חיבור כזה אינו מועיל כל כך, שהרי אז ההתנגדות הפנימית השקולה גדלה, ובמידה והתנגדות המעגל קטנה, מתח ההדקים יהיה נמוך כתוצאה ממפל המתח הפנימי של מקורות המתח.
אולם, כאשר ההתנגדות השקולה של המעגל גדולה, יש בהחלט מקום להגדיל את מקור המתח באמצעות חיבור טורי.
גולשים מקוונים: 1