თუ თქვენ ხედავთ ამ შეტყობინებას, ესე იგი საიტზე გარე რესურსების ჩატვირთვისას მოხდა შეფერხება.

If you're behind a web filter, please make sure that the domains *.kastatic.org and *.kasandbox.org are unblocked.

ძირითადი მასალა

ნიშნების კონვენცია პასიური კომპონენტებისა და წყაროებისთვის

ძაბვისა და დენის აღნიშვნის სტანდარტული პრაქტიკა რეზისტორების, კონდენსატორებისა და ინდუქტორებისთვის. ძაბვისა და დენის წყაროების აღნიშვნა. ავტორი: უილი მაკალისტერი.

ნიშნების კონვენცია პასიური კომპონენტებისთვის

წრედებში ძაბვებისა და დენების განსახილველად გვჭირდება მარტივი და ყველასათვის გასაგები ენის შემუშავება. აქ შემუშავებული ნიშნების კონვენციის მიზანია, განვმარტოთ, რას ვგულისხმობთ დადებით (პოზიტიურ) და უარყოფით (ნეგატიურ) ძაბვასა და დენში.
რატომ გვჭირდება ნიშნების კონვენცია? პასიურ კომპონენტებს (რეზისტორებს, კონდენსატორებს, ინდუქტორებს) აღწერენ მათი განმმარტავი განტოლებები (ომის კანონი და სხვა). ეს განტოლებები აღწერენ დამოკიდებულებას ძაბვასა და დენს შორის. ჩვენ არ შეგვიძლია ძაბვის პოლარობისა და დენის მიმართულების შემთხვევითად განსაზღვრა. ძაბვის პოლარობა და დენის მიმართულება ერთმანეთთან შეთავსებადები უნდა იყვნენ. ორტერმინალიანი კომპონენტებისთვის ძაბვის პოლარობისა და დენის მიმართულების უნივერსალური კონვენცია ქვევითაა ნაჩვენები:
ამას ეწოდება ნიშნების კონვენცია პასიური კომპონენტებისთვის.
ძაბვის პოლარობა: ზემოთ მოცემული ილუსტრაცია ნარინჯისფრად აჩვენებს ძაბვის პოლარობას ორი ნოტაციის გამოყენებით: + და ნიშნებით და ისრით. ძაბვის ისარი პოლუსიდან + პოლუსისკენაა მიმართული. ორივეს, ნიშნებისა და ისრის, გამოყენება არაა საჭირო, რადგან ისინი ზუსტად ერთსა და იმავე რამეს აღწერენ. შეგიძლიათ, თქვენს სქემებში მათგან რომელიმე ან ორივე გამოიყენოთ. ნებისმიერი ისეთი რამის გამოყენება, რაც სურათს უფრო ნათელს ხდის, კარგი იდეაა. ძაბვის ისარი ცოტა მოხრილად იხატება ხოლმე. ეს გვეხმარება მისი დენის ისრისგან განსხვავებაში, რომელიც სწორი ისრითაა აღნიშნული.
დენის მიმართულება: ლურჯი ისარი გვაჩვენებს დადებითი დენის დინების მიმართულებას. დენის ისრები ისე უნდა დაიხატოს, რომ დენი + ძაბვის ტერმინალში შევიდეს და ძაბვის ტერმინალიდან გამოვიდეს.
შემდეგ სურათში მოცემული სამივე დენის ისარი ერთსა და იმავეს ნიშნავს.
ამ კონვენციის გამოყენების მიზეზი ისაა, რომ კომპონენტების განმმარტავი განტოლებების გამოყენებისას, როგორიცაა ომის კანონი რეზისტორის შემთხვევაში, დენის ძალისა და ძაბვის სწორი ნიშნები მივიღოთ.

მაგალითი 1

ეს 250Ω რეზისტორი პასიური კომპონენტების ნიშნების კონვენციის მიხედვითაა მონიშნული. ძაბვის პოლარობა (ნარინჯისფერი ნიშნები და ისარი) რეზისტორის ზედა +-ს მიენიჭა. ეს მიმართულება შემთხვევითად იყო არჩეული. ლურჯი დენის ისარი დადებითი ტერმინალისკენაა მიმართული. ეს არ ყოფილა შემთხვევითი არჩევანი. დადებითი დენი + ნიშნისკენ უნდა მიედინებოდეს.
რაღაცამ (რაც ნაჩვენები არ არის, ძაბვის წყარომ ან წრედში არსებულმა დენმა) გამოიწვია 2ვოლტი ძაბვის რეზისტორზე მოდება.
რა არის i?
დენის საპოვნად ომის კანონს ვიყენებთ:
i=vR
i=+2V250Ω
i=+8mA
ძაბვის ისარი გვეუბნება, რომ ძაბვა რეზისტორის ზევით 2V-ით უფრო მაღალია, ვიდრე რეზისტორის ქვევით. ომის კანონის მიხედვით კი დენის ძალა +8mA-ია (მილიამპერი). დენის + ნიშანი ნიშნავს, რომ ის ისრის მიმართულებით, ზევიდან ქვევით, მიედინება.

მაგალითი 1X — არასწორად

რა მოხდება, თუ რეზისტორს არასწორი ნიშნების კონვენციის გამოყენებით მოვნიშნავთ? ქვემოთ ნაჩვენები დიაგრამა გვაჩვენებს იმავე რეზისტორს იმავე ძაბვის პოლარობით, თუმცა დენის ისარი დადებითი ტერმინალიდან გარეთაა მიმართული, ანუ პასიური კომპონენტების ნიშნების კონვენცია არ არის გამოყენებული.
როგორც პირველ მაგალითში, აქაც იმავენაირად გამოვიყენოთ ომის კანონი:
i=+2V250Ω
i=+8mA
ომის კანონი გვეუბნება, რომ დენის ძალა არის +8mA. დენის + ნიშანი გვეუბნება, რომ ის ისრის მიმართულებით მიედინება. ქვევიდან ზევით? რანაირად? რეალურ რეზისტორში დენი საპირისპირო მიმართულებით გაედინებოდა. ჩვენ არასწორი პასუხი მივიღეთ. პასიური კომპონენტებისთვის ნიშნების კონვენციის გამოყენება აუცილებელია!

მაგალითი 2

ეს 10kΩ რეზისტორი პირველ მაგალითში გამოყენებული ნიშნების კონვენციითაა მონიშნული: ნარინჯისფერ ძაბვის პოლარობას + ზევით აქვს და ლურჯი დენის ისარი ქვევითაა მიმართული. ამჯერად, დენია მითითებული ძაბვის მაგივრად. დენის ძალა 20μA-ია. შეიძლება, 20μA დენი, რომელიც ისრის მიმართულებით მიედინება, უცნაური დასანახია. შეგვიძლია, ის წარმოვიდგინოთ, როგორც +20μA დენი, რომელიც ისრის საპირისპირო მიმართულებით მიედინება (რეზისტორის ქვევიდან ზევით).
რა არის v?
ომის კანონის გამოყენებით უცნობ ძაბვას გამოვითვლით. ვინაიდან ნიშნების კონვენცია ფრთხილად გამოვიყენეთ, ახლა შეგვიძლია, სქემაზე ნაჩვენები მნიშვნელობები უბრალოდ განტოლებაში ჩავსვათ (მოერიდეთ ნიშნების შებრუნების ზეპირად გამოთვლას განტოლებების ჩაწერისას. ეს ხშირად შეცდომებს გამოიწვევს).
v=iR
v=20μA10kΩ
v=(20×106)(10×10+3)
v=0.2V
პასუხად უარყოფითი რიცხვი მივიღეთ, რაც იმას ნიშნავს, რომ ძაბვა რეზისტორის + ძაბვის პოლარობის ტერმინალზე (ზედა ტერმინალზე) 0.2V ნაკლებია, ვიდრე -ნიშნიან ტერმინალზე (რეზისტორის ქვევით), სწორი კონვენციების გამოყენებით, მიუხედავად უცნაური შესახედაობის უარყოფითი დენისა, მათემატიკა თვითონ მოგვცემს სწორ ნიშანს.
პასიური კომპონენტების ნიშნების კონვენცია არამარტო კარგი იდეაა, არამედ ის ერთადერთი გზაა წრედების სწორად გასაანალიზებლად.

ნიშნების კონვენცია იდეალური წყაროებისთვის

ძაბვის წყაროები

იდეალურ ძაბვის წყაროზე მოდებული ძაბვა მასში გამავალი დენისგან დამოუკიდებელია. იდეალური ძაბვის წყაროს მათემატიკური განმარტება შემდეგია: v=V, მაგალითად: v=1.5V. ეს განტოლება არ შეიცავს დენზე (i) დამოკიდებულ წევრს.
თუ ძაბვის წყაროში გამავალი დენის მონიშვნა დაგჭირდათ, ამის გაკეთება რამდენიმენაირადაა შესაძლებელი:
  1. დენის მონიშვნის გარეშე. უმეტესად ძაბვის წყაროში გამავალი დენის მონიშვნა არ დაგჭირდებათ. დანარჩენი წრედის კონტექსტი განსაზღვრავს დენს (ილუსტრაცია 1).
  2. თუ სიმძლავრის გამოთვლას ცდილობთ, vi, სიმძლავრისთვის სწორი ნიშნის განსაზღვრა დაგჭირდებათ: + ნიშანი სიმძლავრის დახარჯვისთვის და ნიშანი — მისი გამომუშავებისთვის. შეგიძლიათ, იგივე კონვენცია გამოიყენოთ, რაც პასიური კონპონენტებისთვის: დენი მიმართულია ძაბვის წყაროს დადებითი ძაბვის მქონე ტერმინალისკენ (ილუსტრაცია 2).
  3. თუ მნიშვნელოვანი (ან კომფორტულია), რომ ძაბვის წყაროში გამავალი დენის ძალის ნიშანი დადებითი იყოს, გამოიყენეთ კონვენცია, რომელშიც დენის ისარი დადებითი ძაბვის ტერმინალიდან გარეთ გამოდის (ილუსტრაცია 3).
უმეტეს შემთხვევაში, დენი ძაბვის წყაროს დადებითი ტერმინალიდან გამოედინება. თუ ძაბვის წყაროსთვის პასიური კომპონენტების ნიშნების კონვენციას გამოიყენებთ, უმეტესად დენს უარყოფითი ნიშანი ექნება. ეს დენის ისრის მიმართულება შეიძლება „მცდარი“ ან გამაღიზიანებელი მოგეჩვენოთ, მაგრამ ტექნიკურად ეს შეცდომა არ არის. ეს მხოლოდ და მხოლოდ იმას ნიშნავს, რომ დენს ნიშანი აქვს.
ჩემთვის ძაბვის წყაროს მონიშვნის ყველაზე მისაღები გზა კონვენციის არგამოყენებაა. სხვადასხვა წიგნში სხვადასხვა ნიშნის კონვენციებს გადააწყდებით. მიუხედავად იმისა, რომ შეიძლება ყველამ სხვადასხვა კონვენცია გამოიყენოს, თუ კონვენციას თანმიმდევრულად გამოიყენებენ, საბოლოოდ ყველა სწორ პასუხამდე მივა.

არაა აუცილებელი, აღნიშვნა რეალურ ძაბვას შეესაბამებოდეს

როგორც წესი, ძაბვის წყაროზე ძაბვის აღმნიშვნელი ისარი რეალური ძაბვისკენაა მიმართული (1a.), თუმცა აუცილებელი არ არის, ეს ასე იყოს. წრეში განლაგებული შავი + და ნიშნები აღნიშნავენ რეალური ძაბვის წყაროს ორიენტაციას. შესაძლოა, ძაბვის წყაროზე მოდებული ძაბვის საპირისპირო პოლარობით მონიშვნაც (1b.). შეიძლება, ეს უცნაურად გამოიყურება, თუმცა არასწორი არ არის.
ძაბვის წყარო ორი სხვადასხვა მონიშვნით,
1. იგივე ძაბვის წყარო ორნაირადაა მონიშნული, ორივე მონიშნვის გზა მართებულია:
1a. ჩვეული მონიშვნის მეთოდი: vs1=V.
1b. იგივე ძაბვის წყარო შებრუნებული ძაბვით. ამ შემთხვევაში, დენის ისარიც შებრუნებულია. ეს ნიშნავს, რომ vs2=V and is2=is1.
ბატარეის სიმბოლოში გრძელი შავი ხაზი ბატარეის დადებით ტერმინალს აღნიშნავს. ბატარეა ორი სხვადასხვა მონიშვნით,
2. ერთი და იგივე ბატარეა ორნაირადაა მონიშნული, ორივე მონიშვნის გზა მართებულია:
2a. ჩვეული მონიშვნის მეთოდი. vB1=1.5V
2b. იგივე ბატარია შებრუნებული ძაბვით. დენის ისარიც შებრუნებულია. შესაბამისად, vB2=1.5V და iB2=iB1.
როდის შეიძლება ძაბვის „უკუღმა“ ჩანიშვნა დაგჭირდეს? როდესაც კირხოფის ძაბვის კანონებს გავეცნობით, ხანდახან ხელსაყრელი იქნება, წრედის გარშემო ყველა ძაბვის ისრის ერთი მიმართულებით განთავსება (ეს განტოლების წევრების სწორი ნიშნებით ჩაწერას გაგვიმარტივებს). თუ წრედის ერთ-ერთი ელემენტი ბატარეა ან ძაბვის წყაროა, მასზე მოდებული ძაბვის ისარი, შესაძლოა, რეალური ძაბვის საპირისპიროდ იყოს მიმართული.
დაიმახსოვრეთ, ძაბვის აღნიშვნა უბრალოდ აღნიშვნაა; ეს გვეხმარება მთლიანი წრედის კონტექსტში ძაბვის მიმართულება განვსაზღვროთ. აღნიშვნის ფორმა არ განსაზღვრავს ძაბვის წყაროს ან ბატარეის შიდა თვისებებს; ეს შავი სიმბოლოს საქმეა.
გარკვეულწილად, ძაბვის აღნიშვნა მექანიკაში ძალის ვექტორს წააგავს. თუ ვექტორი ზევითაა მიმართული და თქვენ მათემატიკის გამოყენებით იპოვით, რომ პასუხი უარყოფითია, ეს ნიშნავს, რომ ვექტორი, რეალურად, ქვევითაა მიმართული. მიმართულების აღნიშვნა იმის ნათლად წარმოსადგენად და გასაგებადაა საჭირო, თუ რეალურად რა მიმართულებით მოძრაობენ სხეულები.

დენის წყაროები

იდეალურ დენის წყაროში გამავალი დენი არ არის დამოკიდებული მასზე მოდებულ ძაბვაზე. დენის წყაროს ეს განტოლება აღწერს: i=I, მაგალითად: i=1A. ძაბვა v ამ განტოლებაში არ გვხვდება.
როგორც წესი, დენის წყაროები ისეთი ისრით არიან აღნიშნულები, რომელსაც იგივე მიმართულება აქვს, რაც დენის ისარს, ძაბვა კი მითითებული არ არის. დენის წყაროზე მოდებული ძაბვის გამოთვლა დანარჩენი წრედის გაანალიზებით არის შესაძლებელი. თუკი რატომღაც ძაბვის მონიშვნა გახდა საჭირო, ეს ისეა შესაძლებელი, როგორც მეორე სურათზე ჩანს. ამ შემთხვევაში, იმავე ნიშნების კონვენციას ვიყენებთ, რომელსაც პასიური კომპონენტებისთვის ვიყენებდით.
დენის წყაროს მონიშვნის მაგალითები:
1. მხოლოდ დენის ისარი. ძაბვის პოლარობას წრედის დანარჩენი კომპონენტები განსაზღვრავენ.
2. დენის ისარი და ძაბვის პოლარობა, პასიური კომპონენტების ნიშნების კონვენციის გამოყენებით.

გსურთ, შეუერთდეთ დისკუსიას?

პოსტები ჯერ არ არის.
გესმით ინგლისური? დააწკაპუნეთ აქ და გაეცანით განხილვას ხანის აკადემიის ინგლისურენოვან გვერდზე.