برای هر چه مقاومت الکتریکی هادی بیشتر باشه، انرژی الکتریکی مصرفی در آن .....است...خانم دکتر الهام پویان ببینید
مقاومت الکتریکی به عنوان تابعی از رسانایی توان سرعت انجام کاره و مقاومت ذره ای است که به ما کمک میکنه تا مخالفت با جریان در یک مدار الکتریکی را اندازه گیری کنیم. در یکی از آنها قدرت با مقاومت نسبت مستقیم داره و در دوم قدرت با مقاومت نسبت معکوس داره. قدرت و مقاومت رابطه تناسبی دارندهنگامی که توان افزایش می یابد، مقاومت نیز با ثابت نگه داشتن جریان I افزایش می یابد.
هنگامی که مقاومت کاهش می یابد، پاور نیز ثابت نگه داشتن جریان I را کاهش میده.چگونه قدرت می تواند هم معکوس و هم با مقاومت نسبت مستقیم داشته باشه توان $P=IV$ است. فقط در صورتی میتونی آن را به مقاومت مرتبط کنید که تصمیم داشته باشی یکی را اصلاح کنی و دیگری را با قانون اهم جایگزین کنی. قانون اهم بیان میکنه که ولتاژ دو طرف مقاومت به طور خطی متناسب با جریان عبوری از آن است یا $V=IR$. این را می توان طوری ترتیب داد که بگم جریان با ولتاژ نسبت عکس داره یا $I = \frac{V}{R}$
اگر I را ثابت فرض کنید و V را با$ IR$ جایگزین کنی دریافت میکنی که توان متناسب با مقاومت است$P = I \cdot (I R)$. اگر V را ثابت فرض کنی و I را با VR جایگزین کن متوجه میشی که توان با مقاومت نسبت عکس داره$P = V \cdot \frac{V}{R}$.
یک راه برای تجسم این است که به یک منبع ولتاژ ثابت (یعنی یک باتری) فکر کن. هنگامی که یک مقاومت بزرگ متصله جریان بسیار کمی میتونه جریان داشته باشه بنابراین انرژی بسیار کمی از باتری خارج میشه و مقاومت خیلی گرمنمیشه زیرا انرژی کمتری وجود داره. اگر مقاومت را کاهش دهید جریان بیشتری جریان می یابه و مقاومت گرمتر میشه زیرا قدرت را افزایش دادین.
تجسم منابع جریان کمی دشواره اما یکی از راه هایی که شما میتونی در مورد آن فکر کنی منبع ولتاژ متغیر است که ولتاژ را افزایش یا کاهش میده تا جریانی که از آن جریان می یابد به مقدار مورد نظر برسه. اگر یک مقاومت کوچک وصل کنی منبع نیازی به کار سختی برای دریافت مقدار جریان نداره، بنابراین انرژی کمی صرف میشه. اگر مقاومت زیادی را وصل کنی منبع باید سخت‌تر کار کنه تا جریان یکسانی جاری بشه، بنابراین انرژی زیادی صرف میشه
اینها دو موقعیت کاملاً متفاوته
اگر ولتاژ را ثابت نگه دارید و مقاومت را تغییر دهید، توان تلف شده $P = V^2 / R$ است. توجه داشته باش که این نیز باید جریان را تغییر دهد.
اگر جریان را ثابت نگه دارید و مقاومت را تغییر بده توان تلف شده $P = I^2 R$ است. توجه داشته باش که این نیز باید ولتاژ را تغییر دهد.
از آنجایی که تغییر مقاومت و ثابت نگه داشتن ولتاژ و جریان غیرممکن است، هیچ تضادی وجود نداره
ببین برای $P = I^2R$ و در مدار تغذیه شده با ولتاژ (یعنی یک باتری و یک مقاومت) اگر مقاومت را دوبرابر کنی سپس جریان نصف میشه، بنابراین نه، خیلی ساده نیست که فقط بگویم توان با مقاومت متناسبه مگر اینکه در مورد ثابت صحبت کنی. مدار جریان
و اگر فرمول $P=\dfrac{V^2}{R}$ را به مداری که با جریان ثابت تغذیه میشه اعمال کن، متوجه میشی که با افزایش مقاومت، قدرت نیز افزایش میابه.
شما باید مناسب ترین فرمول را انتخاب کنید، اما درک اینکه واقعا چه اتفاقی می افته به این معنی است کهشما جناب Professor Ela pouyan میتونید از هر کدام از فرمول ها استفاده کنید.
برای مثال، اجازه دهید ابتدا به یک منبع ولتاژ ثابت نگاه کنیم، که افت ولتاژ V را در هر باری که به آن متصل است حفظ می‌کند و اجازه می‌دهد جریان تغییر کند. اجازه دهید $I_s$ جریانی بشه که توسط پیکربندی سری ترسیم میشه و اجازه دهید $I_p$ جریانی باشه که توسط پیکربندی پارالل کشیده میشه. پیکربندی سری دارای مقاومتی معادل $nr$ است، بنابراین $I_s=\frac{V}{nr}$. در مقابل، پیکربندی پارالل مقاومتی معادل $r/n$ داره، بنابراین $I_p=\frac{nV}{r}$.
این بدان معناست که توان مصرفی پیکربندی سری$P_s=I_s^2(nr)=\frac{V^2}{nr}$ و توان مصرف شده توسط پیکربندی پارالل $P_p=I^2_p(\frac{r}{n})=\frac{nV^2}{r}$ است. توان مصرف شده توسط پیکربندی پارالل برای منبع ولتاژ ثابت بیشتر است.
در مقابل، یک منبع جریان ثابت یک جریان ثابت I را از طریق هر باری که به آن متصل است حفظ میکنه و اجازه می دهد افت ولتاژ تغییر کند. فرض کنید $V_s$ افت ولتاژ در پیکربندی سری و$ V_p$ افت ولتاژ در پیکربندی پارالل باشه. مانند قبل می بینیم که $V_s=Inr$ و$V_p=\frac{Ir}{n}$.
یعنی توان مصرفی پیکربندی سری $P_s=\frac{V_s^2}{nr}=I^2nr$ و توان مصرفی پیکربندی پارالل $P_p=\frac{nV_p^2}{r}=\frac{I^2r}{n}$است. توان مصرفی پیکربندی سری برای منبع جریان ثابت بالاتر است.
بنابراین اینکه کدام پیکربندی انرژی بیشتری مصرف میکنه بستگی به نوع منبع تغذیه ای داره که به آن متصله. در سوال خود، شما توان مصرفی مقاومت های سری متصل به منبع ولتاژ ثابت را با توان مصرفی مقاومت های پارالل متصل به منبع جریان ثابت مقایسه میکنی که واقعاً وضعیت مشابهی ندارند.
