மின்தடைகளின்
தொகுப்பு
ஒரு மின்சுற்றில் கடத்தியின் மின்
தடை, பாயும்
மின்னோட்டத்தை எவ்வாறு பாதிக்கிறது என்பதனை நீங்கள் இதுவரையில்
கற்றுக்கொண்டீர்கள். ஒரு மின்தடையை உடைய எளிய மின்சுற்று பற்றியும்
அறிந்துகொண்டீர்கள். நடைமுறையில் சில சிக்கலான மின்சுற்றுக்களை நீங்கள் எதிர்கொள்ள
நேரிடும். ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட மின் தடைகளின் தொகுப்புக்கள் மின்சுற்றுக்களோடு
இணைக்கப்பட்டிருக்கலாம். இதனை மின் தடைகளின் அமைப்பு அல்லது மின் தடையின் குழுமம்
என அழைக்கலாம். மின் தடைகளை இரண்டு அடிப்படையான முறைகளில் இணைக்கலாம்.
அ) தொடரிணைப்பில் மின் தடையாக்கிகள்
ஆ) பக்க இணைப்பில் மின்தடையாக்கிகள்
பல மின்தடையாக்கிகள் தொடர் மற்றும்
பக்க இணைப்பில் இணைக்கப்படும் போது அவற்றின் தொகுபயன் மின்தொடையை கணக்கிடும்
முறையை பின்வரும் பிரிவுகளின் நீங்கள் காணலாம்.
ஒரு மின்சுற்றில் தொடர் இணைப்பு
என்பது மின்கூறுகளை ஒன்றன் பின் ஒன்றாக இணைத்து ஒரு மூடிய சுற்றை உருவாக்குவது
ஆகும். தொடர் சுற்றில் மின்னோட்டமானது ஒரே ஒரு மூடிய சுற்றின் வழியாக பாயும். இந்த
மூடிய சுற்றில் உள்ள ஏதேனும் ஒரு புள்ளியில் இணைப்பு தடைப்பட்டால் மின்சுற்றின்
வழியாக மின்னோட்டம் பாயாது. எனவே சுற்றில் இணைக்கப்பட்டுள்ள மின் சாதனங்கள் வேலை
செய்யாது. விழாக்களில் பயன்படுத்தப்படும் ஒளிரும் தொடர் விளக்குகள் தொடர்
இணைப்பில் இணைக்கப்பட்டிருக்கும். எனவே, மின் தடையாக்கிகள் தொடராக உள்ள போது ஒவ்வொரு
மின் தடையாக்கியின் வழியாகவும் ஒரே அளவு மின்னோட்டம் பாயும்.
இங்கு மூன்று மின்தடையாக்கிகள் R1, R2 மற்றும் R3 தொடர் இணைப்பில் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. (படம் 4.6).
I என்ற மின்னோட்டம் இந்த மின்தடையாக்கிகள் வழியே செல்கிறது.
மின்தடையாக்கிகள் R1,
R2 மற்றும்
R3 யின் குறுக்கே உள்ள மின்னழுத்தங்கள் முறையே V1, V2 மற்றும் V3 ஆகும்.
ஓம் விதியின்படி
V1 = I R1 (4.7)
V2 = I R2 (4.8)
V3 = I R3 (4.9)
ஒவ்வொரு மின்தடைக்கும் எதிராக உள்ள
மின்னழுத்த வேறுபாட்டின் கூடுதலை V எனலாம்.
V = V1 + V2 + V3
சமன்பாடுகள் (4.7), (4.8) மற்றும்
(4.9), யிலிருந்து
V = I R1 + I R2 +
I R3 (4.10)
தொகுபயன் மின்தடை என்பது அனைத்து
மின்தடையாக்கிகளுக்கு பதிலாக அதே அளவு மின்னோட்டம் சுற்றின் வழியே செல்ல
அனுமதிக்கும் ஒரு மின் தடையாக்கியின் மின்தடை ஆகும். இந்த தொகுபயன் மின்தடை RS எனப்படும். எனவே
V = I RS
(4.11)
சமன்பாடுகள் (4.10) மற்றும் (4.11),
லிருந்து,
I RS = I R1 + I
R2 + I R3
RS = R1 + R2 +
R3 (4.12)
எனவே பல மின்தடையாக்கிகள் தொடர்
இணைப்பில் இணைக்கப்படும் போது தொகுபயன் மின்தடை தனித்தனி மின் தடையாக்கிகளின் மின்
தடைகளின் கூடுதலுக்கு சமம் என புரிந்துக் கொள்ளலாம். சம மதிப்பு உடைய ‘n’ மின்தடைகள்
தொடரிணைபில் இணைக்கப்படும் போது தொகுபயன் மின்தடை 'n R’ ஆகும்.
அதாவது, RS = n R
மின்தடைகள் தொடரிணைப்பில்
இணைக்கப்படும் போது தொகுபயன் மின்தடையானது தனித்தனியாக உள்ள மின்தடைகளின் உயர்
மதிப்பைவிட அதிகமாக இருக்கும்.
தீர்க்கப்பட்ட கணக்கு - 5
5 Ω, 3
Ω மற்றும் 2 Ω
மின்தடை மதிப்புகள் கொண்ட மூன்று மின்தடையாக்கிகள் 10 V மின்கலத்துடன் தொடரிணைப்பில்
இணைக்கப்பட்டுள்ளது. தொகுபயன் மின்தடை மற்றும் மின்சுற்றில் பாயும்
மின்னோட்டத்தையும் காண்க.
தீர்வு :
R1 =
5 Ω, R2 = 3 Ω, R3 = 2 Ω, V = 10 V
Rs
= R1 + R2 + R3,
Rs
= 5 + 3 + 2 = 10, எனவே
Rs
= 10 Ω
மின்னோட்டம் I = V/RS = 10/10 =
1 A
பக்க இணைப்பு மின்சுற்றில்
மின்னோட்டம் பாய்வதற்கு இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட மூடிய சுற்று இருக்கும்.
ஒரு மூடிய சுற்று திறந்திருந்தாலும் மற்ற மூடிய சுற்றுக்களின் வழியாக மின்னோட்டம்
பாயும். நமது வீடுகளில் உள்ள மின்கம்பியிடல் பக்க இணைப்பில் இணைக்கப்பட்டுள்ளது.
மூன்று மின்தடையாக்கிகள் R1, R2 மற்றும் R3 யானது A மற்றும் B புள்ளிகளுக்கிடையே பக்க இணைப்பில்
இணைக்கப்பட்டுள்ளன. ஒவ்வொரு மின்தடையாக்கிக்கும் குறுக்கே உள்ள மின்னழுத்த
வேறுபாடானது சமமாக இருக்கும். இது A மற்றும் B புள்ளிகளுக்கு குறுக்கே உள்ள மின்னழுத்த வேறுபாட்டிற்கு சமமாக இருக்கும்.
வோல்ட் மீட்டர் மூலமாக இந்த மின்னழுத்த வேறுபாடு அளவிடப்படுகிறது. புள்ளி A
யை அடையும் மின்னோட்டம் I ஆனது I1, I2 மற்றும் I3 என பிரிந்து முறையே R1, R2 மற்றும் R3 வழியே செல்கிறது.
ஓம் விதியின்படி
மின் சுற்றிலுள்ள மொத்த மின்னோட்டம்
I = I1 + I2 + I3
சமன்பாடுகள் (4.13), (4.14) மற்றும்
(4.15), லிருந்து
மின்தடையாக்கிகள் பக்க இணைப்பில்
இணைக்கப்படும் போது தொகுபயன் மின்தடை RP என்க. எனவே,
சமன்பாடுகள் (4.16) மற்றும் (4.17),
லிருந்து
எனவே பல மின்தடையாக்கிகள் பக்க
இணைப்பில் இணைக்கப்படும் போது தனித்தனி மின்தடையாக்கிகளின் மின் தடையின்
தலைகீழிகளின் கூடுதல் தொகுபயன் மின்தடையின் தலைகீழிகளுக்கு சமம். சம மதிப்புடைய ‘n’ மின்தடையாக்கிகள்
பக்க இணைப்பில் இணைக்கப்படும் போது அதன் தொகுபயன் மின்தடை R/n ஆகும்.
மின்தடையாக்கிகள்
பக்க இணைப்பில் இணைக்கப்படும் போது தொகுபயன் மின்தடையானது தனித்தனியான
மின்தடைகளின் குறைந்த மதிப்பை விட குறைவாக இருக்கும்.
பக்க இணைப்பில் உள்ள மின்தடையாக்கி
சுற்றுக்கள் தொடரிணைப்பில் இணைக்கப்படும் போது நமக்கு தொடர் - பக்க இணைப்புச்
சுற்றுகள் கிடைக்கும். மின்தடையாக்கிகள் R1 மற்றும் R2 பக்க இணைப்பில் இணைக்கப்பட்டு தொகுபயன் மின்தடை Rp, கிடைக்கிறது. இதே போன்று R3 மற்றும் R4
பக்க இணைப்பில் இணைக்கப்ட்டு அதன் தொகுபயன் மின்தடை RP2
கிடைக்கிறது. இந்த இரண்டு பக்க இணைப்பு சுற்றுக்களும் தொடராக
இணைக்கப்பட்டுள்ளன. (படம் 4.8)
இறுதியாக சமன்பாடு 4.12 யிலிருந்து
மொத்த தொகுபயன் மின்தடை Rtotal =
RP1 + RP2
தொடரிணைப்பில் உள்ள மின்தடையாக்கி
சுற்றுகள் பக்க இணைப்பில் இணைக்கப்படும் போது நமக்கு பக்க - தொடர் இணைப்புச்
சுற்றுகள் கிடைக்கும். மின்தடையாக்கிகள் R1 மற்றும் R2 தொடரிணைப்பில் இணைக்கப்பட்டு தொகுபயன் மின்தடை RS1 பெறப்படுகிறது. இதேபோன்று R3 மற்றும் R4
தொடரிணைப்பில் இணைக்கப்பட்டு தொகுபயன் மின்தடை RS2 பெறப்படுகிறது. இந்த இரண்டு தொடர் சுற்றுக்களும் பக்க இணைப்பில்
இணைக்கப்படுகிறது.
சமன்பாடு 4.12 லிருந்து
RS1 =
R1 + R2,
RS2 =
R3 + R4
இறுதியாக சமன்பாடு 4.18 யிலிருந்து தொகுபயன் மின்தடை
தொடர் மற்றும் பக்க இணைப்பு
சுற்றுகளின் வேறுபாடு கீழ்க்கண்ட அட்டவணை 4.3 இல் கொடுக்கப்பட்டுள்ளது.