۲۰ امتحان نهایی / مهارت فیزیک
گره، شاخه، معادل

مقاومت سری و موازی؛
اتصال را از گره‌ها بخوان، نه از ظاهر شکل

دو مقاومت ممکن است کنار هم رسم شده باشند اما سری نباشند. نقاط هم‌پتانسیل و گره‌های مدار را نام‌گذاری کن، سپس مسیر جریان و دو سر هر مقاومت را برای تشخیص اتصال بررسی کن.

Ω

مدار را به گره و شاخه ترجمه کن

هر سیم پیوستهٔ ایده‌آل را یک گره در نظر بگیر و برای گره‌ها نام بگذار. مقاومت میان دو گره یک شاخه می‌سازد. خم‌شدن سیم یا فاصلهٔ اجزا روی کاغذ، نوع اتصال الکتریکی را تغییر نمی‌دهد.

شرط سری‌بودن را دقیق بررسی کن

در اتصال سری، جریان یکسان از اجزا می‌گذرد و گره میان آن‌ها مسیر انشعابی ندارد. اگر از گره میانی شاخهٔ دیگری بیرون آمده باشد، تنها پشت‌سرهم‌بودن ظاهری برای سری نامیدن کافی نیست.

کارت تشخیص مدار

نام گره‌ها ← دو سر هر مقاومت ← شاخه‌ها ← سری یا موازی ← معادل مرحله‌ای ← بازگشت به اجزا

شرط موازی‌بودن را از دو سر بخوان

مقاومت‌های موازی باید هر دو به همان دو گره وصل باشند؛ بنابراین اختلاف پتانسیل دو سرشان برابر است. جهت رسم یا طول شاخه اهمیتی ندارد. نام گره‌های دو سر را کنار هر مقاومت یادداشت کن.

مدار شلوغ را دوباره رسم کن

گره‌ها را بدون تغییر اتصال در جای تازه‌ای رسم و شاخه‌ها را مرتب کن. بازطراحی باید فقط شکل ظاهری را عوض کند. تعداد گره‌ها و اتصال دو سر هر جزء را پیش و پس از رسم مقایسه کن.

ساده‌سازی را یک مرحله در میان ثبت کن

در هر مرحله فقط یک گروه قطعی سری یا موازی را با مقاومت معادل جایگزین کن و شکل جدید بکش. پرش مستقیم به پاسخ، محل خطای اتصال یا فرمول را پنهان می‌کند.

حد تقریبی را پیش از حساب بساز

معادل سری باید از هر مقاومت عضو بزرگ‌تر باشد و معادل موازی از کوچک‌ترین عضو کوچک‌تر. این قاعدهٔ سریع، جابه‌جایی رابطه‌ها و خطای محاسباتی را پیش از ادامه آشکار می‌کند.

از معادل کل به جریان کل برس

پس از یافتن مقاومت معادل مدار، رابطهٔ ولتاژ و جریان را برای کل مدار با واحدهای سازگار بنویس. مشخص کن ولتاژ داده‌شده مربوط به کدام دو گره است؛ هر عدد ولتاژ الزاماً روی تمام اجزا قرار ندارد.

برای اجزا مسیر را معکوس برگرد

گروه‌های حذف‌شده را از آخرین مرحله به اول باز کن. در بخش سری جریان مشترک و در بخش موازی اختلاف پتانسیل مشترک را به کار ببر. این بازگشت منظم، جریان و ولتاژ هر مقاومت را تعیین می‌کند.

قانون گره را ابزار کنترل کن

در محل انشعاب، مجموع جریان‌های ورودی و خروجی را مقایسه کن. اگر جریان شاخه‌ها با جریان کل سازگار نیست، خطا را در مرحلهٔ بازگشت یا جهت‌گذاری پیدا کن.

توان و واحد را در پایان بررسی کن

ولت، آمپر، اهم و وات را کنار نتیجه‌ها بنویس و بزرگی‌ها را با رفتار مدار بسنج. برای چارچوب کامل به راهنمای مدار الکتریکی و برای تبدیل پیشوندها به تبدیل واحد فیزیک برو.