یه پرسش 💭: چرا کریسمستری وقتی یه لامپ میسوزه، کل ردیف خاموش میشه؟ یا برعکس، چرا تو خونهی تو وقتی یه لامپ میسوزه فقط اون لامپ خراب میشه؟ پاسخش تو سری vs موازی بودنشونه. این بخش، تفاوت رو روشن میکنه.
دو نوع ترکیب 🎯
سری (Series) — مقاومتها پشتِ هم
همهی جریان از همشون رد میشه. مقاومتِ معادل:
$$R_{\text{eq}} = R_1 + R_2 + R_3 + \ldots$$
- جریان در همه یکسانه: $I_1 = I_2 = I_3 = I_{\text{total}}$
- ولتاژ بینشون تقسیم میشه: $V_{\text{total}} = V_1 + V_2 + V_3$
- اگه یکی قطع شه، کل مدار قطع میشه (مثل کریسمستری قدیمی)
موازی (Parallel) — مقاومتها کنارِ هم
جریان بینشون تقسیم میشه. مقاومتِ معادل:
$$\frac{1}{R_{\text{eq}}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} + \ldots$$
- ولتاژ روی همشون یکسانه: $V_1 = V_2 = V_3 = V_{\text{total}}$
- جریان بینشون تقسیم میشه: $I_{\text{total}} = I_1 + I_2 + I_3$
- اگه یکی قطع شه، بقیه به کار ادامه میدن (مثل خونهی تو)
برای دو مقاومتِ موازی 🎯
$$R_{\text{eq}} = \frac{R_1 \, R_2}{R_1 + R_2}$$
اگه $n$ تا مقاومتِ مساویِ $R$ موازی شن:
$$R_{\text{eq}} = \frac{R}{n}$$
ترکیبِ پیچیده 🧩
مدارِ واقعی معمولاً سری-موازی ـه. روشِ حل:
1. مقاومتهای موازی رو با هم ساده کن
2. حالا یه مدار سری داری — جمعشون کن
3. اگه دوباره موازیای پیدا شد، تکرار کن
ویجتِ تعاملی 🎮
محاسبهی پایتون — تحلیل مدار 🐍
# مدار: R1=100Ω سری با (R2=200Ω موازی R3=300Ω) سری با R4=50Ω
# منبع: 12V
R1 = 100; R2 = 200; R3 = 300; R4 = 50
V = 12
# گام 1: موازی شدن R2 و R3
R_parallel = (R2 * R3) / (R2 + R3)
print(f"R2 موازی R3 = {R_parallel:.1f} Ω")
# گام 2: مدار سری
R_total = R1 + R_parallel + R4
print(f"مقاومت کل = {R_total:.1f} Ω")
# گام 3: جریان کل
I_total = V / R_total
print(f"جریان کل = {I_total*1000:.1f} mA")
# گام 4: ولتاژ روی هر بخش
V1 = I_total * R1
V_parallel = I_total * R_parallel
V4 = I_total * R4
print(f"V1={V1:.2f}V, V_parallel={V_parallel:.2f}V, V4={V4:.2f}V")
# گام 5: جریان در شاخههای موازی
I2 = V_parallel / R2
I3 = V_parallel / R3
print(f"I2={I2*1000:.1f} mA, I3={I3*1000:.1f} mA")
print(f"چک: I2+I3 = {(I2+I3)*1000:.1f} mA (باید برابر I_total باشه)")
نکتهی پزشکی-زیستی 🩺
- مدلِ مدارِ سلولی — غشای سلول رو میشه با مدلِ موازی (خازنِ غشا + مقاومتِ غشا) با مدارِ سری (مقاومتِ سیتوپلاسم) مدل کرد. این پایهی معادلهی هاجکین-هاکسلی برای شبیهسازی نورون
- ECG ۱۲-لید — هر کدوم از ۱۲ سرنخ، یه مدارِ متفاوت میسازه با ترکیب الکترودها — مثلِ گرفتنِ ولتاژ بینِ نقاطِ مختلف
- سیستم گردش خون بهعنوان مدار — قلب = منبع، رگها = مقاومتها. سرخرگهای اصلی سریاند، مویرگها موازی هستن. کاهشِ مقاومتِ کل با موازیسازیِ مویرگها = پایهی فیزیولوژی گردش
- EEG چندکاناله — ۳۲ یا ۶۴ کاناله، یه شبکه از الکترودها که هم سری و هم موازی هستن
خودتو بسنج 📝
منابع و کاوشِ بیشتر 📚
مقالات و مرجع
- ویکیپدیای فارسی: مدار سری و موازی
- Wikipedia EN: Series and parallel circuits
- HyperPhysics: Resistor combinations
ویدئو (یوتیوب)
ویدئو (آپارات — فارسی)
شبیهسازی PhET
روی همین سایت 🔗
فصلِ ۲ تموم شد! حالا وقتِ حل مسائل فصل و فلشکارتها ست. در فصل ۳ میریم سراغ مغناطیس — بارهای متحرک، میدانِ جدید، و القا — شگفتانگیزترین داستان فیزیک 🧲.
💬 جواب بهتری داری؟ یا یه سؤال جدید؟
اگه به سؤالای بالا پاسخی داری که فکر میکنی روشنتر یا کاملتر از مال منه، یا یه سؤال جدید برای دانشآموزای دیگه داری — تو بخش نظرات پایین صفحه ارسال کن. هر پیامی رو میخونم، تأیید میکنم و منتشر میشه. اینجوری همه از تجربهی همدیگه استفاده میکنیم. 🌱