Devi calcolare la resistenza di un circuito in serie, parallelo o combinato? Necessario se non vuoi bruciare la scheda! Questo articolo ti dirà come farlo. Prima di leggere, ti preghiamo di comprendere che i resistori non hanno "inizio" né "fine". Queste parole sono introdotte per facilitare la comprensione del materiale presentato.
Passi
Resistenza del circuito in serie
Resistenza del circuito derivato
Resistenza del circuito combinato
Alcuni fatti
- Ogni materiale elettricamente conduttivo ha una certa resistenza, che è la resistenza del materiale alla corrente elettrica.
- La resistenza è misurata in ohm. Il simbolo dell'unità per Ohm è Ω.
- Diversi materiali hanno diversi valori di resistenza.
- Ad esempio, la resistenza del rame è 0,0000017 Ohm / cm 3
- Resistenza ceramica circa 10 14 Ohm/cm 3
- Maggiore è il valore della resistenza, maggiore è la resistenza alla corrente elettrica. Il rame, che viene spesso utilizzato nei cavi elettrici, ha pochissima resistenza. La resistenza della ceramica è invece molto elevata, il che la rende un ottimo isolante.
- Il funzionamento dell'intero circuito dipende dal tipo di connessione scelta per collegare i resistori in questo circuito.
- U=IR. Questa è la legge di Ohm, stabilita da Georg Ohm nei primi anni del 1800. Date due di queste variabili, puoi facilmente trovare la terza.
- U=IR: La tensione (U) è il risultato della moltiplicazione della corrente (I) * della resistenza (R).
- I=U/R: La corrente è tensione (U) ÷ resistenza (R).
- R=U/I: La resistenza è il quoziente di tensione (U) ÷ corrente (I).
- Ricorda: in una connessione parallela, ci sono più percorsi per il flusso di corrente attraverso il circuito, quindi in un tale circuito la resistenza totale sarà inferiore alla resistenza di ogni singolo resistore. In una connessione in serie, la corrente scorre attraverso ogni resistore nel circuito, quindi la resistenza di ogni singolo resistore si aggiunge alla resistenza totale.
- La resistenza totale in un circuito parallelo è sempre inferiore alla resistenza di un resistore con la resistenza più bassa in quel circuito. La resistenza totale in un circuito in serie è sempre maggiore della resistenza del singolo resistore di resistenza più alto in quel circuito.
Lo sapevate,
cos'è un esperimento mentale, esperimento gedanken?
È una pratica inesistente, un'esperienza ultraterrena, l'immaginazione di ciò che in realtà non c'è. Gli esperimenti mentali sono come sogni ad occhi aperti. Danno alla luce mostri. A differenza di un esperimento fisico, che è un test sperimentale di ipotesi, un "esperimento mentale" sostituisce magicamente un test sperimentale con le conclusioni desiderate e non verificate, manipolando costruzioni logiche che di fatto violano la logica stessa utilizzando premesse non dimostrate come provate, cioè mediante sostituzione. Pertanto, il compito principale dei ricorrenti degli "esperimenti mentali" è quello di ingannare l'ascoltatore o il lettore sostituendo un vero esperimento fisico con la sua "bambola" - ragionamento fittizio sulla parola senza verifica fisica stessa.
Riempire la fisica di "esperimenti mentali" immaginari ha portato a un'immagine del mondo assurda, surreale e confusa. Un vero ricercatore deve distinguere tali "involucri" dai valori reali.
Relativisti e positivisti sostengono che l '"esperimento mentale" è uno strumento molto utile per verificare la coerenza delle teorie (che sorgono anche nella nostra mente). In questo ingannano le persone, poiché qualsiasi verifica può essere effettuata solo da una fonte indipendente dall'oggetto della verifica. Lo stesso richiedente dell'ipotesi non può essere una verifica della propria affermazione, poiché la ragione stessa di tale affermazione è l'assenza di contraddizioni visibili al richiedente nella dichiarazione.
Lo vediamo nell'esempio di SRT e GR, che si sono trasformati in una sorta di religione che governa la scienza e l'opinione pubblica. Nessuna quantità di fatti che li contraddicono può superare la formula di Einstein: "Se il fatto non corrisponde alla teoria, cambia il fatto" (In un'altra versione, "Il fatto non corrisponde alla teoria? - Tanto peggio per il fatto ").
Il massimo che un "esperimento mentale" può rivendicare è solo la coerenza interna dell'ipotesi nell'ambito della logica propria, spesso per nulla vera, del richiedente. Il rispetto della pratica non verifica questo. Un vero test può aver luogo solo in un vero esperimento fisico.
Un esperimento è un esperimento, perché non è un raffinamento del pensiero, ma una prova del pensiero. Un pensiero che è coerente in se stesso non può controllarsi. Ciò è stato dimostrato da Kurt Gödel.
Il collegamento in parallelo di elementi elettrici (conduttori, resistenze, capacità, induttanze) è un collegamento in cui gli elementi del circuito collegati hanno due nodi di collegamento comuni.
Altra definizione: le resistenze sono collegate in parallelo se sono collegate alla stessa coppia di nodi.
Designazione grafica dello schema di collegamento in parallelo
La figura seguente mostra il collegamento in parallelo delle resistenze R1, R2, R3, R4. Si può vedere dal diagramma che tutte queste quattro resistenze hanno due punti in comune (nodi di connessione).
In ingegneria elettrica, è consuetudine, ma non strettamente necessario, disegnare i fili orizzontalmente e verticalmente. Pertanto, lo stesso circuito può essere rappresentato come nella figura seguente. Anche questa è una connessione parallela delle stesse resistenze.
Formula per il calcolo del collegamento in parallelo delle resistenze
Quando sono collegati in parallelo, il reciproco della resistenza equivalente è uguale alla somma dei reciproci di tutte le resistenze collegate in parallelo. La conduttanza equivalente è uguale alla somma di tutte le conduttanze collegate in parallelo in un circuito elettrico.
Per il circuito di cui sopra, la resistenza equivalente può essere calcolata utilizzando la formula:
In un caso particolare, quando due resistenze sono collegate in parallelo:
La resistenza equivalente del circuito è determinata dalla formula:
Nel caso di collegamento di "n" resistenze identiche, la resistenza equivalente può essere calcolata utilizzando una formula privata:
Le formule per il calcolo privato seguono dalla formula principale.
Formula per il calcolo del collegamento in parallelo di contenitori (condensatori)
Quando i condensatori (condensatori) sono collegati in parallelo, la capacità equivalente è uguale alla somma delle capacità collegate in parallelo:
Formula per il calcolo del collegamento in parallelo degli induttori
Quando gli induttori sono collegati in parallelo, l'induttanza equivalente viene calcolata allo stesso modo della resistenza equivalente in collegamento in parallelo:
Va notato che la formula non tiene conto delle induttanze reciproche.
Esempio di piegatura a resistenza parallela
Per una sezione di un circuito elettrico, è necessario trovare una connessione parallela di resistenze per convertirle in una.
Dal diagramma si può vedere che solo R2 e R4 sono collegati in parallelo. R3 non è in parallelo, perché un'estremità è collegata a E1. R1 - collegato a un'estremità a R5, non al nodo. R5 - collegato a un'estremità a R1, non al nodo. Si può anche dire che il collegamento in serie delle resistenze R1 e R5 è collegato in parallelo con R2 e R4.
Corrente in collegamento in parallelo
Quando i resistori sono collegati in parallelo, la corrente attraverso ciascun resistore è generalmente diversa. La quantità di corrente è inversamente proporzionale alla quantità di resistenza.
Tensione parallela
Con una connessione in parallelo, la differenza di potenziale tra i nodi che combinano gli elementi del circuito è la stessa per tutti gli elementi.
Applicazione della connessione parallela
1. Nell'industria si realizzano resistenze di determinati valori. A volte è necessario ottenere un valore di resistenza al di fuori di queste serie. Per fare ciò, puoi collegare più resistori in parallelo. La resistenza equivalente sarà sempre inferiore al valore di resistenza più grande.
2. Divisore di corrente.
La corrente nel circuito elettrico passa attraverso i conduttori dalla sorgente di tensione al carico, cioè alle lampade, agli elettrodomestici. Nella maggior parte dei casi, i fili di rame vengono utilizzati come conduttori. Un circuito può avere più elementi con diverse resistenze. Nel circuito dello strumento, i conduttori possono essere collegati in parallelo o in serie e possono esserci anche tipi misti.
Un elemento del circuito con resistenza è chiamato resistore, la tensione di questo elemento è la differenza di potenziale tra le estremità del resistore. La connessione elettrica parallela e in serie dei conduttori è caratterizzata da un unico principio di funzionamento, in base al quale la corrente scorre rispettivamente da più a meno, il potenziale diminuisce. Negli schemi elettrici, la resistenza del cablaggio è considerata 0, poiché è trascurabile.
La connessione in parallelo implica che gli elementi del circuito siano collegati alla sorgente in parallelo e siano accesi contemporaneamente. Collegamento seriale significa che i conduttori di resistenza sono collegati in sequenza rigorosa uno dopo l'altro.
Durante il calcolo, viene utilizzato il metodo di idealizzazione, che semplifica notevolmente la comprensione. Infatti, nei circuiti elettrici, il potenziale diminuisce gradualmente nel processo di spostamento attraverso il cablaggio e gli elementi che sono inclusi in un collegamento in parallelo o in serie.
Collegamento seriale dei conduttori
Lo schema di connessione seriale implica che vengano accese in una determinata sequenza, una dopo l'altra. Inoltre, la forza attuale in tutti loro è uguale. Questi elementi creano una tensione totale sul sito. Le cariche non si accumulano nei nodi del circuito elettrico, perché altrimenti si osserverebbe una variazione di tensione e corrente. Con una tensione costante, la corrente è determinata dal valore della resistenza del circuito, quindi, in un circuito in serie, la resistenza cambia se cambia un carico.
Lo svantaggio di un tale schema è il fatto che in caso di guasto di un elemento, anche il resto perde la capacità di funzionare, poiché il circuito è interrotto. Un esempio è una ghirlanda che non funziona se una lampadina si brucia. Questa è una differenza fondamentale rispetto a una connessione parallela, in cui gli elementi possono funzionare separatamente.
Il circuito in serie presuppone che, a causa della connessione a un livello dei conduttori, la loro resistenza sia uguale in qualsiasi punto della rete. La resistenza totale è uguale alla somma della riduzione di tensione dei singoli elementi della rete.
Con questo tipo di collegamento, l'inizio di un conduttore è collegato all'estremità di un altro. La caratteristica fondamentale della connessione è che tutti i conduttori sono sullo stesso filo senza rami e una corrente elettrica scorre attraverso ciascuno di essi. Tuttavia, la tensione totale è uguale alla somma delle tensioni su ciascuna. Puoi anche considerare la connessione da un punto di vista diverso: tutti i conduttori sono sostituiti da un resistore equivalente e la corrente su di esso è la stessa della corrente totale che passa attraverso tutti i resistori. La tensione totale equivalente è la somma dei valori di tensione su ciascun resistore. Questa è la differenza di potenziale attraverso il resistore.
L'uso di una connessione seriale è utile quando si desidera accendere e spegnere in modo specifico un dispositivo specifico. Ad esempio, un campanello elettrico può suonare solo quando è presente un collegamento a una fonte di tensione e un pulsante. La prima regola dice che se non c'è corrente su almeno uno degli elementi del circuito, allora non sarà sul resto. Di conseguenza, se c'è corrente in un conduttore, è negli altri. Un altro esempio potrebbe essere una torcia alimentata a batteria, che brilla solo quando c'è una batteria, una lampadina funzionante e un pulsante premuto.
In alcuni casi, uno schema seriale non è pratico. In un appartamento in cui il sistema di illuminazione è composto da molte lampade, applique, lampadari, non dovresti organizzare uno schema di questo tipo, poiché non è necessario accendere e spegnere le luci in tutte le stanze contemporaneamente. A tale scopo, è meglio utilizzare un collegamento in parallelo per poter accendere la luce nelle singole stanze.
Collegamento in parallelo di conduttori
In un circuito parallelo, i conduttori sono un insieme di resistori, un'estremità dei quali è assemblata in un nodo e l'altra termina in un secondo nodo. Si presume che la tensione nel tipo di collegamento in parallelo sia la stessa in tutte le parti del circuito. Le sezioni parallele del circuito elettrico sono chiamate rami e passano tra due nodi di collegamento, hanno la stessa tensione. Questa tensione è uguale al valore su ciascun conduttore. La somma delle resistenze reciproche dei rami è anche l'inverso della resistenza di una sezione separata del circuito del circuito parallelo.
Con i collegamenti in parallelo e in serie, il sistema per il calcolo delle resistenze dei singoli conduttori è diverso. Nel caso di un circuito in parallelo, la corrente scorre attraverso i rami, il che aumenta la conduttività del circuito e riduce la resistenza totale. Quando più resistori con valori simili sono collegati in parallelo, la resistenza totale di un tale circuito elettrico sarà inferiore a un resistore un numero di volte uguale al numero.
Ogni ramo ha un resistore e la corrente elettrica, quando raggiunge il punto di diramazione, viene divisa e diverge su ciascun resistore, il suo valore finale è uguale alla somma delle correnti su tutte le resistenze. Tutti i resistori vengono sostituiti con un resistore equivalente. Applicando la legge di Ohm, il valore della resistenza diventa chiaro: in un circuito in parallelo si sommano i valori reciproci delle resistenze sui resistori.
Con questo circuito, il valore della corrente è inversamente proporzionale al valore della resistenza. Le correnti nei resistori non sono interconnesse, quindi se uno di essi viene disattivato, ciò non influirà in alcun modo sugli altri. Per questo motivo, un tale schema viene utilizzato in molti dispositivi.
Considerando le possibilità di utilizzare un circuito in parallelo nella vita di tutti i giorni, è opportuno notare l'impianto di illuminazione dell'appartamento. Tutte le lampade e i lampadari devono essere collegati in parallelo, nel qual caso l'accensione e lo spegnimento di una di esse non pregiudica il funzionamento delle altre lampade. Pertanto, aggiungendo un interruttore per ciascuna lampadina a un ramo del circuito, la lampada corrispondente può essere accesa e spenta secondo necessità. Tutte le altre lampade funzionano in modo indipendente.
Tutti gli apparecchi elettrici sono collegati in parallelo a una rete elettrica a 220 V, quindi vengono collegati. Cioè, tutti i dispositivi sono collegati indipendentemente dalla connessione di altri dispositivi.
Leggi della serie e del collegamento in parallelo dei conduttori
Per una comprensione dettagliata nella pratica di entrambi i tipi di composti, presentiamo formule che spiegano le leggi di questi tipi di composti. Il calcolo della potenza per il tipo di collegamento in parallelo e in serie è diverso.
In un circuito in serie, c'è la stessa intensità di corrente in tutti i conduttori:
Secondo la legge di Ohm, questi tipi di collegamenti dei conduttori sono spiegati in modo diverso nei diversi casi. Quindi, nel caso di un circuito in serie, le tensioni sono uguali tra loro:
U1 = IR1, U2 = IR2.
Inoltre, la tensione totale è uguale alla somma delle tensioni dei singoli conduttori:
U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR.
La resistenza totale del circuito elettrico è calcolata come somma delle resistenze attive di tutti i conduttori, indipendentemente dal loro numero.
Nel caso di un circuito in parallelo, la tensione totale del circuito è simile alla tensione dei singoli elementi:
E la forza totale della corrente elettrica viene calcolata come somma delle correnti disponibili in tutti i conduttori posti in parallelo:
Per garantire la massima efficienza delle reti elettriche, è necessario comprendere l'essenza di entrambi i tipi di connessione e applicarli in modo appropriato, utilizzando le leggi e calcolando la razionalità della pratica attuazione.
Collegamento misto di conduttori
Se necessario, è possibile combinare connessioni di resistenza in serie e in parallelo in un circuito elettrico. Ad esempio, è consentito collegare resistori in parallelo in serie o in gruppo, questo tipo è considerato combinato o misto.
In tal caso, la resistenza totale viene calcolata sommando i valori per il collegamento in parallelo nell'impianto e per il collegamento in serie. Per prima cosa devi calcolare le resistenze equivalenti dei resistori nel circuito in serie, quindi gli elementi del circuito in parallelo. Una connessione seriale è considerata una priorità e i circuiti di questo tipo combinato sono spesso utilizzati negli elettrodomestici e negli elettrodomestici.
Quindi, considerando i tipi di connessioni dei conduttori nei circuiti elettrici e in base alle leggi del loro funzionamento, si può comprendere appieno l'essenza dell'organizzazione dei circuiti della maggior parte degli elettrodomestici. Con connessioni parallele e in serie, il calcolo degli indicatori di resistenza e forza di corrente è diverso. Conoscendo i principi di calcolo e le formule, puoi utilizzare con competenza ogni tipo di organizzazione del circuito per collegare gli elementi nel modo migliore e con la massima efficienza.
Dettagli Categoria: Articoli Creato: 09/06/2017 19:48Come collegare più lampade in una casa delle bambole
Quando pensi a come realizzare l'illuminazione in una casa delle bambole o in una roombox, dove non ce n'è una, ma più lampade, sorge la domanda su come collegarle, collegarle in rete. Esistono due tipi di connessione: seriale e parallela, di cui abbiamo sentito parlare dai tempi della scuola. Li considereremo in questo articolo.
Cercherò di descrivere tutto in un linguaggio semplice e accessibile, in modo che tutto sia chiaro anche ai più umanitari che non hanno familiarità con le complessità elettriche.
Nota: in questo articolo considereremo solo un circuito con lampadine a incandescenza. L'illuminazione a LED è più complessa e sarà trattata in un altro articolo.
Per la comprensione, ogni circuito sarà corredato da un disegno e, accanto al disegno, da uno schema elettrico.
Innanzitutto, considera i simboli sui circuiti elettrici.
| Nome elemento | Simbolo sul diagramma | Immagine |
| batteria / batteria | ||
| interruttore | ||
| il cavo | ||
| passaggio del filo (nessun collegamento) | ||
| collegamento a filo (saldare, torcere) | ||
| lampada a incandescenza | ||
| lampada difettosa | ||
| lampada rotta | ||
| lampada accesa |
Come già accennato, esistono due tipi principali di connessione: seriale e parallela. C'è anche un terzo, misto: serie-parallelo, che unisce entrambi. Cominciamo con sequenziale, in quanto più semplice.
Collegamento seriale
Sembra questo.
Le lampadine sono disposte una dopo l'altra, come in una danza rotonda tenendosi per mano. Secondo questo principio, furono realizzate vecchie ghirlande sovietiche.
Vantaggi- facilità di connessione.
svantaggi- se almeno una lampadina si brucia, l'intero circuito non funzionerà.
Sarà necessario smistare, controllare ogni lampadina per trovare quella difettosa. Questo può essere noioso con un gran numero di lampadine. Inoltre, le lampadine devono essere dello stesso tipo: voltaggio, potenza.
Con questo tipo di connessione le tensioni delle lampadine si sommano. La tensione è indicata dalla lettera u, misurato in volt V. La tensione dell'alimentatore deve essere uguale alla somma delle tensioni di tutte le lampadine del circuito.
Esempio 1: Vuoi collegare 3 lampadine da 1,5 V in un circuito in serie. La tensione di alimentazione richiesta per il funzionamento di un tale circuito è 1,5 + 1,5 + 1,5 \u003d 4,5 V.
Le normali batterie AA hanno una tensione di 1,5 V. Per ottenere una tensione di 4,5 V da loro, devono anche essere collegati in un circuito in serie, le loro tensioni si sommeranno.
Leggi di più su come scegliere una fonte di alimentazione in questo articolo.
Esempio n. 2: vuoi collegare una lampadina da 6V a una fonte di alimentazione da 12V. 6+6=12v. Puoi collegare 2 di queste lampadine.
Esempio n. 3: vuoi collegare 2 lampadine da 3V in un circuito. 3+3=6V. È necessaria un'alimentazione a 6V.
Riassumendo: la connessione seriale è facile da realizzare, sono necessarie lampadine dello stesso tipo. Svantaggi: se una lampadina si guasta, non si accendono tutte. Puoi accendere e spegnere il circuito solo nel suo insieme.
Sulla base di ciò, è consigliabile collegare non più di 2-3 lampadine in serie per illuminare la casa delle bambole. Ad esempio, in un reggiseno. Per collegare più lampadine, è necessario utilizzare un diverso tipo di connessione: parallela.
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Collegamento in parallelo di lampadine
Ecco come appare il collegamento in parallelo delle lampadine.
In questo tipo di collegamento tutte le lampadine e l'alimentatore hanno la stessa tensione. Cioè, con una fonte di alimentazione a 12v, ciascuna delle lampadine deve avere anche una tensione di 12V. E il numero di lampadine può essere diverso. E se, ad esempio, hai lampadine da 6 V, devi prendere una fonte di alimentazione da 6 V.
Quando una lampadina si guasta, le altre continuano a bruciare.
Le lampadine possono essere accese indipendentemente l'una dall'altra. Per fare ciò, ognuno deve mettere il proprio interruttore.
Secondo questo principio, gli elettrodomestici sono collegati nei nostri appartamenti in città. Tutti i dispositivi hanno la stessa tensione di 220V, possono essere accesi e spenti indipendentemente l'uno dall'altro, la potenza degli elettrodomestici potrebbe essere diversa.
Produzione: con molte lampade in una casa delle bambole, il collegamento in parallelo è ottimale, anche se è leggermente più complicato di quello seriale.
Considera un altro tipo di connessione che combina seriale e parallelo.
Collegamento combinato
Un esempio di connessione combinata.
Tre circuiti in serie collegati in parallelo
Ed ecco un'altra opzione:
Tre circuiti paralleli collegati in serie.
Le sezioni di tale circuito, collegate in serie, si comportano come una connessione seriale. E le sezioni parallele sono come una connessione parallela.
Esempio
Con un tale schema, il burnout di una lampadina disabiliterà l'intera sezione collegata in serie e gli altri due circuiti seriali rimarranno operativi.
Di conseguenza, le sezioni possono essere accese e spente indipendentemente l'una dall'altra. Per fare ciò, ogni circuito seriale deve inserire il proprio interruttore.
Ma non puoi accendere una sola lampadina.
Con una connessione in serie parallela, se una lampadina si guasta, il circuito si comporterà in questo modo:
E in caso di violazione in una sezione sequenziale, come questa:
Esempio:
Ci sono 6 lampadine da 3V collegate in 3 circuiti in serie da 2 lampadine. I circuiti sono a loro volta collegati in parallelo. Lo dividiamo in 3 sezioni consecutive e calcoliamo questa sezione.
Nella sezione seriale si sommano le tensioni delle lampadine, 3v + 3V = 6V. Ogni circuito in serie ha una tensione di 6V. Poiché i circuiti sono collegati in parallelo, la loro tensione non si somma, il che significa che abbiamo bisogno di un'alimentazione a 6V.
Esempio
Abbiamo 6 lampadine da 6V. Le lampadine sono collegate in 3 pezzi in un circuito parallelo e i circuiti, a loro volta, sono collegati in serie. Dividiamo il sistema in tre circuiti paralleli.
In un circuito parallelo, la tensione per ogni lampadina è 6V, poiché la tensione non si somma, quindi l'intero circuito ha una tensione di 6V. E i circuiti stessi sono già collegati in serie e le loro tensioni sono già state aggiunte. Risulta 6V + 6V = 12V. Quindi, hai bisogno di un alimentatore a 12V.
Esempio
Per le case delle bambole, puoi utilizzare una connessione così mista.
Supponiamo che ci sia una lampada in ogni stanza, tutte le lampade siano collegate in parallelo. Ma le lampade stesse hanno un numero diverso di lampadine: due hanno una lampadina ciascuna, c'è un'applique a due bracci composta da due lampadine e un lampadario a tre bracci. Nel lampadario e nell'applique, le lampadine sono collegate in serie.
Ogni lampada ha il suo interruttore. Alimentazione 12V tensione. Le singole lampadine collegate in parallelo devono avere una tensione di 12V. E per quelli collegati in serie, la tensione viene aggiunta alla sezione del circuito
. Di conseguenza, per una sezione applique di due lampadine 12V (tensione totale) divisa per 2 (numero di lampadine), otteniamo 6V (tensione di una lampadina).
Per la sezione lampadario 12V:3=4V (tensione di una lampadina).
Non collegare in serie più di tre lampadine in una lampada.
Ora hai imparato tutti i trucchi per collegare le lampadine a incandescenza in diversi modi. E penso che non sarà difficile realizzare l'illuminazione in una casa delle bambole con tante lampadine, di qualsiasi complessità. Se qualcos'altro è difficile per te, leggi l'articolo sul modo più semplice per fare luce in una casa delle bambole, i principi più basilari. Buona fortuna!
