Kā aprēķināt spriegumu caur rezistoru (ar attēliem)

2024 Autors: Jason Gerald | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-15 08:19

Pirms sprieguma aprēķināšanas pret rezistoru, vispirms jānosaka izmantotās ķēdes (dzīslas) veids. Ja jums jāpārskata pamatjēdzieni vai nepieciešama palīdzība elektrisko ķēžu izpratnē, sāciet ar pirmo sadaļu. Pretējā gadījumā dodieties tieši uz ķēdes veidu, pie kura vēlaties strādāt

Solis

1. daļa no 3: Elektrisko ķēžu izpratne

Solis 1. Uzziniet par elektrisko strāvu

Varat izmantot šādu analoģiju: iedomājieties, ka bļodā ielejat graudaugus. Katrs graudu grauds ir elektrons, un graudu plūsma bļodā ir elektriskā strāva. Kad jūs runājat par elektrību, jūs to izskaidrojat, sakot, cik graudaugu graudu plūst katru sekundi. Runājot par elektrisko strāvu, jūs to mēra vienībās ampēri (ampēri), kas ir noteikts skaits elektronu (kas ir ļoti lielas vērtības), kas plūst katru sekundi.

2. Ziniet par elektrisko lādiņu

Elektroniem ir "negatīvs" elektriskais lādiņš. Tas ir, elektroni piesaista (vai plūst uz) pozitīvi lādētus objektus un atgrūž (vai plūst prom no) negatīvi lādētiem objektiem. Visiem elektroniem ir negatīvs lādiņš, tāpēc tie vienmēr spiež citus elektronus un izkliedējas.

Solis 3. Izprotiet spriegumu

Spriegums mēra elektriskā lādiņa starpību starp diviem punktiem. Jo lielāka starpība, jo spēcīgāki abi punkti piesaista viens otru. Šeit ir piemērs, kā izmantot parasto akumulatoru:

• Akumulatora iekšienē notiekošās ķīmiskās reakcijas rada elektronu kopumu. Šie elektroni iet uz akumulatora negatīvo polu, bet pozitīvais polis paliek gandrīz tukšs. Tos sauc par pozitīvajiem un negatīvajiem spailēm. Jo ilgāk šis process ilgst, jo lielāks ir spriegums starp abiem poliem.
• Savienojot vadus starp pozitīvo un negatīvo polu, elektroniem pie negatīvā pola tagad ir kur iet. Elektroni pie negatīvā pola plūst uz pozitīvo polu un rada elektrisko strāvu. Jo lielāks spriegums, jo vairāk elektronu pārvietojas uz pozitīvo polu katru sekundi.

4. solis. Uzziniet par pretestību

Šķērslis ir kaut kas, kas bloķē elektronus. Jo lielāka pretestība, jo grūtāk elektroniem iziet. Pretestība palēnina elektrisko strāvu, jo samazinās elektronu skaits, kas iziet katru sekundi.

Rezistori var būt jebkas elektriskajā ķēdē, kas palielina pretestību. Jūs varat iegādāties īstus “rezistorus”, bet problēmās rezistorus parasti attēlo spuldzes vai jebkas, kam ir pretestība

5. solis. Iegaumējiet Oma likumu

Pastāv vienkārša saikne starp strāvu, spriegumu un elektrisko pretestību. Uzrakstiet vai iegaumējiet šādu formulu, kāda jums būs nepieciešama, lai atrisinātu problēmas, kas saistītas ar elektriskajām ķēdēm:

• Strāva = spriegums dalīts ar pretestību
• Formulu var uzrakstīt šādi: I = ^V / _R
• Padomājiet, kas notiek, ja ķēdē palielinās V (spriegums) vai R (pretestība). Vai tas atbilst iepriekšminētajai diskusijai?

2. daļa no 3: Sprieguma aprēķināšana caur rezistoru (sērijas ķēde)

1. solis. Izprotiet sērijas shēmas

Sērijas elektriskās ķēdes ir ļoti viegli pamanāmas. Forma ir kabeļa cilpas formā, un visas sastāvdaļas ir sakārtotas rindā gar kabeli. Elektriskā strāva plūst caur visu vadu un caur katru pretestību vai elementu, ar kuru tas saskaras.

• Elektriskā strāva vienmēr tas pats visos ķēdes punktos.
• Aprēķinot spriegumu, rezistora atrašanās vietai ķēdē nav nozīmes. Jūs varat ņemt rezistoru un pārvietot to pa ķēdi, un spriegums katrā rezistorā paliek nemainīgs.
• Mēs izmantosim elektriskās ķēdes piemēru ar 3 rezistoriem virknē: R₁, R.₂un R.₃. Ķēde saņem enerģiju no 12 voltu akumulatora. Mēs atradīsim spriegumu katrā rezistorā.

2. solis. Aprēķiniet kopējo pretestību

Pievienojiet visas ķēdes pretestības vērtības. Rezultāts ir sērijas ķēdes kopējā pretestība.

Piemēram, trīs rezistori R₁, R.₂un R.₃ pretestība ir attiecīgi 2 (omi), 3 un 5. Tādējādi kopējā pretestība ir 2 + 3 + 5 = 10 omi.

Solis 3. Atrodiet strāvu ķēdē

Izmantojiet Oma likumu, lai atrastu strāvas vērtību visā elektriskajā ķēdē. Atcerieties, ka virknes ķēdē strāva vienmēr ir vienāda visos ķēdes punktos. Iegūstot pašreizējo vērtību, mēs varam veikt visus atlikušos aprēķinus.

Oma likums nosaka, ka pašreizējais I = ^V / _R. Spriegums ķēdē ir 12 volti, un ķēdes kopējā pretestība ir 10 omi. Pievienojiet šos skaitļus formulai, lai iegūtu I = ¹² / ₁₀ = 1,2 ampēri.

Solis 4. Pielāgojiet Oma likumu, lai atrastu sprieguma vērtību

Izmantojiet pamata algebru, lai atrastu sprieguma vērtību strāvas vietā:

• Es = ^V / _R
• IR = ^VR / _R
• IR = V
• V = IR

Solis 5. Aprēķiniet spriegumu katrā rezistorā

Mēs jau zinām pretestības un strāvas vērtību. Tagad mēs varam veikt visus aprēķinus. Pievienojiet skaitļus formulai un pabeidziet aprēķinu. Šeit ir trīs rezistoru aprēķini no iepriekš minētā piemēra:

• Spriegums pie R₁ = V₁ = (1, 2A) (2Ω) = 2, 4 volti.
• Spriegums pie R₂ = V₂ = (1, 2A) (3Ω) = 3,6 volti.
• Spriegums pie R₃ = V₃ = (1, 2A) (5Ω) = 6 volti.

6. solis. Pārbaudiet savas atbildes

Sērijveida ķēdē visu atbilžu summai jābūt vienādai ar kopējo spriegumu. Saskaitiet katru aprēķināto spriegumu un pārbaudiet, vai tas atbilst ķēdes kopējam spriegumam. Ja nē, mēģiniet atrast kļūdu aprēķinos.

• Saskaņā ar iepriekš minēto piemēru 2, 4 + 3, 6 + 6 = 12 volti, kas vienādi ar kopējo spriegumu caur elektrisko ķēdi.
• Ja jūsu atbilde ir nedaudz nepareiza (piemēram, 11, 97, nevis 12), visticamāk, strādājot pie formulām, esat noapaļojis skaitļus. Neuztraucieties, jūsu atbilde nav nepareiza.
• Atcerieties, ka spriegums mēra lādiņa starpību vai elektronu skaitu. Iedomājieties, ka jūs skaitāt jaunos elektronus, kas redzami, kad tie pārvietojas pa elektrisko ķēdi. Pareizi aprēķinot, jūs zināt visas elektronu izmaiņas no sākuma līdz beigām.

3. daļa no 3: Sprieguma aprēķināšana caur rezistoru (paralēlā ķēde)

1. solis. Uzziniet par paralēlām shēmām

Iedomājieties kabeli, kas savienojas ar vienu akumulatora polu un pēc tam sazarojas divos atsevišķos vados. Šie divi vadi ir paralēli viens otram, pēc tam pievienojiet tos vēlreiz, pirms pievienojat akumulatora otram polim. Ja vads kreisajā pusē ir savienots ar rezistoru, un labajā pusē esošais vads ir pievienots arī citam rezistoram, abi rezistori ir savienoti "paralēli".

Jūs varat pievienot tik daudz paralēlo kabeļu, cik vēlaties. Šo rokasgrāmatu var izmantot elektriskajām ķēdēm, kas sazarojas 100 vados un pēc tam atkal savienojas

2. Ziniet, kā elektriskā strāva plūst paralēlās ķēdēs

Elektriskā strāva plūst caur katru pieejamo ceļu. Elektriskā strāva plūdīs caur vadu kreisajā pusē, caur rezistoru kreisajā pusē un līdz otram galam. Tajā pašā laikā strāva plūst arī caur vadu labajā pusē, caur rezistoru labajā pusē un līdz galam. Neviens vads vai rezistors paralēlajā ķēdē netiek izvadīts divreiz.

3. solis. Izmantojiet kopējo spriegumu, lai atrastu spriegumu katrā rezistorā

Ja jūs zināt spriegumu visā ķēdē, atbildi ir viegli atrast. Katram paralēlajam vadam ir tāds pats spriegums kā visai elektriskajai ķēdei. Pieņemsim, ka elektriskajā ķēdē ir divi paralēli rezistori un 6 voltu akumulators. Šķēršļi mūsdienās nav īpaši aktuāli. Lai to saprastu, atcerieties iepriekš aprakstīto sērijas ķēdi:

• Atcerieties, ka virknes ķēdes spriegumu summa vienmēr ir vienāda ar kopējo spriegumu caur elektrisko ķēdi.
• Iedomājieties katru ceļu, ko strāva aizņem virknes ķēdē. Tas pats attiecas uz paralēlām ķēdēm: ja saskaita visus spriegumus, rezultāts ir vienāds ar kopējo spriegumu.
• Tā kā strāva caur katru paralēlo vadu notiek tikai caur vienu rezistoru, spriegumam pāri rezistoram jābūt vienādam ar kopējo spriegumu.

Solis 4. Aprēķiniet elektriskās ķēdes kopējo strāvu

Ja problēma nesniedz kopējo ķēdes spriegumu, jums būs jāveic dažas papildu darbības. Sāciet, atrodot kopējo strāvu caur elektrisko ķēdi. Paralēlā ķēdē kopējā strāva ir vienāda ar strāvu summu caur katru paralēlo ceļu.

• Formula ir šāda: I_Kopā = Es₁ + Es₂ + Es₃…
• Ja jums ir grūtības to saprast, iedomājieties ūdens cauruli, kurai ir divi zari. Kopējais cauruļu sērijā plūstošā ūdens daudzums ir katrā caurulē plūstošā ūdens summa.

Solis 5. Aprēķiniet elektriskās ķēdes kopējo pretestību

Rezistora efektivitāte tiek samazināta paralēlā ķēdē, jo tā tikai bloķē strāvu caur vienu vadu. Patiesībā, jo vairāk vadu ķēdē, jo vieglāk strāvai atrast ceļu vienmērīgai plūsmai. Lai atrastu kopējo pretestību, atrodiet R. vērtību. _Kopā šajā vienādojumā:

• ¹ / _{RKopā = ¹ / R1 + ¹ / R2 + ¹ / R3 …}
• Piemēram, elektriskajai ķēdei ir attiecīgi 2 omi un 4 omi paralēli savienoti rezistori. ¹ / _{RKopā = 1/2 + 1/4 = 3/4 → 1 = (3/4) RKopā → RKopā = 1/(3/4) = 4/3 = ~ 1,33 omi.}

6. Atrodiet spriegumu no savas atbildes

Atcerieties, ka, atrodot kopējo elektriskās ķēdes spriegumu, mēs jau zinām sprieguma lielumu caur katru paralēlo vadu. Izmantojiet Oma likumu, lai pabeigtu aprēķinu. Apskatiet šādus piemēru jautājumus:

• Elektriskās ķēdes strāva ir 5 ampēri, un kopējā pretestība ir 1,33 omi.
• Saskaņā ar Oma likumu, I = V / R, lai V = IR
• V = (5A) (1, 33Ω) = 6,65 volti.

Padomi

• Ja jums ir sarežģīta elektriskā ķēde, piemēram, paralēli pievienoti rezistori un sēriju, izvēlieties divus tuvākos rezistorus. Atrodiet kopējo pretestību, izmantojot abus rezistorus, izmantojot noteikumus rezistoriem virknē un paralēli. Tagad jūs to varat uzskatīt par vienu rezistoru. Turpiniet šo procesu, līdz jums ir ķēde, kurā ir sakārtoti rezistori tikai sērijās vai paralēli.
• Spriegumu pāri rezistoram bieži sauc par "sprieguma kritumu".

• Izprotiet šādus terminus:

  • Elektriskā ķēde/dzīsla - dažādu komponentu (rezistoru, kondensatoru un induktoru) izvietojums, kas ir savienoti ar kabeļiem un var tikt aktivizēti.
  • Rezistors - elements, kas samazina vai kavē elektrisko strāvu.
  • Strāva - elektriskā lādiņa plūsma kabeli. Izteikts ampēros (A).
  • Spriegums - elektriskā lādiņa daudzums, kas iet katru sekundi. Izteikts voltu vienībās (V).
  • Pretestība - mēra elementa pretestību elektriskajai strāvai. Izteikts omos (Ω)