Как да изчислим спад на напрежението на резистори

Просто електрическа верига съдържа източник на волтаж (захранване, като батерия, генератор или комуникационни проводници, влизащи във вашата сграда), проводник за носене текущ под формата на електрони и източник на електричество съпротива. В действителност такива вериги рядко са прости и включват редица точки на разклоняване и повторно присъединяване.

• Напрежението (V) се измерва във волта (символът също е V); токът (I) се измерва в ампери или "ампера" (A); и съпротивлението (R) се измерва в ома (Ω).

По протежение на клоните, а понякога и по главния ствол на веригата, се поставят предмети като домакински уреди (лампи, хладилници, телевизори), всеки от които тече ток, за да се поддържа. Но какво точно се случва с напрежението и тока в дадена електрическа верига, настроена от физическа гледна точка, когато се срещне всеки резистор и напрежението "падне"?

Законът на Ом гласи, че текущият поток е напрежение, разделено на съпротивление. Както ще видите, това може да се отнася за верига като цяло, изолиран набор от клонове или за единичен резистор. Най-често срещаната форма на този закон е написана:

Веригите могат да бъдат подредени по два основни начина.

Поредична верига: Тук токът протича изцяло по един път, през един проводник. Каквито и съпротиви да срещне текущият по пътя, просто се събират, за да се получи общото съпротивление на веригата като цяло:

R_С = R₁ + R₂ +... + R_н (последователна верига)

Паралелна верига: В този случай първичен проводник се разклонява (показва се под прав ъгъл) на два или повече други проводника, всеки със собствен резистор. В този случай общото съпротивление се дава от:

1 / R_P = 1 / R₁ + 1 / R₂ +... + 1 / R_н (паралелна верига)

Ако изследвате това уравнение, ще откриете, че като добавите съпротивленията със същата величина, намалявате съпротивлението на веригата като цяло. (Избирането на 1 ом или 1 Ω улеснява математиката.) Според закона на Ом това всъщност увеличава тока!

Ако това изглежда неинтуитивно, представете си потока от автомобили по оживена магистрала, обслужвана от една-единствена таксиметрова станция архивира трафика за миля и след това си представете същия сценарий с още четири такси, идентични на първо. Това очевидно ще увеличи потока от автомобили, въпреки че технически добавя съпротивление.

Ако искате да откриете спадане на напрежението на отделни резистори в серия, продължете по следния начин:

1. Изчислете общото съпротивление, като добавите отделните R стойности.
2. Изчислете тока във веригата, който е еднакъв за всеки резистор, тъй като във веригата има само един проводник.
   
3. Изчислете спада на напрежението на всеки резистор, като използвате закона на Ом.

Пример: Свързани са 24-V източник на захранване и три резистора в поредица с R₁= 4 Ω, R₂= 2 Ω и R₃ = 6 Ω. Какъв е спадът на напрежението във всеки резистор?
Първо, изчислете общото съпротивление: 4 + 2 + 6 = 12 Ω

След това изчислете тока: 24 V / 12 Ω = 2 A

Сега използвайте тока, за да изчислите спада на напрежението на всеки резистор. Използвайки V = IR за всеки, стойностите на R₁, R₂ и R₃ са 8 V, 4 V и 12 V.

Пример: Свързани са 24-V източник на захранване и три резистора паралелно с R₁= 4 Ω, R₂= 2 Ω и R₃ = 6 Ω, както преди. Какъв е спадът на напрежението във всеки резистор?

В този случай историята е по-проста: Независимо от стойността на съпротивлението, спадът на напрежението във всеки резистор е еднакъв, което прави тока променливата, която се различава в различните резистори в този случай. Това означава, че спадът на напрежението във всяка е просто общото напрежение на веригата, разделено на броя на резисторите във веригата, или 24 V / 3 = 8 V.

Вижте Ресурсите за пример за екземпляр, в който можете да използвате автоматичен инструмент за изчисляване на спада на напрежението в един вид схема, наречена делител на напрежението.