•••Syed Hussain Ather
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
В горната диаграма на паралелната верига спадът на напрежението може да бъде намерен чрез сумиране на съпротивленията на всеки резистор и определяне на напрежението, получено от тока в тази конфигурация. Тези примери за паралелни схеми илюстрират концепциите за ток и напрежение в различни клонове.
В паралелната електрическа схема,волтажпадането през резистор в паралелна верига е еднакво за всички резистори във всеки клон на паралелната верига. Напрежението, изразено във волта, измерва електродвижещата сила или потенциалната разлика, която управлява веригата.
Когато имате схема с известно количествотекущ, потокът на електрически заряд, можете да изчислите спада на напрежението в паралелни схеми на веригата чрез:
- Определете комбиниранотосъпротива, или противопоставяне на потока от заряд на паралелните резистори. Обобщете ги като1 / Rобща сума = 1 / R1 + 1 / R2... за всеки резистор. За горната паралелна верига общото съпротивление може да се намери като:
- 1 / Rобща сума = 1/5 Ω + 1/6 Ω+ 1/10 Ω
- 1 / Rобща сума = 6/30 Ω + 5/30 Ω + 3/30 Ω
- 1 / Rобща сума = 14/30 Ω
- Rобща сума = 30/14 Ω = 15/7 Ω
- 1 / Rобща сума = 1/5 Ω + 1/6 Ω+ 1/10 Ω
- Умножете тока по общото съпротивление, за да получите спада на напрежението, споредЗаконът на Ом V = IR. Това е равно на спада на напрежението в цялата паралелна верига и всеки резистор в паралелната верига. За този пример е даден спадът на напрежениетоV = 5 A x 15/7 Ω = 75/7 V.
Този метод за решаване на уравнения работи, тъй като токът, влизащ във всяка точка в паралелна верига, трябва да е равен на изходящия ток. Това се дължи наНастоящият закон на Кирххоф, който гласи „алгебричната сума на токовете в мрежа от проводници, срещащи се в дадена точка, е нула“. Калкулаторът на паралелна верига би използвал този закон в клоновете на паралелна верига.
Ако сравним тока, влизащ в трите клона на паралелната верига, той трябва да е равен на общия ток, напускащ клоните. Тъй като спадането на напрежението остава постоянно на всеки резистор паралелно, този спад на напрежението можете сумирайте съпротивлението на всеки резистор, за да получите общото съпротивление и определете напрежението от него стойност. Примери за паралелни вериги показват това.
Спад на напрежението в верига от серия
•••Syed Hussain Ather
В последователна верига, от друга страна, можете да изчислите спада на напрежението на всеки резистор, знаейки, че в последователна верига токът е постоянен през цялото време. Това означава, че падането на напрежението се различава във всеки резистор и зависи от съпротивлението съгласно закона на ОмV = IR. В горния пример спадът на напрежението във всеки резистор е:
V_1 = R_1I = 3 \ по 3 = 9 \ текст {V} \\ V_2 = R_2I = 10 \ по 3 = 30 \ текст {V} \\ V_3 = R_3I = 5 \ по 3 = 15 \ текст {V}
Сумата от всеки спад на напрежението трябва да бъде равна на напрежението на батерията в последователната верига. Това означава, че нашата батерия има напрежение54 V.
Този метод за решаване на уравнения работи, тъй като падането на напрежението, влизащо във всички резистори, подредени последователно, трябва да се сумира с общото напрежение на последователната верига. Това се дължи наЗакон за напрежението на Kirchhoff, който гласи "насочената сума на потенциалните разлики (напрежения) около който и да е затворен контур е нула." Това означава, че в всяка точка в затворена серийна верига, напрежението на всеки резистор трябва да се сумира до общото напрежение на верига. Тъй като токът е постоянен в последователна верига, падането на напрежението трябва да се различава при всеки резистор.
Паралелно срещу Поредични вериги
В паралелна верига всички компоненти на веригата са свързани между едни и същи точки на веригата. Това им дава разклоняващата се структура, при която токът се разделя между всеки клон, но спадът на напрежението във всеки клон остава същият. Сумата от всеки резистор дава общо съпротивление въз основа на обратното на всяко съпротивление (1 / Rобща сума = 1 / R1 + 1 / R2 ...за всеки резистор).
За разлика от това в последователна верига има само един път за протичане на тока. Това означава, че токът остава постоянен през цялото време и вместо това падането на напрежението се различава при всеки резистор. Сумата от всеки резистор дава общо съпротивление, когато се сумира линейно (Rобща сума = R1 + R2 ...за всеки резистор).
Поредично-паралелни вериги
Можете да използвате и двата закона на Kirchhoff за всяка точка или контур във всяка верига и да ги приложите за определяне на напрежение и ток. Законите на Kirchhoff ви дават метод за определяне на ток и напрежение в ситуации, когато естеството на веригата като последователна и паралелна може да не е толкова просто.
Като цяло, за вериги, които имат компоненти както последователни, така и паралелни, можете да третирате отделни части от веригата като последователни или паралелни и да ги комбинирате по съответния начин.
Тези сложни последователно-паралелни вериги могат да бъдат решени по повече от един начин. Третирането на части от тях като успоредни или последователни е един от методите. Използването на законите на Кирххоф за определяне на обобщени решения, които използват система от уравнения, е друг метод. Калкулаторът на последователно паралелни схеми ще вземе предвид различното естество на веригите.
•••Syed Hussain Ather
В горния пример текущата напускаща точка А трябва да се равнява на текущата напускаща точка А. Това означава, че можете да пишете:
(1). I_1 = I_2 + I_3 \ text {или} I_1-I_2-I_3 = 0
Ако третирате горния контур като затворена серийна верига и третирате спада на напрежението на всеки резистор, използвайки закона на Ом със съответното съпротивление, можете да напишете:
(2). V_1-R_1I_1-R_2I_2 = 0
и като направите същото за долния контур, можете да третирате всеки спад на напрежението в посока на тока, в зависимост от тока и съпротивлението, за да напишете:
(3). V_1 + V_2 + R_3I_3-R_2I_2 = 0
Това ви дава три уравнения, които могат да бъдат решени по различни начини. Можете да пренапишете всяко от уравненията (1) - (3) така, че напрежението да е от едната страна, а токът и съпротивлението - от другата. По този начин можете да третирате трите уравнения като зависими от три променливи I1, Аз2 и аз3, с коефициенти на комбинации от R1, R2 и R3.
\ начало {подравнено} & (1). I_1-I_2-I_3 = 0 \\ & (2). R_1I_1 + R_2I_2 + 0 \ пъти I_3 = V_1 \\ & (3). 0 \ пъти I_1 + R_2I_2-R_3I_3 = V_1 + V_2 \ край {подравнено}
Тези три уравнения показват как напрежението във всяка точка на веригата зависи от тока и съпротивлението по някакъв начин. Ако си спомняте законите на Kirchhoff, можете да създадете тези обобщени решения на проблемите на веригата и да използвате матрична нотация, за да ги решите. По този начин можете да включите стойности за две величини (сред напрежение, ток, съпротивление), които да решите за третото.