Sådan beregnes effekt i et seriekredsløb

Seriekredsløb forbinder modstande, således at strømmen målt ved amplitude eller strømstyrke følger en sti i kredsløbet og forbliver konstant hele vejen igennem. Strømmen strømmer i den modsatte retning af elektroner gennem hver modstand, hvilket hindrer strømmen elektroner, den ene efter den anden i en enkelt retning fra den positive ende af batteriet til batteriet negativ. Der er ingen eksterne grene eller stier, gennem hvilke strømmen kan bevæge sig, som det ville være i et parallelt kredsløb.

Seriekredsløb er almindelige i hverdagen. Eksempler inkluderer nogle typer jule- eller ferielamper. Et andet almindeligt eksempel er en lyskontakt. Derudover fungerer computere, fjernsyn og andre elektroniske husholdningsapparater gennem konceptet med et seriekredsløb.

• ​I et seriekredsløb forbliver strømstyrken eller amplituden af ​​strømmen konstant og kan beregnes ved hjælp af Ohms lovV = I / Rmens spændingen falder over hver modstand, der kan sammenfattes for at få den samlede modstand. I modsætning hertil ændres amplitude af en strøm i et parallelt kredsløb over forgreningsmodstandene, mens spændingen forbliver konstant.

  instagram story viewer
  ​

Du kan beregne amplituden, i ampere eller ampere givet af variablen A, for seriekredsløbet ved at opsummere modstanden ved hver modstand i kredsløbet somRog opsummere spændingsfaldene somVog derefter løse for I i ligningenV = I / RhvoriVer batteriets spænding i volt,jeger aktuel, ogRer modstandernes samlede modstand i ohm (Ω). Spændingsfaldet skal være lig med batteriets spænding i et seriekredsløb.

LigningenV = I / R, kendt som Ohms lov, gælder også for hver modstand i kredsløbet. Strømmen gennem et seriekredsløb er konstant, hvilket betyder, at den er den samme ved hver modstand. Du kan beregne spændingsfaldet ved hver modstand ved hjælp af Ohms 'lov. I serie øges spændingen på batterierne, hvilket betyder, at de holder kortere tid, end hvis de var parallelle.

•••Syed Hussain Ather

I det ovenstående kredsløb er hver modstand (betegnet med zig-zag-linjer) forbundet med spændingskilden, batteriet (betegnet med + og - omkring de frakoblede linjer), i serie. Strømmen flyder i en retning og forbliver konstant i hver del af kredsløbet.

Hvis du opsummerer hver modstand, får du en total modstand på 18 Ω (ohm, hvor ohm er målingen for modstanden). Dette betyder, at du kan beregne strøm ved hjælp afV = I / RhvoriRer 18 Ω ogVer 9 V for at få en strøm I på 162 A (ampere).

I et seriekredsløb kan du forbinde en kondensator med en kapacitansCog lad det oplades over tid. I denne situation måles strømmen på tværs af kredsløbet som

hvoriVer i volt,Rer i ohm,Cer i Farads,ter tid i sekunder, ogjeger i forstærkere. Herehenviser til Euler-konstantene​.

Den samlede kapacitans for et seriekredsløb er givet ved

hvor hver den inverse af hver individuelle kondensator er opsummeret på højre side (1 / C​​₁​, ​1 / C​​₂, etc.). Med andre ord er det inverse af den samlede kapacitans summen af ​​de individuelle inverser af hver kondensator. Efterhånden som tiden stiger, opbygges opladningen på kondensatoren, og strømmen sænkes og nærmer sig, men når aldrig helt nul.

På samme måde kan du bruge en induktor til at måle strøm

hvor den samlede induktans L er summen af ​​induktansværdierne for de enkelte induktorer målt i Henries. Når et seriekredsløb bygger opladning, når en strøm strømmer, genererer spolen, en trådspole, der normalt omgiver en magnetisk kerne, et magnetfelt som reaktion på strømmen. De kan bruges i filtre og oscillatorer,

Når man beskæftiger sig med kredsløb parallelt, hvor strømmen forgrener sig gennem forskellige dele af kredsløbene, beregningerne er "vendt". I stedet for at bestemme den samlede modstand som summen af ​​individuelle modstande, gives den samlede modstand ved

(samme måde at beregne den samlede kapacitans på et seriekredsløb).

Spændingen, ikke strømmen, er konstant i hele kredsløbet. Den samlede parallelle kredsløbsstrøm er lig med summen af ​​strømmen på tværs af hver gren. Du kan beregne både strøm og spænding ved hjælp af Ohms lov (V = I / R​).

•••Syed Hussain Ather

I det parallelle kredsløb ovenfor vil den samlede modstand blive givet ved hjælp af følgende fire trin:

1. ​1 / R_Total= 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3
2. ​1 / R_Total​ = 1/1 Ω + 1/4 Ω + 1/5 Ω
3. ​1 / R_Total​ = 20/20 Ω + 5/20 Ω + 4/20 Ω
4. ​1 / R_Total​ = 29/20 Ω
   
5. ​R​_​Total​ = 20/29 Ω eller ca. 0,69 Ω

Bemærk i ovenstående beregning, at du kun kan nå trin 5 fra trin 4, når der kun er et udtryk på venstre side (1 / R_Total ) og kun et udtryk på højre side (29/20 Ω).

Ligeledes er den samlede kapacitans i et parallelt kredsløb simpelthen summen af ​​hver individuelle kondensator, og den totale induktans er også givet ved et omvendt forhold (1 / l​​Total​ ​= 1 / l​​1​ ​+ 1 / l​​2​ ​+ …​ ).

I kredsløb kan strøm enten flyde konstant, som det er tilfældet i en jævnstrøm (DC) eller svinge i et bølgelignende mønster i vekselstrømskredsløb (AC). I et vekselstrømskredsløb skifter strøm mellem en positiv og negativ retning i kredsløbet.

Den britiske fysiker Michael Faraday demonstrerede kraften i DC-strømme med dynamo-elgeneratoren i 1832, men han kunne ikke overføre sin kraft over lange afstande, og jævnspændingen krævede kompliceret kredsløb.

Da den serbisk-amerikanske fysiker Nikola Tesla skabte en induktionsmotor ved hjælp af vekselstrøm i 1887, demonstrerede han, hvordan det let transmitteret over lange afstande og kunne konverteres mellem høje og lave værdier ved hjælp af transformere, en enhed der bruges til at ændre spænding. Snart nok begyndte husstande i det 20. århundrede i hele Amerika at afvikle DC-strøm til fordel for AC.

I dag bruger elektroniske enheder både AC og DC, når det er relevant. DC-strømme bruges med halvledere til mindre enheder, der kun skal tændes og slukkes, såsom bærbare computere og mobiltelefoner. AC-spænding transporteres gennem lange ledninger, før den konverteres til DC ved hjælp af en ensretter eller diode til at drive disse apparater som f.eks. Pærer og batterier.