Sådan beregnes spændingsfaldet over en modstand i et parallelt kredsløb

•••Syed Hussain Ather

TL; DR (for lang; Har ikke læst)

I ovenstående parallelle kredsløbsdiagram kan spændingsfaldet findes ved at summere modstandene for hver modstand og bestemme, hvilken spænding der er resultatet af strømmen i denne konfiguration. Disse eksempler på parallelle kredsløb illustrerer begreberne strøm og spænding på tværs af forskellige grene.

I det parallelle kredsløbsdiagram visesspændingfald over en modstand i et parallelt kredsløb er det samme over alle modstande i hver gren af ​​det parallelle kredsløb. Spænding, udtrykt i volt, måler den elektromotoriske kraft eller potentialforskel, der kører kredsløbet.

Når du har et kredsløb med en kendt mængdenuværende, strømmen af ​​elektrisk ladning, kan du beregne spændingsfaldet i parallelle kredsløbsdiagrammer ved at:

1. Bestem det kombineredemodstandeller modstand mod strømmen af ​​ladning af de parallelle modstande. Opsummer dem som1 / R_Total = 1 / R₁ + 1 / R₂... for hver modstand. For ovenstående parallelle kredsløb kan den samlede modstand findes som:
   instagram story viewer
   1. ​1 / R_Total = 1/5 Ω + 1/6 Ω+ 1/10 Ω​
      
   2. ​1 / R_Total = 6/30 Ω + 5/30 Ω + 3/30 Ω​
      
   3. ​1 / R_Total = 14/30 Ω​
      
   4. ​R_Total = ​30/14 Ω = 15/7 ​Ω​
2. Multiplicer strømmen med den samlede modstand for at få spændingsfaldet ifølgeOhms lov​ ​V = IR. Dette svarer til spændingsfaldet over hele det parallelle kredsløb og hver modstand i det parallelle kredsløb. I dette eksempel er spændingsfaldet angivetV = 5 A x 15/7 Ω = 75/7 V.​

Denne metode til løsning af ligninger fungerer, fordi strømmen, der kommer ind i et hvilket som helst punkt i et parallel kredsløb, skal være lig med den strøm, der forlader. Dette sker pgaKirchhoffs nuværende lov, der siger "den algebraiske sum af strømme i et netværk af ledere, der mødes på et punkt, er nul." En parallelkredslommeregner ville gøre brug af denne lov i grene af et parallelkredsløb.

Hvis vi sammenligner strømmen, der kommer ind i de tre grene af det parallelle kredsløb, skal den svare til den samlede strøm, der forlader grenene. Da spændingsfaldet forbliver konstant over hver modstand parallelt, dette spændingsfald, kan du opsummer hver modstands modstand for at få den samlede modstand og bestem spændingen ud fra det værdi. Eksempler på parallelle kredsløb viser dette.

•••Syed Hussain Ather

I et seriekredsløb kan du derimod beregne spændingsfaldet over hver modstand, idet du ved, at strømmen er konstant i et seriekredsløb. Det betyder, at spændingsfaldet adskiller sig over hver modstand og afhænger af modstanden i henhold til Ohms lovV = IR. I eksemplet ovenfor er spændingsfaldet over hver modstand:

Summen af ​​hvert spændingsfald skal være lig med batteriets spænding i seriekredsløbet. Dette betyder, at vores batteri har en spænding på54 V.​

Denne metode til løsning af ligninger fungerer, fordi spændingsdråberne, der kommer ind i alle modstande arrangeret i serie, skal opsummere den samlede spænding i seriekredsen. Dette sker pgaKirchhoffs spændingslov, som siger "den dirigerede sum af de potentielle forskelle (spændinger) omkring enhver lukket sløjfe er nul." Det betyder, at kl ethvert givet punkt i et lukket seriekredsløb, skal spændingen falde over hver modstand, summe til den samlede spænding af kredsløb. Da strømmen er konstant i et seriekredsløb, skal spændingsfaldene variere mellem hver modstand.

I et parallelt kredsløb er alle kredsløbskomponenterne forbundet mellem de samme punkter på kredsløbet. Dette giver dem deres forgreningsstruktur, hvor strøm deler sig mellem hver gren, men spændingsfaldet over hver gren forbliver det samme. Summen af ​​hver modstand giver en total modstand baseret på den modsatte af hver modstand (1 / R_Total = 1 / R₁ + 1 / R₂ ...for hver modstand).

I et seriekredsløb er der derimod kun en sti, hvor strømmen kan strømme. Dette betyder, at strøm forbliver konstant hele vejen igennem, og i stedet for spændingsfald falder forskelligt mellem hver modstand. Summen af ​​hver modstand giver en total modstand, når den opsummeres lineært (R_Total = R₁ + R₂ ...for hver modstand).

Du kan bruge begge Kirchhoffs love til ethvert punkt eller løkke i ethvert kredsløb og anvende dem til at bestemme spænding og strøm. Kirchhoffs love giver dig en metode til at bestemme strøm og spænding i situationer, hvor kredsløbets karakter som serie og parallel måske ikke er så ligetil.

Generelt for kredsløb, der har komponenter både serier og parallelle, kan du behandle individuelle dele af kredsløbet som serier eller parallelle og kombinere dem i overensstemmelse hermed.

Disse komplicerede serie-parallelle kredsløb kan løses på mere end en måde. Behandling af dele af dem som parallel eller serie er en metode. Brug af Kirchhoffs love til at bestemme generaliserede løsninger, der bruger et ligningssystem er en anden metode. En serie-parallel kredsløbslommeregner ville tage højde for kredsløbens forskellige karakter.

•••Syed Hussain Ather

I ovenstående eksempel skal det nuværende udgangspunkt A svare til det nuværende udgangspunkt A. Dette betyder, at du kan skrive:

Hvis du behandler den øverste sløjfe som et lukket seriekredsløb og behandler spændingsfaldet over hver modstand ved hjælp af Ohms lov med den tilsvarende modstand, kan du skrive:

og gør det samme for den nederste sløjfe, kan du behandle hvert spændingsfald i strømretningen som afhængig af strøm og skrivemodstand:

Dette giver dig tre ligninger, der kan løses på en række måder. Du kan omskrive hver af ligningerne (1) - (3), så spændingen er på den ene side, og strøm og modstand er på den anden. På denne måde kan du behandle de tre ligninger som afhængige af tre variabler I₁, Jeg₂ og jeg₃med koefficienter for kombinationer af R₁, R₂ og R₃.

Disse tre ligninger viser, hvordan spændingen på hvert punkt i kredsløbet på en eller anden måde afhænger af strømmen og modstanden. Hvis du husker Kirchhoffs love, kan du oprette disse generaliserede løsninger på kredsløbsproblemer og bruge matrixnotation til at løse dem. På denne måde kan du tilslutte værdier til to størrelser (blandt spænding, strøm, modstand) for at løse den tredje.