•••Syed Hussain Ather
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Ülaltoodud paralleelses vooluahela skeemis võib pingelanguse leida iga takisti takistuste summeerimise ja selle konfiguratsiooni voolust tuleneva pinge määramise abil. Need paralleelsed vooluahela näited illustreerivad voolu ja pinge mõisteid erinevates harudes.
Paralleelses vooluahelas onPingeparalleelses ahelas oleva takisti langus on kõigi paralleelahela harude kõigi takistite puhul sama. Pinge, väljendatuna voltides, mõõdab vooluahelat käitavat elektromotoorjõudu või potentsiaalset erinevust.
Kui teil on vooluring teadaoleva kogusegapraegune, elektrilaengu voogu, saate pingelanguse arvutada paralleelsete skeemide abil:
- Määrake kombineeritudvastupanuvõi vastuseis paralleeltakistite laenguvoolule. Võta need kokku järgmiselt1 / Rkokku = 1 / R1 + 1 / R2... iga takisti jaoks. Ülaltoodud paralleelahelas võib kogutakistuse leida järgmiselt:
- 1 / Rkokku = 1/5 Ω + 1/6 Ω+ 1/10 Ω
- 1 / Rkokku = 6/30 Ω + 5/30 Ω + 3/30 Ω
- 1 / Rkokku = 14/30 Ω
- Rkokku = 30/14 Ω = 15/7 Ω
- 1 / Rkokku = 1/5 Ω + 1/6 Ω+ 1/10 Ω
- Pinge languse saamiseks korrutage vool kogu takistusegaOhmi seadus V = IR. See võrdub pingelangusega kogu paralleelses vooluahelas ja paralleelses vooluahelas. Selles näites on toodud pingelangusV = 5 A x 15/7 Ω = 75/7 V.
See võrrandite lahendamise meetod töötab, kuna paralleelahela mis tahes punkti sisenev vool peaks olema võrdne väljuva vooluga. See tekib tänuKirchhoffi praegune seadus, mis ütleb, et "punktis kokku tulnud juhtide võrgu voolude algebraline summa on null". Paralleelskeemi kalkulaator kasutaks seda seadust paralleelahela harudes.
Kui võrrelda paralleelahela kolme harusse sisenevat voolu, peaks see võrduma harudest väljuva kogu vooluga. Kuna pingelangus püsib paralleelselt igas takistis, siis saate seda pingelangust teha võtke kokku iga takisti takistus, et saada kogu takistus, ja määrake sellest pinge väärtus. Paralleelsete vooluringide näited näitavad seda.
Pinge langus seeriaahelas
•••Syed Hussain Ather
Seeriaahelas saate seevastu arvutada iga takisti pingelangu, teades, et järjestikahelas on vool kogu ulatuses konstantne. See tähendab, et pingelangus on erinevates takistites erinev ja sõltub takistusest vastavalt Ohmi seaduseleV = IR. Ülaltoodud näites on iga takisti pingelangus:
V_1 = R_1I = 3 korda 3 = 9 teksti {V} \\ V_2 = R_2I = 10 korda 3 = 30 teksti {V} \\ V_3 = R_3I = 5 korda 3 = 15 teksti {V}
Iga pingelanguse summa peaks olema võrdne jadaahelas oleva aku pingega. See tähendab, et meie aku pinge on54 V.
See võrrandite lahendamise meetod töötab, kuna pinge langused, mis sisenevad kõikidesse järjestikku paigutatud takistidesse, peaksid kokku tulema jadaahela kogu pingest. See tekib tänuKirchhoffi pingeseadus, mis ütleb "mis tahes suletud ahela ümber olevate potentsiaalsete erinevuste (pingete) suunatud summa on null". See tähendab, et kell mis tahes suletud seeriaahela punktis peaks pinge langus üle iga takisti olema summaarne ahel. Kuna jadahela vool on konstantne, peavad pingetilgad iga takisti puhul erinema.
Paralleelne vs. Seeriaahelad
Paralleelses vooluringis on kõik vooluahela komponendid ühendatud vooluahela samade punktide vahel. See annab neile nende hargnemise struktuuri, milles vool jaguneb iga haru vahel, kuid pinge langus üle kogu haru jääb samaks. Iga takisti summa annab kogu takistuse, mis põhineb iga takistuse pöördvõimalusel (1 / Rkokku = 1 / R1 + 1 / R2 ...iga takisti jaoks).
Seeriaahelas on seevastu voolu voolamiseks ainult üks tee. See tähendab, et vool jääb kogu ulatuses konstantseks ja selle asemel on pingetilgad erinevates takistites erinevad. Iga takisti summa annab lineaarselt kokku võttes kokku takistuse (Rkokku = R1 + R2 ...iga takisti jaoks).
Seeriaparalleelsed ahelad
Kirchhoffi mõlemat seadust saate kasutada mis tahes vooluahela mis tahes punkti või silmuse jaoks ja rakendada neid pinge ja voolu määramiseks. Kirchhoffi seadused annavad teile meetodi voolu ja pinge määramiseks olukordades, kus vooluahela olemus seeria ja paralleelina ei pruugi olla nii otsene.
Üldiselt saate vooluahelate puhul, millel on nii seeria- kui ka paralleelsed komponendid, käsitleda vooluahela üksikuid osi järjestikuste või paralleelsete osadena ja neid vastavalt ühendada.
Neid keerukaid seeriaparalleelseid vooluahelaid saab lahendada mitmel viisil. Nende osade käsitlemine paralleelsete või seeriatena on üks meetod. Teine meetod on Kirchhoffi seaduste kasutamine üldistatud lahendite määramiseks, mis kasutavad võrrandisüsteemi. Seeriaparalleelse vooluahelaga kalkulaator arvestaks ahelate erinevat olemust.
•••Syed Hussain Ather
Ülaltoodud näites peaks praegune väljumispunkt A olema võrdne praeguse lahkumispunktiga A. See tähendab, et saate kirjutada:
(1). I_1 = I_2 + I_3 \ text {või} I_1-I_2-I_3 = 0
Kui kohtlete ülemist silmust nagu suletud seeriaahelat ja ravite iga takisti pingelangust Ohmi seaduse abil vastava takistusega, võite kirjutada:
(2). V_1-R_1I_1-R_2I_2 = 0
ja tehes sama alumise silmuse puhul, saate iga pinge langust käsitleda voolu suunas sõltuvalt kirjutamisest:
(3). V_1 + V_2 + R_3I_3-R_2I_2 = 0
See annab teile kolm võrrandit, mida saab lahendada mitmel viisil. Võite võrrandid (1) - (3) ümber kirjutada nii, et pinge oleks ühel pool ja vool ja takistus oleksid teisel pool. Nii saate käsitada kolme võrrandit sõltuvalt kolmest muutujast I1, Mina2 ja mina3, R-i kombinatsioonikordajatega1, R2 ja R3.
\ algavad {joondatud} ja (1). I_1-I_2-I_3 = 0 \\ & (2). R_1I_1 + R_2I_2 + 0 \ korda I_3 = V_1 \\ & (3). 0 \ korda I_1 + R_2I_2-R_3I_3 = V_1 + V_2 \ end {joondatud}
Need kolm võrrandit näitavad, kuidas vooluahela igas punktis sõltub pinge mingil viisil voolust ja takistusest. Kui mäletate Kirchhoffi seadusi, saate luua need üldised lahendused vooluringi probleemidele ja kasutada nende lahendamiseks maatriksnoteeringut. Nii saate ühendada kahe suuruse (pinge, voolu, takistuse) väärtused, et lahendada kolmas.