Ampeerin laskeminen sarjapiirissä

Sarjapiirit kytkevät vastukset siten, että amplitudilla tai ampeereilla mitattu virta seuraa piireissä yhtä polkua ja pysyy vakiona koko ajan. Virta kulkee elektronien vastakkaiseen suuntaan jokaisen vastuksen läpi, mikä estää virtauksen elektronien, yksi toisensa jälkeen yhteen suuntaan pariston positiivisesta päästä negatiivinen. Ei ole ulkoisia haaroja tai polkuja, joiden kautta virta voi kulkea, kuten rinnakkaispiirissä.

Sarjapiirit ovat yleisiä jokapäiväisessä elämässä. Esimerkkejä ovat tietyntyyppiset joulu- tai lomavalot. Toinen yleinen esimerkki on valokytkin. Lisäksi tietokoneet, televisiot ja muut kotitalouksien elektroniset laitteet toimivat sarjapiirin käsitteen kautta.

• ​Sarjapiirissä virran virta tai amplitudi pysyy vakiona ja se voidaan laskea käyttämällä Ohmin lakiaV = I / Rsamalla kun jännite putoaa jokaisen vastuksen yli, joka voidaan laskea yhteen kokonaisvastuksen saamiseksi. Sitä vastoin rinnakkaispiirissä virran amplitudi muuttuu haarautuvissa vastuksissa, kun jännite pysyy vakiona.​

Voit laskea sarjapiirin amplitudin ampeereina tai ampeereina, jotka muuttuja A antaa laskemalla yhteen kunkin piirin vastuksen vastusRja yhteenveto jännitehäviöistäV, sitten ratkaistaan ​​I yhtälössäV = I / RjossaVon akun jännite voltteina,Minäon ajankohtainen jaRon vastusten kokonaisvastus ohmeina (Ω). Jännitepudotuksen tulisi olla yhtä suuri kuin sarjapiirin akun jännite.

YhtälöV = I / R, joka tunnetaan nimellä Ohmin laki, pätee myös piirin jokaisessa vastuksessa. Nykyinen virtaus sarjapiirissä on vakio, mikä tarkoittaa, että se on sama jokaisessa vastuksessa. Voit laskea jokaisen vastuksen jännitehäviön Ohmin lain avulla. Sarjassa paristojen jännitettä kasvatetaan, mikä tarkoittaa, että ne kestävät lyhyemmän ajan kuin jos ne olisivat rinnakkain.

•••Syed Hussain Ather

Yllä olevassa piirissä kukin vastus (merkitty siksak-viivoilla) on kytketty sarjaan jännitelähteeseen, akkuun (merkitty katkaisemia johtoja ympäröivillä + ja -). Virta virtaa yhteen suuntaan ja pysyy vakiona piirin jokaisessa osassa.

Jos laskisit yhteen kunkin vastuksen, saat kokonaisresistanssin 18 Ω (ohmia, jossa ohm on vastuksen mitta). Tämä tarkoittaa, että voit laskea virran käyttämälläV = I / RjossaRon 18 Ω jaVon 9 V, jotta saadaan virta I 162 A (ampeeria).

Sarjapiirissä voit kytkeä kondensaattorin kapasitanssillaCja anna sen latautua ajan myötä. Tässä tilanteessa virtapiirin poikki mitataan

jossaVon voltteina,Ron ohmissa,Con Faradsissa,ton aika sekunteina, jaMinäon vahvistimissa. Tässäeviittaa Eulerin vakioone​.

Sarjapiirin kokonaiskapasitanssi saadaan

jossa kunkin yksittäisen kondensaattorin käänteinen summa summataan oikealla puolella (1 / C​​₁​, ​1 / C​​₂, jne.). Toisin sanoen kokonaiskapasitanssin käänteinen arvo on kunkin kondensaattorin yksittäisten käänteisten summa. Ajan kasvaessa kondensaattorin varaus kasvaa ja virta hidastuu ja lähestyy, mutta ei koskaan saavuta nollaa.

Vastaavasti voit käyttää induktoria virran mittaamiseen

jossa kokonaisinduktanssi L on yksittäisten induktorien induktanssiarvojen summa mitattuna Henriesissä. Kun sarjapiiri rakentaa varausta virran virratessa, induktori, lankakäämi, joka yleensä ympäröi magneettisydämen, tuottaa magneettikentän vastauksena virran virtaukseen. Niitä voidaan käyttää suodattimissa ja oskillaattoreissa,

Kun käsitellään rinnakkaisia ​​piirejä, joissa virta haarautuu piirien eri osien läpi, laskelmat ovat "käännettyjä". Sen sijaan, että määritetään kokonaisresistanssi yksittäisten vastusten summana, annetaan kokonaisresistanssi mennessä

(sama tapa laskea sarjapiirin kokonaiskapasitanssi).

Jännite, ei virta, on vakio koko piirissä. Rinnakkaispiirin kokonaisvirta on yhtä suuri kuin kunkin haaran virran summa. Voit laskea sekä virran että jännitteen Ohmin lain (V = I / R​).

•••Syed Hussain Ather

Yllä olevassa rinnakkaispiirissä kokonaisresistanssi annettaisiin seuraavilla neljällä vaiheella:

1. ​1 / R_{kaikki yhteensä}= 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3
2. ​1 / R_{kaikki yhteensä}​ = 1/1 Ω + 1/4 Ω + 1/5 Ω
3. ​1 / R_{kaikki yhteensä}​ = 20/20 Ω + 5/20 Ω + 4/20 Ω
4. ​1 / R_{kaikki yhteensä}​ = 29/20 Ω
   
5. ​R​_{​kaikki yhteensä​} = 20/29 Ω tai noin .69 Ω

Huomaa yllä olevassa laskelmassa, että vaiheeseen 5 päästään vain vaiheesta 4, kun vasemmalla puolella on vain yksi termi (1 / R_{kaikki yhteensä} ) ja vain yksi termi oikealla puolella (29/20 Ω).

Samoin rinnakkaispiirin kokonaiskapasitanssi on yksinkertaisesti kunkin yksittäisen kondensaattorin summa, ja kokonaisinduktanssin antaa myös käänteinen suhde (1 / L​​kaikki yhteensä​ ​= 1 / l​​1​ ​+ 1 / L​​2​ ​+ …​ ).

Piireissä virta voi joko kulkea jatkuvasti, kuten tasavirrassa (DC), tai vaihdella aaltomaisessa kuviossa vaihtovirtapiireissä (AC). Vaihtovirtapiirissä virta muuttuu piirin positiivisen ja negatiivisen suunnan välillä.

Brittiläinen fyysikko Michael Faraday osoitti DC-virtojen voiman dynamon sähkögeneraattorilla 1832, mutta hän ei voinut siirtää voimaa pitkiä matkoja ja tasajännitteet vaativat monimutkaista piirejä.

Kun serbialaisamerikkalainen fyysikko Nikola Tesla loi induktiomoottorin vaihtovirralla vuonna 1887, hän osoitti kuinka helposti lähetetään pitkiä matkoja ja ne voidaan muuntaa korkeiden ja matalien arvojen välillä käyttämällä muuntajia, laitetta, jota käytetään muutokseen Jännite. Pian 1900-luvun vaihteessa kotitaloudet ympäri Amerikkaa alkoivat lopettaa tasavirran AC: n hyväksi.

Nykyään elektroniset laitteet käyttävät tarvittaessa sekä vaihtovirtaa että tasavirtaa. DC-virtoja käytetään puolijohteiden kanssa pienemmissä laitteissa, jotka on vain kytkettävä päälle ja pois päältä, kuten kannettavat tietokoneet ja matkapuhelimet. Vaihtovirtajännite kuljetetaan pitkien johtojen läpi, ennen kuin se muunnetaan tasavirraksi tasasuuntaajalla tai diodilla näiden laitteiden, kuten hehkulamppujen ja paristojen, virran saamiseksi.