並列回路の抵抗器の両端の電圧降下を計算する方法

並列回路の電圧降下は、各分岐の電流と抵抗に依存します。

•••サイードフセインアザー

TL; DR(長すぎる; 読んでいない)

上記の並列回路図では、各抵抗の抵抗を合計し、この構成の電流からどのような電圧が発生するかを判断することで、電圧降下を見つけることができます。 これらの並列回路の例は、さまざまなブランチ間の電流と電圧の概念を示しています。

並列回路図では、電圧並列回路の抵抗器でのドロップは、並列回路の各分岐のすべての抵抗器で同じです。 電圧はボルトで表され、回路を動かす起電力または電位差を測定します。

既知の量の回路がある場合電流、電荷の流れ、並列回路図の電圧降下は次のように計算できます。

  1. 組み合わせを決定する抵抗、または並列抵抗器の電荷の流れに対する反対。 それらを次のように要約します1 / R合計 = 1 / R1 + 1 / R2... 各抵抗器に対して。 上記の並列回路の場合、総抵抗は次のように求められます。
    1. 1 / R合計 = 1/5 Ω + 1/6 Ω+ 1/10 Ω
    2. 1 / R合計 = 6/30 Ω + 5/30 Ω + 3/30 Ω
    3. 1 / R合計 = 14/30 Ω
    4. R合計 = ​30/14 Ω = 15/7Ω
  2. に従って、電流に総抵抗を掛けて、電圧降下を求めます。オームの法則​ ​V = IR. これは、並列回路全体と並列回路の各抵抗の電圧降下に等しくなります。 この例では、電圧降下が与えられていますV = 5 A x 15 /7Ω= 75 / 7V。

方程式を解くこの方法は、並列回路の任意の点に入る電流が出る電流と等しくなければならないため、機能します。 これは次の理由で発生しますキルヒホッフの現行法、「ある点で合流する導体のネットワーク内の電流の代数和はゼロです」と述べています。 並列回路計算機は、並列回路の分岐でこの法則を利用します。

並列回路の3つの分岐に入る電流を比較すると、分岐から出る合計電流と等しくなるはずです。 電圧降下は並列の各抵抗器で一定のままであるため、この電圧降下は次のようになります。 各抵抗器の抵抗を合計して合計抵抗を取得し、そこから電圧を決定します 値。 並列回路の例はこれを示しています。

直列回路の電圧降下

直列回路の場合、同じ原理を使用して電圧を計算しますが、抵抗が直列に配置されているという事実を考慮に入れてください。

•••サイードフセインアザー

一方、直列回路では、電流が全体を通して一定であることがわかっているので、各抵抗器の両端の電圧降下を計算できます。 つまり、電圧降下は各抵抗器で異なり、オームの法則に従って抵抗器に依存します。V = IR. 上記の例では、各抵抗の両端の電圧降下は次のとおりです。

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V_1 = R_1I = 3 \ times 3 = 9 \ text {V} \\ V_2 = R_2I = 10 \ times 3 = 30 \ text {V} \\ V_3 = R_3I = 5 \ times 3 = 15 \ text {V}

各電圧降下の合計は、直列回路のバッテリーの電圧と等しくなければなりません。 これは、バッテリーの電圧が54V。

直列に配置されたすべての抵抗に入る電圧降下は、直列回路の合計電圧になるはずなので、方程式を解くこの方法は機能します。 これは次の理由で発生しますキルヒホッフの電圧法則、「閉ループの周りの電位差(電圧)の有向和はゼロです」と述べています。 つまり、 閉直列回路の任意のポイントで、各抵抗器の両端の電圧降下は合計して、 回路。 直列回路では電流が一定であるため、電圧降下は抵抗ごとに異なる必要があります。

パラレルvs。 直列回路

並列回路では、すべての回路コンポーネントが回路上の同じポイント間に接続されます。 これにより、電流が各分岐間で分割される分岐構造が得られますが、各分岐間の電圧降下は同じままです。 各抵抗の合計は、各抵抗の逆数に基づいて合計抵抗を与えます(1 / R合計 = 1 / R1 + 1 / R2 ...各抵抗器に対して)。

対照的に、直列回路では、電流が流れる経路は1つだけです。 これは、電流が全体を通して一定のままであり、代わりに、電圧降下が各抵抗器間で異なることを意味します。 各抵抗の合計は、線形に合計すると合計抵抗になります(R合計 = R1 + R2 ...各抵抗器に対して)。

シリーズ-並列回路

キルヒホッフの両方の法則を任意の回路の任意のポイントまたはループに使用し、それらを適用して電圧と電流を決定できます。 キルヒホッフの法則は、直列および並列としての回路の性質がそれほど単純ではない可能性がある状況で、電流と電圧を決定する方法を提供します。

一般に、直列と並列の両方のコンポーネントを持つ回路の場合、回路の個々の部分を直列または並列として扱い、それに応じてそれらを組み合わせることができます。

これらの複雑な直並列回路は、複数の方法で解決できます。 それらの一部を並列または直列として扱うことは1つの方法です。 キルヒホッフの法則を使用して、連立方程式を使用する一般化された解を決定することも、別の方法です。 直並列回路計算機は、回路のさまざまな性質を考慮に入れます。

キルヒホッフの法則がこの回路に適用され、電圧と電流が全体でどのように変化するかを決定します。

•••サイードフセインアザー

上記の例では、現在の離脱ポイントAは現在の離脱ポイントAと等しくなければなりません。 これはあなたが書くことができることを意味します:

(1). I_1 = I_2 + I_3 \ text {または} I_1-I_2-I_3 = 0

トップループを閉直列回路のように扱い、オームの法則と対応する抵抗を使用して各抵抗の両端の電圧降下を扱う場合、次のように書くことができます。

(2). V_1-R_1I_1-R_2I_2 = 0

そして、下のループについても同じことを行うと、電流の方向の各電圧降下を、電流と書き込み抵抗に依存するものとして扱うことができます。

(3). V_1 + V_2 + R_3I_3-R_2I_2 = 0

これにより、さまざまな方法で解くことができる3つの方程式が得られます。 式(1)〜(3)のそれぞれを、電圧が一方の側にあり、電流と抵抗がもう一方の側にあるように書き直すことができます。 このようにして、3つの方程式を3つの変数Iに依存するものとして扱うことができます。1、 私2 そして私3、Rの組み合わせの係数1、R2 およびR3.

\ begin {aligned}&(1)。 I_1-I_2-I_3 = 0 \\&(2)。 R_1I_1 + R_2I_2 + 0 \ times I_3 = V_1 \\&(3)。 0 \ times I_1 + R_2I_2-R_3I_3 = V_1 + V_2 \ end {aligned}

これらの3つの方程式は、回路の各ポイントの電圧が何らかの方法で電流と抵抗にどのように依存するかを示しています。 キルヒホッフの法則を覚えている場合は、回路の問題に対するこれらの一般化されたソリューションを作成し、行列表記を使用してそれらを解決できます。 このようにして、2つの量(電圧、電流、抵抗の中)の値をプラグインして、3番目の量を解くことができます。

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