Kaip apskaičiuoti įtampos kritimą visuose rezistoriuose

Paprastas elektros grandinė yra šaltinis Įtampa (į jūsų pastatą patenkantis maitinimo šaltinis, pvz., akumuliatorius, generatorius ar laidai), laidas, kurį reikia nešti srovė elektronų pavidalu ir elektros šaltiniu pasipriešinimas. Iš tikrųjų tokios grandinės yra retai paprastos ir apima daugybę išsišakojimo ir sujungimo taškų.

• Įtampa (V) matuojama voltais (simbolis taip pat yra V); srovė (I) matuojama amperais arba „amperais“ (A); o varža (R) matuojama omais (Ω).

Išilgai šakų, o kartais ir palei pagrindinę grandinės magistralę, dedami tokie daiktai kaip buitiniai prietaisai (lempos, šaldytuvai, televizoriai). Bet kas tiksliai nutinka tam tikros elektros grandinės įtampai ir srovei iš fizikos taško, kai susiduriama su kiekvienu rezistoriumi ir įtampa „krinta“?

Ohmo įstatymas teigia, kad srovės srautas yra įtampa padalinta iš varžos. Tai gali būti taikoma visai grandinei, izoliuotam šakų rinkiniui arba vienam rezistoriui, kaip pamatysite. Rašoma labiausiai paplitusi šio įstatymo forma:

Grandinės gali būti išdėstytos dviem pagrindiniais būdais.

Serijos grandinė: Čia srovė teka visiškai vienu keliu per vieną laidą. Nepriklausomai nuo pasipriešinimo, su kuriuo susiduriama kelyje, tiesiog susumuojama, kad būtų gautas bendras visos grandinės atsparumas:

R_S = R₁ + R₂ +... + R_N (serijos grandinė)

Lygiagreti grandinė: Šiuo atveju pirminis laidas išsišakoja (parodytas stačiu kampu) į du ar daugiau kitų laidų, kurių kiekvienas turi savo rezistorių. Tokiu atveju bendrą atsparumą pateikia:

1 / R_P = 1 / R₁ + 1 / R₂ +... + 1 / R_N (lygiagreti grandinė)

Išnagrinėję šią lygtį, pastebėsite, kad, pridedant tokio paties dydžio varžas, sumažėja visos grandinės atsparumas. (Pasirinkus 1 omą arba 1 Ω, matematika tampa lengvesnė.) Omo dėsniu tai iš tikrųjų padidina srovę!

Jei tai atrodo prieštaringa, įsivaizduokite automobilių srautą judrioje magistralėje, kurią aptarnauja viena rinkliava remia eismą už mylios, o tada įsivaizduokite tą patį scenarijų su dar keturiomis rinkliavomis, identiškomis Pirmas. Tai akivaizdžiai padidins automobilių srautus, nepaisant to, kad techniškai padidina pasipriešinimą.

Jei norite rasti įtampos kritimus atskiruose rezistoriuose iš eilės, atlikite šiuos veiksmus:

1. Apskaičiuokite bendrą atsparumą, pridedant atskiras R reikšmes.
2. Apskaičiuokite grandinės srovę, kuri kiekviename rezistoriuje yra vienoda, nes grandinėje yra tik vienas laidas.
   
3. Apskaičiuokite įtampos kritimą kiekviename rezistoriuje naudodami Ohmo dėsnį.

Pavyzdys: prijungtas 24 V maitinimo šaltinis ir trys rezistoriai nuosekliai su R₁= 4 Ω, R₂= 2 Ω ir R₃ = 6 Ω. Koks yra kiekvieno rezistoriaus įtampos kritimas?
Pirmiausia apskaičiuokite bendrą atsparumą: 4 + 2 + 6 = 12 Ω

Tada apskaičiuokite srovę: 24 V / 12 Ω = 2 A

Dabar naudokite srovę, kad apskaičiuotumėte įtampos kritimą kiekviename rezistoriuje. Naudojant V = IR kiekvienam, R reikšmės₁, R₂ ir R₃ yra 8 V, 4 V ir 12 V.

Pavyzdys: prijungtas 24 V maitinimo šaltinis ir trys rezistoriai lygiagrečiai su R₁= 4 Ω, R₂= 2 Ω ir R₃ = 6 Ω, kaip ir anksčiau. Koks yra kiekvieno rezistoriaus įtampos kritimas?

Šiuo atveju istorija yra paprastesnė: nepaisant pasipriešinimo vertės, įtampos kritimas kiekviename rezistoriuje yra vienodas, todėl srovė tampa kintamuoju, kuris šiuo atveju skiriasi skirtinguose rezistoriuose. Tai reiškia, kad įtampos kritimas kiekvienoje yra tik bendra grandinės įtampa, padalyta iš grandinės rezistorių skaičiaus arba 24 V / 3 = 8 V.

Žr. Šaltinius, kuriuose pateikiamas pavyzdys, kai galite naudoti automatinį įrankį įtampos kritimui apskaičiuoti tam tikros grandinės išdėstymo, vadinamo įtampos daliklis.