Kā aprēķināt sprieguma kritumu starp rezistoriem

Vienkāršs elektriskā ķēde satur avotu spriegums (barošanas avots, piemēram, akumulators, ģenerators vai komunālie vadi, kas nonāk jūsu ēkā), vads, ko nēsāt pašreizējais elektronu formā un elektrības avots pretestība. Patiesībā šādas shēmas reti ir vienkāršas un ietver vairākus atzarošanas un atkārtotas pievienošanās punktus.

• Spriegumu (V) mēra voltos (simbols ir arī V); strāvu (I) mēra ampēros vai "ampēros" (A); un pretestību (R) mēra omos (Ω).

Gar zariem un dažreiz gar ķēdes galveno maģistrāli tiek novietoti tādi priekšmeti kā sadzīves tehnika (lampas, ledusskapji, televizori), un katrs no tiem velk strāvu, lai turpinātu darboties. Bet kas tieši notiek ar spriegumu un strāvu noteiktā elektriskās ķēdes uzstādījumā no fizikas viedokļa, kad rodas katrs rezistors un spriegums "nokrītas"?

Ohma likums norāda, ka strāvas plūsma ir spriegums dalīts ar pretestību. Tas var attiekties uz ķēdi kopumā, izolētu zaru kopu vai uz vienu rezistoru, kā jūs redzēsiet. Visizplatītākā šī likuma forma ir rakstīta:

Kontūras var sakārtot divos galvenajos veidos.

Sērijas ķēde: Šeit strāva pilnībā plūst pa vienu ceļu caur vienu vadu. Neatkarīgi no tā, kādas pretestības pašreizējā ceļā rodas, vienkārši saskaita, lai iegūtu ķēdes kopējo pretestību kopumā:

R_S = R₁ + R₂ +... + R_N (sērijas ķēde)

Paralēla ķēde: Šajā gadījumā primārais vads sazarojas (parādīts kā taisns leņķis) divos vai vairākos citos vados, kuriem katram ir savs rezistors. Šajā gadījumā kopējo pretestību izsaka:

1 / R_P = 1 / R₁ + 1 / R₂ +... + 1 / R_N (paralēla ķēde)

Izpētot šo vienādojumu, jūs atklājat, ka, pievienojot tāda paša lieluma pretestības, jūs samaziniet ķēdes pretestību kopumā. (Izvēloties 1 omu vai 1 Ω, matemātika kļūst vieglāka.) Pēc Ohma likuma tas faktiski palielina strāvu!

Ja tas šķiet pretrunīgi, iedomājieties automašīnu plūsmu uz noslogotas šosejas, kuru apkalpo viena nodeva dublē satiksmi jūdzes garumā, un pēc tam iedomājieties to pašu scenāriju ar vēl četrām identiskām vispirms. Tas acīmredzami palielinās automašīnu plūsmu, neraugoties uz tehnisko pretestības palielināšanu.

Ja vēlaties atrast sprieguma kritumus atsevišķiem rezistoriem virknē, rīkojieties šādi:

1. Aprēķiniet kopējo pretestību, pievienojot atsevišķās R vērtības.
2. Aprēķiniet ķēdes strāvu, kas katram rezistoram ir vienāda, jo ķēdē ir tikai viens vads.
   
3. Aprēķiniet sprieguma kritumu katrā rezistorā, izmantojot Ohma likumu.

Piemērs: ir pievienots 24 V strāvas avots un trīs rezistori sērijveidā ar R₁= 4 Ω, R₂= 2 Ω un R₃ = 6 Ω. Kāds ir sprieguma kritums katrā rezistorā?
Vispirms aprēķiniet kopējo pretestību: 4 + 2 + 6 = 12 Ω

Pēc tam aprēķiniet strāvu: 24 V / 12 Ω = 2 A

Tagad izmantojiet strāvu, lai aprēķinātu sprieguma kritumu katrā rezistorā. Izmantojot V = IR katram, R vērtības₁, R₂ un R₃ ir 8 V, 4 V un 12 V.

Piemērs: ir pievienots 24 V strāvas avots un trīs rezistori paralēli ar R₁= 4 Ω, R₂= 2 Ω un R₃ = 6 Ω, tāpat kā iepriekš. Kāds ir sprieguma kritums katrā rezistorā?

Šajā gadījumā stāsts ir vienkāršāks: neatkarīgi no pretestības vērtības sprieguma kritums katram rezistoram ir vienāds, padarot strāvu par mainīgo, kas šajā gadījumā atšķiras starp rezistoriem. Tas nozīmē, ka sprieguma kritums katrā ir tikai ķēdes kopējais spriegums, dalīts ar ķēdes rezistoru skaitu vai 24 V / 3 = 8 V.

Skatiet resursus, piemēram, piemēru, kurā jūs varat izmantot automātisko rīku, lai aprēķinātu sprieguma kritumu veida ķēdes izkārtojumā, ko sauc par sprieguma dalītājs.