•••Syed Hussain Ather
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Iepriekš minētajā paralēlajā shēmā sprieguma kritumu var atrast, summējot katra rezistora pretestības un nosakot, kāds spriegums rodas no strāvas šajā konfigurācijā. Šie paralēlo ķēžu piemēri ilustrē strāvas un sprieguma jēdzienus dažādās nozarēs.
Paralēlās ķēdes shēmāspriegumspiliens pāri rezistoram paralēlajā ķēdē ir vienāds visiem rezistoriem katrā paralēlās ķēdes atzarā. Spriegums, kas izteikts voltos, mēra elektromotora spēku vai potenciālo starpību, kas vada ķēdi.
Kad jums ir ķēde ar zināmu daudzumupašreizējais, elektriskā lādiņa plūsmu, jūs varat aprēķināt sprieguma kritumu paralēlās ķēdes diagrammās:
- Nosakiet kombinētopretestībavai opozīcija paralēlo rezistoru lādiņa plūsmai. Apkopojiet tos kā1 / RKopā = 1 / R1 + 1 / R2... katram rezistoram. Iepriekšminētajai paralēlajai ķēdei kopējo pretestību var atrast kā:
- 1 / RKopā = 1/5 Ω + 1/6 Ω+ 1/10 Ω
- 1 / RKopā = 6/30 Ω + 5/30 Ω + 3/30 Ω
- 1 / RKopā = 14/30 Ω
- RKopā = 30/14 Ω = 15/7 Ω
- 1 / RKopā = 1/5 Ω + 1/6 Ω+ 1/10 Ω
- Reiziniet strāvu ar kopējo pretestību, lai iegūtu sprieguma kritumu saskaņā ar Ohma likums V = IR. Tas ir vienāds ar sprieguma kritumu visā paralēlajā ķēdē un katrā paralēlās ķēdes rezistorā. Šajā piemērā ir norādīts sprieguma kritumsV = 5 A x 15/7 Ω = 75/7 V.
Šī vienādojumu risināšanas metode darbojas, jo strāvai, kas nonāk jebkurā paralēlās ķēdes punktā, jābūt vienādai ar pašreizējo atstājamo. Tas notiek sakarā arPašreizējais Kirhofa likums, kas norāda "strāvu algebriskā summa vadītāju tīklā, kas sanāk vienā punktā, ir nulle". Paralēlās ķēdes kalkulators izmantotu šo likumu paralēlās ķēdes atzaros.
Ja mēs salīdzinām strāvu, kas nonāk trijās paralēlās ķēdes filiālēs, tai jābūt vienādai ar kopējo strāvu, kas atstāj zarus. Tā kā sprieguma kritums paliek nemainīgs visā rezistorā paralēli, šo sprieguma kritumu jūs varat apkopojiet katra rezistora pretestību, lai iegūtu kopējo pretestību, un no tā nosakiet spriegumu vērtība. Paralēlās ķēdes piemēri to parāda.
Sprieguma kritums sērijas ķēdē
•••Syed Hussain Ather
Savukārt virknes ķēdē jūs varat aprēķināt sprieguma kritumu katram rezistoram, zinot, ka virknes ķēdē strāva visā ir nemainīga. Tas nozīmē, ka sprieguma kritums katram rezistoram atšķiras un ir atkarīgs no pretestības saskaņā ar Ohma likumuV = IR. Iepriekš minētajā piemērā sprieguma kritums katram rezistoram ir:
V_1 = R_1I = 3 reizes 3 = 9 teksts {V} \\ V_2 = R_2I = 10 reizes 3 = 30 teksts {V} \\ V_3 = R_3I = 5 reizes 3 = 15 teksts {V}
Katra sprieguma krituma summai jābūt vienādai ar akumulatora spriegumu virknes ķēdē. Tas nozīmē, ka mūsu akumulatora spriegums ir54 V.
Šī vienādojumu risināšanas metode darbojas tāpēc, ka sprieguma kritumiem, kas nonāk visos sērijveidā izvietotajos rezistoros, vajadzētu summēt līdz kopējam sērijas ķēdes spriegumam. Tas notiek sakarā arKirhofa sprieguma likums, kas norāda "potenciālo atšķirību (spriegumu) virzītā summa ap jebkuru slēgtu loku ir nulle". Tas nozīmē, ka plkst jebkurā slēgtās virknes ķēdes punktā sprieguma kritumiem katrā rezistorā jāsasniedz kopējais spriegums ķēde. Tā kā virknes ķēdē strāva ir nemainīga, sprieguma kritumiem katram rezistoram jābūt atšķirīgiem.
Paralēlā vs. Sērijas ķēdes
Paralēlā ķēdē visi ķēdes komponenti ir savienoti starp vienādiem ķēdes punktiem. Tas dod viņiem to sazarojuma struktūru, kurā strāva dalās pati starp katru atzarojumu, bet sprieguma kritums katrā zarā paliek nemainīgs. Katra rezistora summa dod kopējo pretestību, pamatojoties uz katra pretestības apgriezto vērtību (1 / RKopā = 1 / R1 + 1 / R2 ...katram rezistoram).
Savukārt virknes ķēdē strāvai plūst tikai viens ceļš. Tas nozīmē, ka strāva visā garumā paliek nemainīga, un tā vietā sprieguma kritumi katram rezistoram atšķiras. Katra rezistora summa dod kopējo pretestību, summējot lineāri (RKopā = R1 + R2 ...katram rezistoram).
Sērijas-paralēlās shēmas
Jūs varat izmantot abus Kirhofa likumus jebkuram ķēdes punktam vai cilpai un tos pielietot, lai noteiktu spriegumu un strāvu. Kirhofa likumi dod jums metodi strāvas un sprieguma noteikšanai situācijās, kad ķēdes kā virknes un paralēles raksturs var nebūt tik tiešs.
Parasti ķēdēm, kurām ir gan sērijveida, gan paralēlās sastāvdaļas, atsevišķas ķēdes daļas var uzskatīt par sērijām vai paralēlām un attiecīgi kombinēt.
Šīs sarežģītās virknes paralēlās shēmas var atrisināt vairāk nekā vienā veidā. Apstrādāt to daļas kā paralēlas vai sērijveida ir viena metode. Vēl viena metode ir Kirhofa likumu izmantošana, lai noteiktu vispārinātus risinājumus, kas izmanto vienādojumu sistēmu. Sērijveida paralēlu ķēžu kalkulatorā tiktu ņemts vērā ķēžu atšķirīgais raksturs.
•••Syed Hussain Ather
Iepriekš minētajā piemērā pašreizējam aiziešanas punktam A jābūt vienādam ar pašreizējo aiziešanas punktu A. Tas nozīmē, ka jūs varat rakstīt:
(1). I_1 = I_2 + I_3 \ text {vai} I_1-I_2-I_3 = 0
Ja jūs izturaties pret augšējo cilpu kā slēgtas sērijas ķēdi un apstrādājat sprieguma kritumu katrā rezistorā, izmantojot Ohma likumu ar atbilstošu pretestību, varat rakstīt:
(2). V_1-R_1I_1-R_2I_2 = 0
un, darot to pašu apakšējai cilpai, katru sprieguma kritumu strāvas virzienā varat apstrādāt atkarībā no strāvas un pretestības, lai rakstītu:
(3). V_1 + V_2 + R_3I_3-R_2I_2 = 0
Tas dod jums trīs vienādojumus, kurus var atrisināt vairākos veidos. Katru no (1) - (3) vienādojumiem var pārrakstīt tā, lai spriegums būtu vienā pusē, bet strāva un pretestība - otrā. Tādā veidā jūs varat traktēt trīs vienādojumus kā atkarīgus no trim mainīgajiem I1, Es2 un es3, ar R kombināciju koeficientiem1, R2 un R3.
\ sākt {izlīdzināt} un (1). I_1-I_2-I_3 = 0 \\ & (2). R_1I_1 + R_2I_2 + 0 \ reizes I_3 = V_1 \\ & (3). 0 \ reizes I_1 + R_2I_2-R_3I_3 = V_1 + V_2 \ beigas {izlīdzinātas}
Šie trīs vienādojumi parāda, kā spriegums katrā ķēdes punktā kaut kādā veidā ir atkarīgs no strāvas un pretestības. Ja atceraties Kirhofa likumus, varat izveidot šos vispārinātos ķēdes problēmu risinājumus un izmantot matricas apzīmējumus, lai tos atrisinātu. Tādā veidā jūs varat pieslēgt divu lielumu vērtības (starp spriegumu, strāvu, pretestību), lai atrisinātu trešo.