En enkel elektrisk krets inneholder en kilde til Spenning (en strømforsyning, for eksempel et batteri, generator eller ledningene som kommer inn i bygningen din), en ledning å bære nåværende i form av elektroner, og en kilde til elektrisk motstand. I virkeligheten er slike kretser sjelden enkle og inkluderer et antall forgrenings- og sammenføyningspunkter.
- Spenning (V) måles i volt (symbolet er også V); strøm (I) måles i ampere eller "ampere" (A); og motstand (R) måles i ohm (Ω).
Langs grenene, og noen ganger langs hovedstammen på kretsen, er ting som husholdningsapparater (lamper, kjøleskap, TV-apparater) plassert, hver tegningsstrøm for å holde seg i gang. Men hva skjer nøyaktig med spenningen og strømmen i en gitt elektrisk kretsoppsett fra et fysikksynspunkt når hver motstand oppstår og spenningen "synker"?
Grunnleggende om elektriske kretser
Ohms lov sier at strømmen er spenning delt på motstand. Dette kan gjelde en krets som helhet, et isolert sett med grener eller en enkelt motstand, som du ser. Den vanligste formen for denne loven er skrevet:
V = IR
Kretser kan ordnes på to grunnleggende måter.
Seriekrets: Her strømmer strømmen helt langs en bane, gjennom en enkelt ledning. Uansett hvilken motstand gjeldende møter underveis, legger du bare til for å gi den totale motstanden til kretsen som helhet:
RS = R1 + R2 +... + RN (seriekrets)
Parallell krets: I dette tilfellet forgrener en primærtråd (vist som rette vinkler) i to eller flere andre ledninger, hver med sin egen motstand. I dette tilfellet er den totale motstanden gitt av:
1 / RP = 1 / R1 + 1 / R2 +... + 1 / RN (parallell krets)
Hvis du utforsker denne ligningen, finner du ut at ved å legge til motstandene av samme størrelse, reduserer du motstanden til kretsen som helhet. (Å plukke 1 ohm, eller 1 Ω, gjør matematikken lettere.) I følge Ohms lov øker dette faktisk strømmen!
Hvis dette virker motstridende, forestill deg strømmen av biler på en travel motorvei betjent av en enkelt bomstasjon som tar sikkerhetskopi av trafikken i en kilometer, og forestill deg det samme scenariet med fire ekstra bomstasjoner identiske med først. Dette vil tydelig øke strømmen av biler til tross for at det gir teknisk motstand.
Spenningsfall: Seriekrets
Hvis du vil finne spenningsfall over individuelle motstander i en serie, går du frem som følger:
- Beregn total motstand ved å legge til de individuelle R-verdiene.
- Beregn strømmen i kretsen, som er den samme over hver motstand siden det bare er en ledning i kretsen.
- Beregn spenningsfallet over hver motstand ved hjelp av Ohms lov.
Eksempel: En 24-V strømkilde og tre motstander er koblet til i serier med R1= 4 Ω, R2= 2 Ω og R3 = 6 Ω. Hva er spenningsfallet over hver motstand?
Beregn først total motstand: 4 + 2 + 6 = 12 Ω
Deretter beregner du strømmen: 24 V / 12 Ω = 2 A.
Bruk nå strømmen til å beregne spenningsfallet over hver motstand. Ved å bruke V = IR for hver, verdiene til R1, R2 og R3 er 8 V, 4 V og 12 V.
Spenningsfall: Parallell krets
Eksempel: En 24-V strømkilde og tre motstander er koblet til parallelt med R1= 4 Ω, R2= 2 Ω og R3 = 6 Ω, som før. Hva er spenningsfallet over hver motstand?
I dette tilfellet er historien enklere: Uavhengig av motstandsverdien er spenningsfallet over hver motstand den samme, noe som gjør strømmen til variabelen som er forskjellig på motstandene i dette tilfellet. Dette betyr at spenningsfallet over hver er bare den totale spenningen til kretsen delt på antall motstander i kretsen, eller 24 V / 3 = 8 V.
Motstandsspenningsfallskalkulator
Se ressursene for et eksempel på en forekomst der du kan bruke et automatisk verktøy for å beregne spenningsfallet i et slags kretsarrangement kalt en spenningsdeler.
