Cum se calculează o cădere de tensiune la rezistoare

Un simplu circuit electric conține o sursă de Voltaj (o sursă de alimentare, cum ar fi o baterie, un generator sau firele de utilitate care intră în clădirea dvs.), un fir de transportat actual sub formă de electroni și o sursă de electricitate rezistenţă. În realitate, astfel de circuite sunt rareori simple și includ o serie de puncte de ramificare și re-îmbinare.

• Tensiunea (V) se măsoară în volți (simbolul este și V); curentul (I) se măsoară în amperi sau „amperi” (A); iar rezistența (R) este măsurată în ohmi (Ω).

De-a lungul ramurilor și, uneori, de-a lungul trunchiului principal al circuitului, sunt așezate articole precum aparatele de uz casnic (lămpi, frigidere, televizoare), fiecare curent de tragere pentru a se menține. Dar ce se întâmplă exact cu tensiunea și curentul dintr-un anumit circuit electric configurat din punct de vedere fizic atunci când fiecare rezistor este întâlnit și tensiunea „scade”?

Legea lui Ohm afirmă că debitul de curent este tensiunea împărțită la rezistență. Acest lucru se poate aplica unui circuit în ansamblu, unui set izolat de ramuri sau unui singur rezistor, după cum veți vedea. Cea mai comună formă a acestei legi este scrisă:

Circuitele pot fi aranjate în două moduri de bază.

Circuit în serie: Aici, curentul curge în întregime de-a lungul unei căi, printr-un singur fir. Indiferent de rezistențe pe care le întâlnește curentul pe parcurs, pur și simplu se adaugă pentru a da rezistența totală a circuitului în ansamblu:

R_S = R₁ + R₂ +... + R_N (circuit în serie)

Circuit paralel: În acest caz, un fir primar se ramifică (prezentat ca unghi drept) în două sau mai multe alte fire, fiecare cu propriul său rezistor. În acest caz, rezistența totală este dată de:

1 / R_P = 1 / R₁ + 1 / R₂ +... + 1 / R_N (circuit paralel)

Dacă explorați această ecuație, descoperiți că prin adăugarea rezistențelor de aceeași magnitudine, reduceți rezistența circuitului în ansamblu. (Alegerea 1 ohm sau 1 Ω, facilitează matematica.) Prin legea lui Ohm, acest lucru mărește curentul!

Dacă acest lucru pare contraintuitiv, imaginați-vă fluxul de mașini pe o autostradă aglomerată deservită de un singur tribut care face o copie de rezervă a traficului pentru o milă, apoi imaginați-vă același scenariu cu încă patru cabine de taxare identice cu primul. Acest lucru va crește în mod clar fluxul de mașini, în ciuda adăugării tehnice a rezistenței.

Dacă doriți să găsiți căderi de tensiune la rezistoarele individuale dintr-o serie, procedați după cum urmează:

1. Calculați rezistența totală adăugând valorile R individuale.
2. Calculați curentul din circuit, care este același pe fiecare rezistor, deoarece există un singur fir în circuit.
   
3. Calculați căderea de tensiune pe fiecare rezistor folosind legea lui Ohm.

Exemplu: O sursă de alimentare de 24 V și trei rezistențe sunt conectate în serie cu R₁= 4 Ω, R₂= 2 Ω și R₃ = 6 Ω. Care este căderea de tensiune pe fiecare rezistor?
Mai întâi, calculați rezistența totală: 4 + 2 + 6 = 12 Ω

Apoi, calculați curentul: 24 V / 12 Ω = 2 A

Acum, utilizați curentul pentru a calcula căderea de tensiune pe fiecare rezistor. Folosind V = IR pentru fiecare, valorile lui R₁, R₂ și R₃ sunt 8 V, 4 V și 12 V.

Exemplu: O sursă de alimentare de 24 V și trei rezistențe sunt conectate în paralel cu R₁= 4 Ω, R₂= 2 Ω și R₃ = 6 Ω, ca înainte. Care este căderea de tensiune pe fiecare rezistor?

În acest caz, povestea este mai simplă: indiferent de valoarea rezistenței, căderea de tensiune pe fiecare rezistor este aceeași, făcând curentul variabila care diferă între rezistențe în acest caz. Aceasta înseamnă că căderea de tensiune pe fiecare este doar tensiunea totală a circuitului împărțită la numărul de rezistențe din circuit sau 24 V / 3 = 8 V.

Consultați Resursele pentru un exemplu de instanță în care puteți utiliza un instrument automat pentru a calcula căderea de tensiune într-un fel de aranjament de circuit numit a divizor de tensiune.