•••Syed Hussain Ather
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
În diagrama de circuit paralel de mai sus, căderea de tensiune poate fi găsită prin însumarea rezistențelor fiecărui rezistor și determinarea ce tensiune rezultă din curent în această configurație. Aceste exemple de circuite paralele ilustrează conceptele de curent și tensiune pe diferite ramuri.
În diagrama circuitului paralel,Voltajcăderea peste un rezistor într-un circuit paralel este aceeași pe toate rezistențele din fiecare ramură a circuitului paralel. Tensiunea, exprimată în volți, măsoară forța electromotivă sau diferența de potențial care rulează circuitul.
Când aveți un circuit cu o cantitate cunoscută deactual, fluxul de încărcare electrică, puteți calcula căderea de tensiune în diagrame paralele prin:
- Determinați combinatulrezistenţă, sau opoziție la fluxul de sarcină, a rezistențelor paralele. Rezumați-le ca1 / Rtotal = 1 / R1 + 1 / R2... pentru fiecare rezistor. Pentru circuitul paralel de mai sus, rezistența totală poate fi găsită ca:
- 1 / Rtotal = 1/5 Ω + 1/6 Ω+ 1/10 Ω
- 1 / Rtotal = 6/30 Ω + 5/30 Ω + 3/30 Ω
- 1 / Rtotal = 14/30 Ω
- Rtotal = 30/14 Ω = 15/7 Ω
- 1 / Rtotal = 1/5 Ω + 1/6 Ω+ 1/10 Ω
- Înmulțiți curentul cu rezistența totală pentru a obține căderea de tensiune, conformLegea lui Ohm V = IR. Aceasta este egală cu căderea de tensiune pe întreg circuitul paralel și fiecare rezistor din circuitul paralel. Pentru acest exemplu, este dată căderea de tensiuneV = 5 A x 15/7 Ω = 75/7 V.
Această metodă de rezolvare a ecuațiilor funcționează deoarece curentul care intră în orice punct dintr-un circuit paralel ar trebui să fie egal cu curentul care iese. Acest lucru se datoreazăLegea actuală a lui Kirchhoff, care afirmă „suma algebrică a curenților într-o rețea de conductori care se întâlnesc într-un punct este zero”. Un calculator de circuit paralel ar folosi această lege în ramurile unui circuit paralel.
Dacă comparăm curentul care intră în cele trei ramuri ale circuitului paralel, acesta ar trebui să fie egal cu curentul total care iese din ramuri. Deoarece căderea de tensiune rămâne constantă pe fiecare rezistor în paralel, această cădere de tensiune, puteți rezumați rezistența fiecărui rezistor pentru a obține rezistența totală și determinați tensiunea din aceasta valoare. Exemplele de circuite paralele arată acest lucru.
Scădere de tensiune în circuitul seriei
•••Syed Hussain Ather
Pe de altă parte, într-un circuit de serie, puteți calcula căderea de tensiune pe fiecare rezistor știind că, într-un circuit de serie, curentul este constant pe tot parcursul. Asta înseamnă că căderea de tensiune diferă între fiecare rezistor și depinde de rezistența conform Legii lui OhmV = IR. În exemplul de mai sus, căderea de tensiune pe fiecare rezistor este:
V_1 = R_1I = 3 \ times 3 = 9 \ text {V} \\ V_2 = R_2I = 10 \ times 3 = 30 \ text {V} \\ V_3 = R_3I = 5 \ times 3 = 15 \ text {V}
Suma fiecărei căderi de tensiune trebuie să fie egală cu tensiunea bateriei din circuitul de serie. Aceasta înseamnă că bateria noastră are o tensiune de54 V.
Această metodă de rezolvare a ecuațiilor funcționează deoarece căderile de tensiune care intră în toate rezistențele aranjate în serie ar trebui să însumeze tensiunea totală a circuitului de serie. Acest lucru se datoreazăLegea tensiunii lui Kirchhoff, care afirmă „suma direcționată a diferențelor de potențial (tensiuni) în jurul oricărei bucle închise este zero”. Asta înseamnă că, la în orice punct dat dintr-un circuit închis în serie, căderile de tensiune pe fiecare rezistor ar trebui să fie suma tensiunii totale a circuit. Deoarece curentul este constant într-un circuit de serie, căderile de tensiune trebuie să difere între fiecare rezistor.
Paralel vs. Circuite de serie
Într-un circuit paralel, toate componentele circuitului sunt conectate între aceleași puncte ale circuitului. Acest lucru le oferă structura lor de ramificare în care curentul se împarte între fiecare ramură, dar căderea de tensiune pe fiecare ramură rămâne aceeași. Suma fiecărui rezistor oferă o rezistență totală bazată pe inversul fiecărei rezistențe (1 / Rtotal = 1 / R1 + 1 / R2 ...pentru fiecare rezistor).
Într-un circuit de serie, în schimb, există o singură cale pentru curentul să curgă. Aceasta înseamnă că curentul rămâne constant pe tot parcursul și, în schimb, căderile de tensiune diferă între fiecare rezistor. Suma fiecărui rezistor oferă o rezistență totală atunci când este însumată liniar (Rtotal = R1 + R2 ...pentru fiecare rezistor).
Circuite serie-paralele
Puteți utiliza ambele legi ale lui Kirchhoff pentru orice punct sau buclă din orice circuit și le puteți aplica pentru a determina tensiunea și curentul. Legile lui Kirchhoff vă oferă o metodă de determinare a curentului și a tensiunii în situații în care natura circuitului ca serie și paralel ar putea să nu fie atât de simplă.
În general, pentru circuitele care au componente atât în serie, cât și în paralel, puteți trata părți individuale ale circuitului ca serie sau paralele și le puteți combina în consecință.
Aceste circuite complicate seriale-paralele pot fi rezolvate în mai multe moduri. Tratarea părților lor ca paralele sau în serie este o metodă. Utilizarea legilor lui Kirchhoff pentru a determina soluții generalizate care utilizează un sistem de ecuații este o altă metodă. Un calculator de circuit paralel în serie ar lua în considerare natura diferită a circuitelor.
•••Syed Hussain Ather
În exemplul de mai sus, punctul curent de ieșire A ar trebui să fie egal cu punctul curent de ieșire A. Aceasta înseamnă că puteți scrie:
(1). I_1 = I_2 + I_3 \ text {sau} I_1-I_2-I_3 = 0
Dacă tratați bucla superioară ca un circuit în serie închisă și tratați căderea de tensiune pe fiecare rezistor folosind Legea lui Ohm cu rezistența corespunzătoare, puteți scrie:
(2). V_1-R_1I_1-R_2I_2 = 0
și, făcând același lucru pentru bucla de jos, puteți trata fiecare cădere de tensiune în direcția curentului în funcție de curent și rezistența la scriere:
(3). V_1 + V_2 + R_3I_3-R_2I_2 = 0
Acest lucru vă oferă trei ecuații care pot fi rezolvate în mai multe moduri. Puteți rescrie fiecare dintre ecuațiile (1) - (3) astfel încât tensiunea să fie pe o parte și curentul și rezistența să fie pe de altă parte. În acest fel, puteți trata cele trei ecuații ca dependente de trei variabile I1, Eu2 și eu3, cu coeficienți de combinații de R1, R2 și R3.
\ begin {align} & (1). I_1-I_2-I_3 = 0 \\ & (2). R_1I_1 + R_2I_2 + 0 \ ori I_3 = V_1 \\ & (3). 0 \ ori I_1 + R_2I_2-R_3I_3 = V_1 + V_2 \ end {align}
Aceste trei ecuații demonstrează modul în care tensiunea în fiecare punct al circuitului depinde într-un fel de curent și rezistență. Dacă vă amintiți legile lui Kirchhoff, puteți crea aceste soluții generalizate la problemele de circuit și puteți utiliza notația matricială pentru a le rezolva. În acest fel, puteți conecta valori pentru două cantități (printre tensiune, curent, rezistență) pentru a le rezolva pentru a treia.