Kako izračunati padec napetosti na uporih

Preprosto električni tokokrog vsebuje vir Napetost (napajalnik, kot je baterija, generator ali pomožne žice, ki prihajajo v vašo zgradbo), žica za prenašanje trenutno v obliki elektronov in vir elektrike odpornost. V resnici so takšna vezja redko preprosta in vključujejo številne točke razvejanja in ponovnega spajanja.

• Napetost (V) se meri v voltih (simbol je tudi V); tok (I) se meri v amperih ali "amperih" (A); in upor (R) se meri v ohmih (Ω).

Vzdolž vej in včasih vzdolž glavnega prtljažnika vezja so postavljeni predmeti, kot so gospodinjski aparati (svetilke, hladilniki, televizorji), pri čemer vsak vleče tok, da se ohrani. Toda kaj natančno se zgodi z napetostjo in tokom znotraj določenega električnega vezja s fizičnega stališča, ko naletimo na vsak upor in napetost "pade"?

Ohmov zakon navaja, da je trenutni tok napetost, deljena z uporom. Kot lahko vidite, to lahko velja za vezje kot celoto, izoliran sklop vej ali za en upor. Najpogostejša oblika tega zakona je zapisana:

Vezja je mogoče urediti na dva osnovna načina.

Serijsko vezje: Tu tok teče v celoti po eni poti skozi eno žico. Ne glede na trenutne odpornosti, ki jih trenutno srečujemo na poti, preprosto seštejemo, da dobimo celoten upor vezja kot celote:

R_S = R₁ + R₂ +... + R_N (serijsko vezje)

Vzporedni krog: V tem primeru se primarna žica veje (prikazano kot pravokotno) na dve ali več drugih žic, vsaka s svojim uporom. V tem primeru je skupna upornost podana z:

1 / R_P = 1 / R₁ + 1 / R₂ +... + 1 / R_N (vzporedni krog)

Če raziščete to enačbo, ugotovite, da z dodajanjem uporov enake velikosti zmanjšate upornost vezja kot celote. (Če izberete 1 ohm ali 1 Ω, je matematika lažja.) Po Ohmovem zakonu to dejansko poveča tok!

Če se vam to zdi nerazumljivo, si predstavljajte pretok avtomobilov po prometni avtocesti, ki ga oskrbuje ena cestninska postaja varnostno kopijo prometa za kilometer, nato pa si zamislite isti scenarij s še štirimi mitnicami, enakimi kot najprej. To bo očitno povečalo pretok avtomobilov, čeprav tehnično dodaja odpornost.

Če želite v nizu najti padce napetosti na posameznih uporih, nadaljujte na naslednji način:

1. Izračunajte skupni upor tako, da dodate posamezne vrednosti R.
2. Izračunajte tok v vezju, ki je enak na vsakem uporu, saj je v vezju samo ena žica.
   
3. Izračunajte padec napetosti na vsakem uporu z uporabo Ohmovega zakona.

Primer: priključen je 24-V vir napajanja in trije upori v seriji z R₁= 4 Ω, R₂= 2 Ω in R₃ = 6 Ω. Kakšen je padec napetosti na vsakem uporu?
Najprej izračunajte skupni upor: 4 + 2 + 6 = 12 Ω

Nato izračunajte tok: 24 V / 12 Ω = 2 A

Zdaj uporabite tok za izračun padca napetosti na vsakem uporu. Z uporabo V = IR za vsako vrednost R₁, R₂ in R₃ so 8 V, 4 V in 12 V.

Primer: priključen je 24-V vir napajanja in trije upori vzporedno z R₁= 4 Ω, R₂= 2 Ω in R₃ = 6 Ω, kot prej. Kakšen je padec napetosti na vsakem uporu?

V tem primeru je zgodba preprostejša: ne glede na vrednost upora je padec napetosti na vsakem uporu enak, zaradi česar je tok spremenljivka, ki se v tem primeru razlikuje med upori. To pomeni, da je padec napetosti na vsakem le skupna napetost vezja, deljena s številom uporov v vezju, ali 24 V / 3 = 8 V.

Za primer primera, v katerem lahko s pomočjo samodejnega orodja izračunate padec napetosti v nekakšni ureditvi tokokroga, imenovani delilnik napetosti.