Hur man beräknar effekt i en seriekrets

Seriekretsar ansluter motstånd så att strömmen, uppmätt genom amplitud eller strömstyrka, följer en väg i kretsen och förblir konstant hela tiden. Strömmen flyter i motsatt riktning av elektroner genom varje motstånd, vilket hindrar flödet elektroner, efter varandra i en enda riktning från den positiva änden av batteriet till batteriet negativ. Det finns inga yttre grenar eller banor genom vilka strömmen kan färdas, som det skulle vara i en parallell krets.

Seriekretsar är vanliga i vardagen. Exempel är några typer av jul- eller helgdagsljus. Ett annat vanligt exempel är en ljusströmbrytare. Dessutom fungerar datorer, tv-apparater och andra elektroniska hushållsapparater genom konceptet med en seriekrets.

• ​I en seriekrets, strömstyrka eller amplitud för strömmen förblir konstant och kan beräknas med hjälp av Ohms lagV = I / Rmedan spänningen sjunker över varje motstånd som kan summeras för att få det totala motståndet. Däremot ändras amplituden hos en ström över en förgreningsmotstånd i en parallell krets medan spänningen förblir konstant.​

Du kan beräkna amplituden, i ampere eller ampere som ges av variabeln A, för seriekretsen genom att summera motståndet vid varje motstånd i kretsen somRoch summera spänningsfallet somV, sedan lösa för I i ekvationenV = I / Ri vilkenVär batteriets spänning i volt,Jagär aktuell, ochRär motståndets totala motstånd i ohm (Ω). Spänningsfallet ska vara lika med batteriets spänning i en seriekrets.

EkvationenV = I / R, känd som Ohms lag, gäller också vid varje motstånd i kretsen. Strömflödet genom en seriekrets är konstant, vilket betyder att det är detsamma vid varje motstånd. Du kan beräkna spänningsfallet vid varje motstånd med Ohms 'Law. I serie ökar spänningen på batterierna, vilket innebär att de håller kortare tid än om de var parallella.

•••Syed Hussain Ather

I ovanstående krets är varje motstånd (betecknat med sicksacklinjer) anslutet till spänningskällan, batteriet (betecknat med + och - som omger de frånkopplade ledningarna), i serie. Strömmen flyter i en riktning och förblir konstant vid varje del av kretsen.

Om du summerar varje motstånd skulle du få ett totalt motstånd på 18 Ω (ohm, där ohm är måttet på motstånd). Det betyder att du kan beräkna ström medV = I / Ri vilkenRär 18 Ω ochVär 9 V för att få en ström I på 162 A (ampere).

I en seriekrets kan du ansluta en kondensator med en kapacitansCoch låt det ladda över tiden. I denna situation mäts ström över kretsen som

i vilkenVär i volt,Rär i ohm,Cär i Farads,tär tid i sekunder, ochJagär i förstärkare. Härehänvisar till Eulerkonstantene​.

Den totala kapacitansen för en seriekrets ges av

där varje invers för varje enskild kondensator summeras på höger sida (1 / C​​₁​, ​1 / C​​₂, etc.). Med andra ord är det inversa av den totala kapacitansen summan av de individuella inverserna för varje kondensator. Med tiden ökar laddningen på kondensatorn och strömmen saktar ner och närmar sig, men når aldrig helt noll.

På samma sätt kan du använda en induktor för att mäta ström

där den totala induktansen L är summan av induktansvärdena för de enskilda induktorerna, mätt i Henries. När en seriekrets bygger laddning när en ström flyter genererar induktorn, en trådspole som vanligtvis omger en magnetkärna, ett magnetfält som svar på strömflödet. De kan användas i filter och oscillatorer,

När man arbetar med kretsar parallellt, där strömmen förgrenar sig genom olika delar av kretsarna, beräkningarna "vänds". I stället för att bestämma det totala motståndet som summan av individuella motstånd, ges det totala motståndet förbi

(samma sätt att beräkna total kapacitans för en seriekrets).

Spänningen, inte strömmen, är konstant genom hela kretsen. Den totala parallella kretsströmmen är lika med summan av strömmen över varje gren. Du kan beräkna både ström och spänning med Ohms lag (V = I / R​).

•••Syed Hussain Ather

I den parallella kretsen ovan skulle det totala motståndet ges av följande fyra steg:

1. ​1 / R_total= 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3
2. ​1 / R_total​ = 1/1 Ω + 1/4 Ω + 1/5 Ω
3. ​1 / R_total​ = 20/20 Ω + 5/20 Ω + 4/20 Ω
4. ​1 / R_total​ = 29/20 Ω
   
5. ​R​_​total​ = 20/29 Ω eller ungefär 0,69 Ω

Observera att i ovanstående beräkning kan du bara nå steg 5 från steg 4 när det bara finns en term på vänster sida (1 / R_total ) och bara en term på höger sida (29/20 Ω).

På samma sätt är den totala kapacitansen i en parallell krets helt enkelt summan av varje enskild kondensator, och den totala induktansen ges också av ett omvänt förhållande (1 / L.​​total​ ​= 1 / L.​​1​ ​+ 1 / L.​​2​ ​+ …​ ).

I kretsar kan ström antingen strömma konstant, vilket är fallet i likström (DC) eller fluktuera i ett vågliknande mönster, i växelströmskretsar (AC). I en växelströmskrets ändras ström mellan en positiv och negativ riktning i kretsen.

Den brittiska fysikern Michael Faraday demonstrerade kraften i DC-strömmar med dynamo-elgeneratorn in 1832, men han kunde inte överföra sin kraft över långa avstånd och likspänningarna krävdes komplicerade kretsar.

När den serbisk-amerikanska fysikern Nikola Tesla skapade en induktionsmotor med växelström 1887 demonstrerade han hur det enkelt överfördes över långa avstånd och kunde konverteras mellan höga och låga värden med hjälp av transformatorer, en enhet som används för att förändras Spänning. Snart nog började hushållen i hela 1900-talet över hela Amerika att avbryta likströmmen till förmån för AC.

Numera använder elektroniska enheter både växelström och likström när så är lämpligt. DC-strömmar används med halvledare för mindre enheter som bara behöver slås på och av, t.ex. bärbara datorer och mobiltelefoner. Växelspänning transporteras genom långa ledningar innan den omvandlas till DC med en likriktare eller diod för att driva dessa apparater som glödlampor och batterier.