Як розрахувати падіння напруги на резисторах

Простий електрична схема містить джерело Напруга (блок живлення, такий як акумулятор, генератор або комунікаційні дроти, що надходять у вашу будівлю), провід для перенесення струм у вигляді електронів і джерела електрики опір. Насправді такі схеми рідко бувають простими і включають ряд точок розгалуження та повторного з'єднання.

• Напруга (V) вимірюється у вольтах (символ також V); струм (I) вимірюється в амперах або "амперах" (A); а опір (R) вимірюється в омах (Ω).

Вздовж гілок, а іноді і вздовж основного стовбура ланцюга, розміщуються такі предмети, як побутові прилади (лампи, холодильники, телевізори), кожен з яких тягне струм, щоб підтримувати себе. Але що саме відбувається з напругою та струмом у даному електричному ланцюзі, встановленому з фізичної точки зору, коли зустрічається кожен резистор і напруга "падає"?

Закон Ома стверджує, що потік струму - це напруга, поділена на опір. Як це можна побачити, це може стосуватися схеми в цілому, ізольованого набору гілок або одного резистора. Найбільш поширеною формою цього закону є:

Схеми можуть бути влаштовані двома основними способами.

Серійна схема: Тут струм протікає повністю по одному шляху через єдиний провід. Які б опори не зустрічалися на цьому шляху просто складіть, щоб отримати загальний опір схеми в цілому:

Р_S = R₁ + R₂ +... + R_N (послідовний ланцюг)

Паралельний контур: У цьому випадку первинний провід розгалужується (відображається як прямий кут) на два або більше інших дроти, кожен зі своїм резистором. У цьому випадку загальний опір дається:

1 / R_P = 1 / R₁ + 1 / R₂ +... + 1 / R_N (паралельний контур)

Якщо ви дослідите це рівняння, то виявите, що додаючи опори однакової величини, ви зменшуєте опір схеми в цілому. (Вибір 1 Ом або 1 Ом полегшує математику.) За законом Ома це насправді збільшує струм!

Якщо це здається нерозумним, уявіть потік автомобілів на жвавій трасі, яку обслуговує одна платня резервує рух на милю, а потім уявіть той самий сценарій з ще чотирма платними пунктами, ідентичними даним спочатку. Це явно збільшить потік автомобілів, незважаючи на технічно доданий опір.

Якщо ви хочете виявити послідовні перепади напруги на окремих резисторах, виконайте наступні дії:

1. Обчисліть загальний опір, додавши окремі значення R.
2. Обчисліть силу струму в ланцюзі, яка однакова на кожному резисторі, оскільки в ланцюзі є лише один провід.
   
3. Обчисліть падіння напруги на кожному резисторі, використовуючи закон Ома.

Приклад: підключено джерело живлення 24 В і три резистори в серії з Р₁= 4 Ом, R₂= 2 Ом і R₃ = 6 Ω. Яке падіння напруги на кожному резисторі?
Спочатку розрахуйте загальний опір: 4 + 2 + 6 = 12 Ом

Далі розрахуйте силу струму: 24 В / 12 Ом = 2 А

Тепер використовуйте струм для розрахунку падіння напруги на кожному резисторі. Використовуючи V = IR для кожного, значення R₁, Р₂ і Р₃ складають 8 В, 4 В і 12 В.

Приклад: підключено джерело живлення 24 В і три резистори паралельно з Р₁= 4 Ом, R₂= 2 Ом і R₃ = 6 Ом, як і раніше. Яке падіння напруги на кожному резисторі?

У цьому випадку історія простіша: незалежно від значення опору, падіння напруги на кожному резисторі однакове, роблячи струм змінною, яка в цьому випадку відрізняється між резисторами. Це означає, що падіння напруги на кожному - це лише загальна напруга ланцюга, поділена на кількість резисторів в ланцюзі, або 24 В / 3 = 8 В.

Див. «Ресурси» для прикладу екземпляра, в якому ви можете використовувати автоматичний інструмент для обчислення падіння напруги у такій схемі схеми, яка називається дільник напруги.