Kako izračunati napetost skozi upor (s slikami)

2024 Avtor: Jason Gerald | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-15 08:23

Pred izračunom napetosti na uporu morate najprej določiti vrsto uporabljenega vezja. Če morate ponovno razmisliti o osnovnih izrazih ali potrebujete pomoč pri razumevanju električnih vezij, začnite s prvim razdelkom. V nasprotnem primeru pojdite neposredno na vrsto vezja, na katerem želite delati

Korak

1. del od 3: Razumevanje električnih vezij

Korak 1. Spoznajte električni tok

Uporabite lahko naslednjo analogijo: zamislite si, da v skledo nalivate žita. Vsako zrno zrna je elektron, tok zrna v skledo pa električni tok. Ko govorite o elektriki, to razložite s tem, koliko zrn žita priteče vsako sekundo. Ko govorite o električnem toku, ga merite v enotah amper (amperi), kar je določeno število elektronov (ki so zelo velike vrednosti), ki tečejo vsako sekundo.

Korak 2. Spoznajte električni naboj

Elektroni imajo "negativen" električni naboj. To pomeni, da elektroni privlačijo (ali tečejo proti) pozitivno nabite predmete in odbijajo (ali odtekajo stran) od negativno nabitih predmetov. Vsi elektroni imajo negativen naboj, zato vedno potiskajo druge elektrone in se razpršijo.

Korak 3. Razumeti napetost

Napetost meri razliko v električnem naboju med dvema točkama. Večja kot je razlika, močneje se dve točki privlačita. Tu je primer uporabe običajne baterije:

• V notranjosti baterije nastajajo kemične reakcije, ki tvorijo skupino elektronov. Ti elektroni gredo na negativni pol baterije, medtem ko pozitivni pol ostane skoraj prazen. Ti se imenujejo pozitivni in negativni priključki. Dlje ko traja ta proces, večja je napetost med obema polovima.
• Ko povežete žice med pozitivnim in negativnim polom, imajo elektroni na negativnem polu zdaj kam iti. Elektroni na negativnem polu tečejo proti pozitivnemu polu in proizvajajo električni tok. Večja kot je napetost, več elektronov se vsako sekundo premakne na pozitivni pol.

Korak 4. Spoznajte odpor

Ovira je nekaj, kar blokira elektrone. Večji kot je upor, težje prehajajo elektroni. Upor upočasni električni tok, ker se število elektronov, ki preidejo vsako sekundo, zmanjša.

Upori so lahko karkoli v električnem vezju, ki doda upor. Lahko kupite prave "upore", toda v težavah so upori običajno predstavljeni z žarnicami ali karkoli, kar ima odpor

Korak 5. Zapomnite si Ohmov zakon

Obstaja preprosta povezava med tokom, napetostjo in električnim uporom. Napišite ali zapomnite si naslednjo formulo, saj jo boste potrebovali za reševanje težav, povezanih z električnimi vezji:

• Tok = napetost, deljena z uporom
• Formulo lahko zapišemo na naslednji način: I = ^V / _R
• Pomislite, kaj se zgodi, če se V (napetost) ali R (upor) v vezju poveča. Ali je to v skladu z zgornjo razpravo?

2. del 3: Izračun napetosti skozi upor (serijsko vezje)

Korak 1. Razumeti serijska vezja

Električna vezja serije je zelo enostavno opaziti. Oblika je v obliki kabelske zanke z vsemi sestavnimi deli, razporejenimi vzdolž kabla. Električni tok teče skozi celotno žico in skozi vsak upor ali element, na katerega naleti.

• Električni tok vedno enako na vsaki točki vezja.
• Pri izračunu napetosti lokacija upora v vezju ni pomembna. Lahko vzamete upor in ga premaknete po vezju, napetost na vsakem uporu pa ostane enaka.
• Uporabili bomo primer električnega tokokroga s tremi upori zaporedno: R₁, R₂, in R.₃. Napajanje vezja je iz 12 -voltne baterije. Našli bomo napetost na vsakem uporu.

Korak 2. Izračunajte skupni upor

Seštejte vse vrednosti upora v vezju. Rezultat je skupni upor serijskega vezja.

Na primer, trije upori R₁, R₂, in R.₃ imajo upor 2 (ohmov), 3 oziroma 5. Tako je skupni upor 2 + 3 + 5 = 10 ohmov.

Korak 3. Poiščite tok v tokokrogu

Z Ohmovim zakonom poiščite vrednost toka v celotnem električnem vezju. Ne pozabite, da je v zaporednem vezju tok vedno enak na vsaki točki vezja. Ko dobimo trenutno vrednost, lahko izvedemo vse preostale izračune.

Ohmov zakon pravi, da je tok I = ^V / _R. Napetost v vezju je 12 voltov, skupni upor tokokroga pa 10 ohmov. Te številke vključite v formulo, da dobite I = ¹² / ₁₀ = 1,2 ampera.

Korak 4. Prilagodite Ohmov zakon, da poiščete vrednost napetosti

Uporabite osnovno algebro, da poiščete vrednost napetosti namesto toka:

• Jaz = ^V / _R
• IR = ^VR / _R
• IR = V
• V = IR

Korak 5. Izračunajte napetost na vsakem uporu

Vrednost upora in toka že poznamo. Zdaj lahko naredimo vse izračune. Številke vstavite v formulo in zaključite izračun. Tu so izračuni za tri upore iz zgornjega primera:

• Napetost pri R₁ = V₁ = (1, 2A) (2Ω) = 2,4 volta.
• Napetost pri R₂ = V₂ = (1, 2A) (3Ω) = 3,6 voltov.
• Napetost pri R₃ = V₃ = (1, 2A) (5Ω) = 6 voltov.

Korak 6. Preverite svoje odgovore

V zaporednem vezju mora biti vsota vseh odgovorov enaka skupni napetosti. Seštejte vsako izračunano napetost in preverite, ali se ujema s skupno napetostjo vezja. Če ne, poskusite najti napako v svojih izračunih.

• V skladu z zgornjim primerom je 2, 4 + 3, 6 + 6 = 12 voltov, kar je enako celotni napetosti skozi električno vezje.
• Če je vaš odgovor nekoliko slab (recimo 11, 97 namesto 12), obstaja velika verjetnost, da ste med delom na formulah zaokrožili številke. Ne skrbite, vaš odgovor ni napačen.
• Ne pozabite, da napetost meri razliko v naboju ali število elektronov. Predstavljajte si, da štejete nove elektrone, ki jih vidimo, ko potujejo po električnem vezju. Če pravilno izračunate, boste vedeli skupno spremembo elektronov od začetka do konca.

3. del 3: Izračun napetosti skozi upor (vzporedno vezje)

Korak 1. Spoznajte vzporedna vezja

Predstavljajte si kabel, ki se poveže z enim polom baterije, nato pa se razcepi na dve ločeni žici. Ti dve žici sta med seboj vzporedni, nato se ponovno povežite, preden se povežete z drugim polom baterije. Če je žica na levi strani povezana z uporom, žica na desni pa tudi z drugim uporom, sta oba upora povezana "vzporedno".

Dodate lahko poljubno število vzporednih kablov. Ta priročnik se lahko uporablja za električna vezja, ki se razcepijo na 100 žic, ki se nato ponovno povežejo

Korak 2. Spoznajte, kako električni tok teče v vzporednih vezjih

Električni tok teče po vseh razpoložljivih poteh. Električni tok bo tekel skozi žico na levi, skozi upor na levi in vse do drugega konca. Hkrati tok teče tudi skozi žico na desni, skozi upor na desni in vse do konca. Nobena žica ali upor v vzporednem vezju ne prehaja dvakrat.

Korak 3. S skupno napetostjo poiščite napetost na vsakem uporu

Če poznate napetost v celotnem vezju, je odgovor enostavno najti. Vsaka vzporedna žica ima enako napetost kot celotno električno vezje. Recimo, da ima električni tokokrog dva vzporedna upora in 6 -voltno baterijo. Ovire danes niso zelo pomembne. Če želite to razumeti, se spomnite zgoraj opisanega vezja:

• Ne pozabite, da je vsota napetosti v zaporednem vezju vedno enaka skupni napetosti skozi električni tokokrog.
• Predstavljajte si vsako pot, ki jo tok vodi v zaporednem vezju. Enako velja za vzporedna vezja: če seštejete vse napetosti, je rezultat enak skupni napetosti.
• Ker je tok skozi vsako vzporedno žico le skozi en upor, mora biti napetost na uporu enaka skupni napetosti.

Korak 4. Izračunajte skupni tok električnega tokokroga

Če težava ne daje skupne napetosti v vezju, morate dokončati nekaj dodatnih korakov. Začnite z iskanjem celotnega toka skozi električni tokokrog. V vzporednem vezju je skupni tok enak vsoti tokov skozi vsako vzporedno pot.

• Formula je naslednja: I._skupaj = Jaz₁ + Jaz₂ + Jaz₃…
• Če imate težave pri razumevanju, si predstavljajte vodovodno cev z dvema vejama. Skupna količina vode, ki teče v vrsti cevi, je vsota vode, ki teče v vsaki cevi.

Korak 5. Izračunajte skupni upor električnega tokokroga

Učinkovitost upora se v vzporednem vezju zmanjša, ker blokira tok le skozi eno žico. Pravzaprav, več žic v tokokrogu, lažje je, da tok najde pot, ki teče gladko. Če želite najti skupni upor, poiščite vrednost R. _skupaj v tej enačbi:

• ¹ / _{Rskupaj = ¹ / R1 + ¹ / R2 + ¹ / R3 …}
• Na primer, električno vezje ima vzporedno priključena upora 2 ohma in 4 ohma. ¹ / _{Rskupaj = 1/2 + 1/4 = 3/4 → 1 = (3/4) Rskupaj → Rskupaj = 1/(3/4) = 4/3 = ~ 1,33 ohma}

Korak 6. Poiščite napetost iz vašega odgovora

Ne pozabite, da ko ugotovimo skupno napetost električnega tokokroga, že poznamo velikost napetosti skozi vsako vzporedno žico. Za dokončanje izračuna uporabite Ohmov zakon. Oglejte si naslednja primera vprašanj:

• Električni tokokrog ima tok 5 amperov in skupni upor 1,33 ohma.
• Po Ohmovem zakonu je I = V / R, tako da je V = IR
• V = (5A) (1, 33Ω) = 6,65 voltov.

Nasveti

• Če imate zapleteno električno vezje, na primer z vzporedno povezanimi upori in serije, izberite dva najbližja upora. Poiščite skupni upor skozi oba upora z uporabo pravil za upore v zaporednih in vzporednih vezjih. Zdaj ga lahko obravnavate kot en sam upor. Ta postopek nadaljujte, dokler ne dobite vezja, v katerem so razporejeni upori samo v seriji ali vzporedno.
• Napetost na uporu se pogosto imenuje "padec napetosti".

• Razumeti naslednje izraze:

  • Električno vezje/sklop - Razporeditev različnih komponent (uporov, kondenzatorjev in induktorjev), ki so povezane s kabli in se lahko napajajo.
  • Upor - element, ki zmanjšuje ali zavira električni tok.
  • Tok - tok električnega naboja v kablu. Izraženo v Ampereju (A).
  • Napetost - Količina električnega naboja, ki prehaja vsako sekundo. Izraženo v voltnih enotah (V).
  • Odpornost - Merilo nasprotovanja elementa električnemu toku. Izraženo v ohmih (Ω)