Hogyan lehet kiszámítani a feszültséget egy ellenálláson keresztül (képekkel)

2024 Szerző: Jason Gerald | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-15 08:16

Az ellenállás feszültségének kiszámítása előtt először meg kell határoznia a használt áramkör (szál) típusát. Ha újra meg kell vizsgálnia az alapvető kifejezéseket, vagy segítségre van szüksége az elektromos áramkörök megértéséhez, akkor kezdje az első szakasszal. Ellenkező esetben lépjen közvetlenül ahhoz az áramkörhöz, amelyen dolgozni szeretne

Lépés

Rész 1 /3: Az elektromos áramkörök megértése

1. lépés. Ismerje meg az elektromos áramot

Használhatja a következő analógiát: képzelje el, hogy gabonapelyhet önt egy tálba. Minden gabonamag egy elektron, és a gabona áramlása a tálba elektromos áram. Amikor az elektromosságról beszél, azt azzal magyarázza, hogy hány szem gabona folyik másodpercenként. Amikor az elektromos áramról beszél, akkor mértékegységeiben mérje amper (amper), ami bizonyos számú elektron (amelyek nagyon nagy értékek), amelyek másodpercenként áramlanak.

2. lépés. Ismerje meg az elektromos töltést

Az elektronok "negatív" elektromos töltéssel rendelkeznek. Vagyis az elektronok vonzzák (vagy felé áramlanak) a pozitív töltésű tárgyakat, és taszítják (vagy távolítják el) a negatív töltésű tárgyakat. Minden elektron negatív töltéssel rendelkezik, így mindig más elektronokat nyomnak és szóródnak.

3. lépés. Ismerje meg a feszültséget

A feszültség a két pont közötti elektromos töltés különbségét méri. Minél nagyobb a különbség, annál erősebben vonzza egymást a két pont. Íme egy példa a hagyományos akkumulátor használatára:

• Az akkumulátor belsejében a bekövetkező kémiai reakciók elektronok halmazát hozzák létre. Ezek az elektronok az akkumulátor negatív pólusához mennek, míg a pozitív pólus szinte üres marad. Ezeket pozitív és negatív termináloknak nevezik. Minél tovább tart ez a folyamat, annál nagyobb a feszültség a két pólus között.
• Amikor csatlakoztatja a vezetékeket a pozitív és negatív pólusok közé, a negatív pólus elektronjainak most van hova menniük. A negatív pólus elektronjai a pozitív pólus felé áramlanak és elektromos áramot termelnek. Minél nagyobb a feszültség, annál több elektron mozog a pozitív pólusra másodpercenként.

4. lépés. Ismerje meg az ellenállást

Az akadály valami, ami blokkolja az elektronokat. Minél nagyobb az ellenállás, annál nehezebb az elektronok áthaladása. Az ellenállás lelassítja az elektromos áramot, mert csökken a másodpercenként áthaladó elektronok száma.

Az ellenállások bármi lehet az elektromos áramkörben, amely növeli az ellenállást. Vásárolhat valódi „ellenállásokat”, de a problémákban az ellenállásokat általában izzók vagy bármi, ami ellenáll

5. lépés. Jegyezze meg Ohm törvényét

Az áram, a feszültség és az elektromos ellenállás között egyszerű kapcsolat van. Írja vagy jegyezze meg a következő képletet, amire szüksége lesz az elektromos áramkörökkel kapcsolatos problémák megoldásához:

• Áram = feszültség osztva az ellenállással
• A képlet a következőképpen írható fel: I = ^V / _R
• Gondolja meg, mi történik, ha a V (feszültség) vagy R (ellenállás) növekszik az áramkörben. Ez összhangban van a fenti vitával?

Rész 3 /3: A feszültség kiszámítása ellenálláson keresztül (sorozatáramkör)

1. lépés: Ismerje meg a soros áramköröket

A sorozat elektromos áramköreit nagyon könnyű észlelni. A forma kábelhurok formájában van, az összes alkotóelem a kábel mentén egy sorban helyezkedik el. Elektromos áram folyik át a teljes vezetéken és minden ellenálláson vagy elemen, amellyel találkozik.

• Elektromos áram mindig ugyanaz az áramkör minden pontján.
• A feszültség kiszámításakor az ellenállás helye az áramkörben lényegtelen. Vehet egy ellenállást, és áthelyezheti az áramkörön, és az egyes ellenállások feszültsége ugyanaz marad.
• Egy példát fogunk használni egy elektromos áramkörre, három soros ellenállással: R₁, R₂és R.₃. Az áramkör 12 voltos akkumulátorról kap áramot. Megtaláljuk az egyes ellenállások feszültségét.

2. lépés. Számítsa ki a teljes ellenállást

Adja össze az áramkör összes ellenállási értékét. Az eredmény a soros áramkör teljes ellenállása.

Például a három R ellenállás₁, R₂és R.₃ ellenállása 2 (ohm), 3, és 5. Így a teljes ellenállás 2 + 3 + 5 = 10 ohm.

3. lépés. Keresse meg az áramot az áramkörben

Az Ohm -törvény segítségével keresse meg az áram értékét egy teljes elektromos áramkörben. Ne feledje, hogy soros áramkörben az áram mindig azonos az áramkör minden pontján. Az aktuális érték megszerzése után elvégezhetjük az összes többi számítást.

Ohm törvénye kimondja, hogy a jelenlegi I = ^V / _R. Az áramkör feszültsége 12 volt, az áramkör teljes ellenállása 10 ohm. Dugja be ezeket a számokat a képletbe, hogy megkapja az I = értéket ¹² / ₁₀ = 1,2 amper.

4. lépés Állítsa be az Ohm -törvényt a feszültségérték megtalálásához

Az alapvető algebra segítségével keresse meg a feszültség értékét az áram helyett:

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

5. lépés. Számítsa ki az egyes ellenállások feszültségét

Már tudjuk az ellenállás és az áram értékét. Most elvégezhetjük az összes számítást. Csatlakoztassa a számokat a képlethez, és fejezze be a számítást. Íme a fenti példából a három ellenállás számításai:

• Feszültség R -nél₁ = V₁ = (1, 2A) (2Ω) = 2, 4 volt.
• Feszültség R -nél₂ = V₂ = (1, 2A) (3Ω) = 3,6 volt.
• Feszültség R -nél₃ = V₃ = (1, 2A) (5Ω) = 6 volt.

6. lépés. Ellenőrizze a válaszokat

Soros áramkörben az összes válasz összegének meg kell egyeznie a teljes feszültséggel. Adja össze minden kiszámított feszültséget, és ellenőrizze, hogy megegyezik -e az áramkör teljes feszültségével. Ha nem, próbálja megtalálni a hibát a számításokban.

• A fenti példa szerint 2, 4 + 3, 6 + 6 = 12 volt, egyenlő az elektromos áramkörön áthaladó teljes feszültséggel.
• Ha a válasza kissé rossz (mondjuk 11 helyett 97, 12 helyett), akkor valószínű, hogy kerekített számokkal dolgozik a képleteken. Ne aggódj, a válaszod nem téves.
• Ne feledje, a feszültség a töltéskülönbséget vagy az elektronok számát méri. Képzeld el, hogy számolod az új elektronokat, amint azok egy elektromos áramkör mentén haladnak. Ha helyesen számol, akkor tudni fogja az elektronok teljes változását az elejétől a végéig.

Rész 3 /3: A feszültség kiszámítása ellenálláson keresztül (párhuzamos áramkör)

1. lépés. Ismerje meg a párhuzamos áramköröket

Képzeljen el egy kábelt, amely az akkumulátor egyik pólusához csatlakozik, majd két külön vezetékre ágazik. Ez a két vezeték párhuzamos egymással, majd csatlakoztassa újra, mielőtt csatlakoztatja az akkumulátor másik pólusához. Ha a bal oldali vezeték egy ellenálláshoz van csatlakoztatva, és a jobb oldali vezeték egy másik ellenálláshoz is csatlakozik, akkor a két ellenállás "párhuzamosan" van csatlakoztatva.

Annyi párhuzamos kábelt adhat hozzá, amennyit csak akar. Ez az útmutató használható olyan elektromos áramkörökhöz, amelyek 100 vezetékre szakadnak, majd újra csatlakoznak

2. lépés Tudja meg, hogyan áramlik az elektromos áram a párhuzamos áramkörökben

Az elektromos áram minden rendelkezésre álló úton áthalad. Az elektromos áram a bal oldali vezetéken, a bal oldali ellenálláson és egészen a másik végéig áramlik. Ugyanakkor áram folyik a jobb oldali vezetéken, a jobb oldali ellenálláson és egészen a végéig. Egy párhuzamos áramkörben semmilyen vezetéket vagy ellenállást nem vezetnek át kétszer.

3. lépés. A teljes feszültség segítségével keresse meg az egyes ellenállások feszültségét

Ha ismeri a feszültséget az egész áramkörön, a válasz könnyen megtalálható. Minden párhuzamos vezetéknek ugyanaz a feszültsége, mint a teljes elektromos áramkörnek. Tegyük fel, hogy egy elektromos áramkörben két ellenállás van párhuzamosan és egy 6 voltos akkumulátor. Az akadályok ma nem nagyon relevánsak. Ennek megértéséhez emlékezzen a fent leírt soros áramkörre:

• Ne feledje, hogy a soros áramkör feszültségeinek összege mindig megegyezik az elektromos áramkörön áthaladó teljes feszültséggel.
• Képzeljünk el minden olyan utat, amelyet az áram egy soros áramkörben vesz. Ugyanez igaz a párhuzamos áramkörökre is: ha összeadja az összes feszültséget, az eredmény megegyezik a teljes feszültséggel.
• Mivel az egyes párhuzamos vezetékeken átfolyó áram csak egy ellenálláson megy keresztül, az ellenálláson lévő feszültségnek meg kell egyeznie a teljes feszültséggel.

4. lépés. Számítsa ki az elektromos áramkör teljes áramát

Ha a probléma nem adja meg az áramkör teljes feszültségét, akkor néhány további lépést kell elvégeznie. Kezdje azzal, hogy megtalálja a teljes áramot az elektromos áramkörön keresztül. Egy párhuzamos áramkörben a teljes áram egyenlő az egyes párhuzamos utakon átáramló áramok összegével.

• A képlet a következő: I._teljes = Én₁ + Én₂ + Én₃…
• Ha nehezen érti, képzeljen el egy vízvezetéket, amelynek két ága van. A csövek sorozatában folyó összes vízmennyiség az egyes csövekben folyó víz összege.

5. lépés Számítsa ki az elektromos áramkör teljes ellenállását

Az ellenállás hatékonysága csökken egy párhuzamos áramkörben, mert csak egy vezetéken keresztül blokkolja az áramot. Valójában minél több vezeték van az áramkörben, annál könnyebben talál áram az utat a zökkenőmentes áramláshoz. A teljes ellenállás megtalálásához keresse meg az R értékét. _teljes ebben az egyenletben:

• ¹ / _{Rteljes = ¹ / R1 + ¹ / R2 + ¹ / R3 …}
• Például egy elektromos áramkörben 2 ohmos és 4 ohmos ellenállások vannak párhuzamosan csatlakoztatva. ¹ / _{Rteljes = 1/2 + 1/4 = 3/4 → 1 = (3/4) Rteljes → Rteljes = 1/(3/4) = 4/3 = ~ 1,33 ohm.}

6. lépés. Keresse meg a válaszból a feszültséget

Ne feledje, ha megtaláljuk az elektromos áramkör teljes feszültségét, már ismerjük az egyes párhuzamos vezetékek feszültségének nagyságát. A számítás befejezéséhez használja az Ohm -törvényt. Nézze meg az alábbi példakérdéseket:

• Az elektromos áramkör 5 amper áramerősségű és teljes ellenállása 1,33 ohm.
• Az Ohm -törvény szerint I = V / R, így V = IR
• V = (5A) (1, 33Ω) = 6,65 volt.

Tippek

• Ha bonyolult elektromos áramköre van, például párhuzamosan csatlakoztatott ellenállásokkal és sorozatban válassza ki a két legközelebbi ellenállást. Keresse meg a teljes ellenállást a két ellenálláson keresztül a soros és párhuzamos áramkörök ellenállására vonatkozó szabályok szerint. Most egyetlen ellenállóként kezelheti. Folytassa ezt a folyamatot, amíg nem lesz olyan áramkör, amelyben az ellenállások el vannak helyezve csak sorozatban vagy párhuzamos.
• Az ellenálláson lévő feszültséget gyakran "feszültségesésnek" nevezik.

• Értsd meg a következő kifejezéseket:

  • Elektromos áramkör/szál - Különböző alkatrészek (ellenállások, kondenzátorok és induktivitások) elrendezése, amelyek kábelekkel vannak összekötve és feszültség alá helyezhetők.
  • Ellenállás - olyan elem, amely csökkenti vagy gátolja az elektromos áramot.
  • Áram - Az elektromos töltés áramlása a kábelben. Ampere -ben kifejezve (A).
  • Feszültség - A másodpercenként áthaladó elektromos töltés mennyisége. Volt mértékegységben kifejezve (V).
  • Ellenállás - Az elem elektromos árammal szembeni ellenállásának mértéke. Ohmban kifejezve (Ω)