Как да изчислим напрежението на резистор

Автор: Randy Alexander
Дата На Създаване: 27 Април 2021
Дата На Актуализиране: 1 Юли 2024
Anonim
Example: Analyzing a more complex resistor circuit | Physics | Khan Academy
Видео: Example: Analyzing a more complex resistor circuit | Physics | Khan Academy

Съдържание

Преди да можете да изчислите напрежението на резистора, първо трябва да определите какъв тип верига се използва. Ако имате нужда от преглед на основите или се нуждаете от малко помощ за разбирането на типовете вериги, започнете с Първа част. Ако не, пропуснете го и отидете на текста за типа верига, с който трябва да се справите.

Стъпки

Част 1 от 3: Разбиране на електрическите вериги

  1. Научете за схемите. Помислете за схемата по този начин на мислене: представете си, че изсипвате торба с царевични зърна в купа. Всяко зърно царевица е електрон (електрон), а потокът на зърното, течащ в купата, е електрически ток. Когато говорите за линии, вие го описвате, като казвате колко частици се движат в секунда.

  2. Помислете за електрическите заряди. Електроните носят "отрицателен" заряд. Тоест те привличат (или се придвижват) към положително зареден обект и изтласкват (или се отдалечават) от отрицателно зареден обект. Тъй като всички те са отрицателни, електроните винаги се опитват да се тласнат, като се разпространяват, когато е възможно.

  3. Разберете напрежението. Напрежението е разликата в заряда между две точки. Колкото по-голяма е разликата в зареждането, толкова по-здрави са двата края. По-долу е даден пример за конвенционална батерия:
    • В батерията протичат химични реакции и се натрупват електрони. Тези електрони се движат към отрицателния терминал, докато положителният връх остава в състояние почти празно (те се наричат ​​катод и анод). Колкото по-дълъг е този процес, толкова по-голямо е напрежението между двата края.
    • Когато свързвате проводници между катода и анода, внезапно електронът на катода има място за движение. Те стрелят към анода, генерирайки електрически ток. Колкото по-високо е напрежението, толкова повече електрони се движат към анода в секунда.

  4. Разберете концепцията за съпротива. Резисторът има естеството на името си. Колкото по-голямо е съпротивлението на даден обект, толкова по-трудно е електроните да преминат през него. Той забавя тока, защото сега по-малко електрони могат да преминат през всяка секунда.
    • Съпротивлението е всичко, което принадлежи към верига и добавя съпротивление към верига. Можете да си купите истински „резистор“ в магазин за електрозахранване, но при проблеми с веригата съпротивлението обикновено се представя от електрическа крушка или друг резистивен обект.
  5. Помнете закона на Ом. Съществува много проста връзка между силата на тока, напрежението и съпротивлението. Запишете го или го запомнете - ще трябва да го използвате редовно, когато решавате проблеми с веригата:
    • Ток = напрежение, разделено на резистор
    • Обикновено се пише във формата: I = / R
    • Помислете какво се случва при увеличаване на V (напрежение) или R (съпротивление). Съвпада ли с това, което научихте в обяснението по-горе?
    реклама

Част 2 от 3: Изчислете напрежението на резистора (последователна верига)

  1. Разберете какво е серийна схема. Серийната верига е лесна за идентифициране. Това беше просто намотка, с всичко подредено подред. Токът се движи около цялата намотка, преминавайки на свой ред през всеки от резисторите или компонентите, изграждащи веригата.
    • Сила на тока еднакво във всяка точка на веригата.
    • При изчисляване на напрежението положението на резистора във веригата няма значение. Можете да вземете и промените позицията на резистора, напрежението на всеки резистор ще остане постоянно.
    • Помислете за примерна схема с три последователни резистора: R1, R2и R3. Тази верига се захранва от 12V батерия. Ще намерим напрежението на всеки резистор.
  2. Изчислете съпротивлението по цялата верига. Съберете всички стойности на съпротивлението във веригата. Отговорът е пълното съпротивление на веригата на последователната верига.
    • Вземете например три резистора R1, R2и R3 Съпротивленията са съответно 2 Ω (ома), 3 Ω и 5 Ω. Съпротивлението на пълната верига е 2 + 3 + 5 = 10 ома.
  3. Намерете силата на тока. Използвайте закона на Ом, за да намерите силата на тока на цялата верига. Не забравяйте, че в последователната верига амперажът е еднакъв при всички позиции. След като сме изчислили линията по този начин, можем да я използваме за всички изчисления.
    • Законът на Ом казва, че силата на тока I = / R. Напрежението на пълната верига е 12 волта, а съпротивлението на пълната верига е 10 ома. Отговорът е I = / 10 = 1,2 ампера.
  4. Трансформирайте закона на Ом, за да намерите напрежение. С основната алгебра можем да трансформираме закона на Ом, за да намерим напрежение вместо ампераж:
    • I = / R
    • IR = R / R
    • IR = V
    • V = IR
  5. Изчислете напрежението на всеки резистор. Вече знаем стойността на съпротивлението, знаем силата на тока и вече имаме уравнението. Променете номера и решете. За примерния проблем имаме:
    • Отблъскване на R1 = V1 = (1.2A) (2Ω) = 2.4V.
    • Напрежението на R2 = V2 = (1.2A) (3Ω) = 3.6V.
    • Напрежението на R3 = V3 = (1.2A) (5Ω) = 6.0V.
  6. Провери си отговорите. В последователната верига общото напрежение на всички резистори трябва да бъде равно на напрежението на пълната верига. Съберете всички изчислени напрежения и вижте дали получавате пълното напрежение на веригата. Ако това не помогне, върнете се и намерете грешката.
    • В нашия пример: 2,4 + 3,6 + 6,0 = 12V, което е напрежението в пълната верига.
    • Ако сумата от напреженията е била малко по-малка (да речем 11,97 вместо 12), вероятно сте закръглили числото някъде. Вашият отговор все още е верен.
    • Не забравяйте, че напрежението измерва разликата в заряда или броя на електроните. Представете си, че броите броя на електроните, които виждате, докато се движите по верига. Ако броят е правилен, в крайна сметка ще получите общия заряд в електроните от началото до края.
    реклама

Част 3 от 3: Изчислете напрежението на резистора (паралелна верига)

  1. Разберете какво е паралелна верига. Представете си жица с единия край, разположен на батерията, а другият е разделен на два отделни проводника. Двата проводника вървят успоредно един на друг и след това се свързват отново, преди да достигнат другия край на батерията. Ако и лявата жица, и дясната линия имат един резистор, тогава двата резистора са свързани "паралелно".
    • Паралелните вериги могат да имат произволен брой проводници. Тази инструкция важи за вериги, разделени на сто проводника и след това събрани.
  2. Помислете как протича токът във веригата. В паралелна верига токът протича през всяка пътека, за която се доставя. Той ще премине през жицата от лявата страна, ще премине резистора отляво и ще достигне другия край. В същото време той също ще премине през проводника отдясно, над десния резистор и до другия край. Никоя част от тока не тече назад или напред през двата резистора паралелно.
  3. Използвайте напрежението в пълната верига, за да намерите напрежението на всеки резистор. Когато знаете напрежението в пълната верига, намирането на напрежението на всеки резистор ще бъде невероятно лесно. Всеки паралелен проводник има същото напрежение като това на цялата верига. Да приемем, че верига с два паралелни резистора се захранва от 6V батерия. Напрежението на левия резистор ще бъде 6V, а напрежението на десния резистор също ще бъде 6V. Няма значение колко голяма е стойността на резистора. За да разберем защо, нека прегледаме серийната схема, спомената по-горе:
    • Не забравяйте, че в последователни вериги напрежението в пълната верига винаги е равно на сумата от напрежението за всеки спад на напрежението.
    • Помислете за всеки текущ път като за последователна верига. Същото е вярно: като събирате напрежението на целия резистор, в крайна сметка получавате напрежението в пълната верига.
    • Тъй като токът, преминаващ през всеки проводник само през един резистор, напрежението на този резистор трябва да бъде равно на общото напрежение.
  4. Изчислете силата на тока на пълната верига. Ако проблемът не показва пълното напрежение на веригата, ще трябва да изпълните още няколко стъпки. Започнете, като намерите количеството ток, протичащ през тази верига. В паралелна верига токът на пълната верига е равен на сумата от тока, преминаващ през всеки паралелен клон.
    • В математически план: Iобща сума = Аз1 + I2 + I3...
    • Ако ви е трудно да разберете, представете си водопровод, разделен на две. Общият отток е просто количеството вода, течаща през всяка тръба, събрана заедно.
  5. Изчислете съпротивлението по цялата верига. В паралелните вериги резисторите не са толкова ефективни, защото само пречат на тока, протичащ през един проводник или завой. Факт е, че колкото повече вериги на завой, толкова по-лесно е токът да намери пътя си до другия край. За да намерите пълното съпротивление на веригата, решете следното уравнение и намерете Rобща сума:
    • / Rобща сума = / R1 + / R2 + / R3...
    • Вземете например схема с паралелно монтирани резистори от 2 ома и 4 ома. / Rобща сума = 1/2 + 1/4 = 3/4 → 1 = (3/4) Rобща сума → Rобща сума = 1 / (3/4) = 4/3 = ~ 1,33 прегръдки.
  6. Намерете напрежението от получения резултат. Не забравяйте, че след като намерим пълното напрежение на веригата, намерихме и напрежението на всеки паралелен проводник. Използвайте закона на Ом, намерете напрежението на цялата верига. Например:
    • Помислете за верига с линия от 5 ампера. Съпротивлението на пълната верига е 1,33 ома.
    • Според закона на Ом имаме: I = V / R, така че: V = IR.
    • V = (5A) (1,33Ω) = 6,65V.
    реклама

Съвети

  • Ако има сложна схема със серийни резистори и паралелно или изберете два близки резистора. Намерете техните комбинирани съпротивления, като използвате правилното правило за паралелно или последователно съпротивление. В този момент можете да ги възприемате като единичен резистор. Правете това, докато се получи проста схема с резистори или успоредно, или сериен.
  • Напрежението на резистора често се нарича "спад на напрежението".
  • Разберете терминологията:
    • Верига - която се състои от частите, изграждащи веригата (като резистори, кондензатори и индуктори), свързани с проводници и където токът може да тече в нея
    • Резистори - части, които могат да намалят или да повлияят на тока
    • Електрически ток - електрически заряд, течащ в проводника, единица: Amp, A
    • Напрежение - работата, извършена за преместване на заредена частица; Единица: Волт, V
    • Съпротивлението на обект - мярка за неговото съпротивление на тока; Единица: прегръдка, Ω