Как да се изчисли напрежението чрез резистор (със снимки)

2024 Автор: Jason Gerald | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-15 08:09

Преди да изчислите напрежението на резистор, първо трябва да определите типа на използваната верига (нишка). Ако трябва да преразгледате основните условия или имате нужда от помощ при разбирането на електрическите вериги, започнете с първия раздел. В противен случай отидете директно към типа схема, върху която искате да работите

Стъпка

Част 1 от 3: Разбиране на електрическите вериги

Стъпка 1. Научете за електрическия ток

Можете да използвате следната аналогия: представете си, че наливате зърнени храни в купа. Всяко зърно от зърно е електрон, а потокът на зърното в купата е електрически ток. Когато говорите за електричество, го обяснявате, като казвате колко зърнени култури текат всяка секунда. Когато говорите за електрически ток, го измервате в единици ампер (ампера), което е определен брой електрони (които са много големи стойности), които текат всяка секунда.

Стъпка 2. Знайте за електрическия заряд

Електроните имат "отрицателен" електрически заряд. Тоест електроните привличат (или текат към) положително заредени обекти и отблъскват (или изтичат от) отрицателно заредени обекти. Всички електрони имат отрицателен заряд, така че те винаги изтласкват други електрони и се разсейват.

Стъпка 3. Разберете за напрежението

Напрежението измерва разликата в електрическия заряд между две точки. Колкото по -голяма е разликата, толкова по -силно се привличат двете точки. Ето пример за използване на обикновена батерия:

• Вътре в батерията химичните реакции, които се случват, произвеждат група от електрони. Тези електрони отиват към отрицателния полюс на батерията, докато положителният полюс остава почти празен. Те се наричат положителни и отрицателни клеми. Колкото по -дълго трае този процес, толкова по -голямо е напрежението между двата полюса.
• Когато свържете проводниците между положителния и отрицателния полюс, електроните на отрицателния полюс вече имат къде да отидат. Електроните на отрицателния полюс текат към положителния полюс и произвеждат електрически ток. Колкото по -голямо е напрежението, толкова повече електрони се придвижват към положителния полюс всяка секунда.

Стъпка 4. Научете за съпротивата

Препятствието е нещо, което блокира електроните. Колкото по -голямо е съпротивлението, толкова по -трудно преминават електроните. Съпротивлението забавя електрическия ток, тъй като броят на електроните, които преминават всяка секунда, намалява.

Резисторите могат да бъдат всичко в електрическа верига, което добавя съпротивление. Можете да си купите истински „резистори“, но при проблеми резисторите обикновено са представени от крушки или нещо, което има съпротива

Стъпка 5. Запомнете закона на Ом

Съществува проста връзка между ток, напрежение и електрическо съпротивление. Напишете или запомнете следната формула, тъй като тя ще ви е необходима за решаване на проблеми, свързани с електрическите вериги:

• Ток = напрежение, разделено на съпротивление
• Формулата може да бъде записана по следния начин: I = ^V / _R
• Помислете какво се случва, ако V (напрежение) или R (съпротивление) във веригата се увеличи. Дали е в съответствие с дискусията по -горе?

Част 2 от 3: Изчисляване на напрежението през резистор (последователна верига)

Стъпка 1. Разберете за последователните схеми

Електрическите вериги от серията се забелязват много лесно. Формата е под формата на кабелна верига с всички компоненти, подредени в един ред по кабела. Електрически ток преминава през целия проводник и през всеки резистор или елемент, който срещне.

• Електрически ток винаги едно и също във всяка точка на веригата.
• При изчисляване на напрежението местоположението на резистора във веригата е без значение. Можете да вземете резистор и да го преместите по веригата, а напрежението на всеки резистор остава същото.
• Ще използваме пример за електрическа верига с 3 резистора последователно: R₁, R₂, и R.₃. Електрическата верига се захранва от 12 -волтова батерия. Ще намерим напрежението на всеки резистор.

Стъпка 2. Изчислете общото съпротивление

Добавете всички стойности на съпротивлението във веригата. Резултатът е общото съпротивление на последователната верига.

Например трите резистора R₁, R₂, и R.₃ имат съпротивления съответно 2 (ома), 3 и 5. По този начин общото съпротивление е 2 + 3 + 5 = 10 ома.

Стъпка 3. Намерете тока във веригата

Използвайте закона на Ом, за да намерите стойността на тока в цяла електрическа верига. Не забравяйте, че в последователна верига токът винаги е един и същ във всяка точка на веригата. След като получим текущата стойност, можем да извършим всички останали изчисления.

Законът на Ом гласи, че ток I = ^V / _R. Напрежението във веригата е 12 волта, а общото съпротивление на веригата е 10 ома. Включете тези числа във формулата, за да получите I = ¹² / ₁₀ = 1,2 ампера.

Стъпка 4. Настройте закона на Ом, за да намерите стойността на напрежението

Използвайте основна алгебра, за да намерите стойността на напрежението вместо тока:

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

Стъпка 5. Изчислете напрежението на всеки резистор

Вече знаем стойността на съпротивлението и тока. Сега можем да направим всички изчисления. Включете числата във формулата и завършете изчислението. Ето изчисленията за трите резистора от горния пример:

• Напрежение при R₁ = V₁ = (1, 2A) (2Ω) = 2, 4 волта.
• Напрежение при R₂ = V₂ = (1, 2A) (3Ω) = 3,6 волта.
• Напрежение при R₃ = V₃ = (1, 2A) (5Ω) = 6 волта.

Стъпка 6. Проверете отговорите си

В последователна верига сумата от всички отговори трябва да е равна на общото напрежение. Добавете всяко изчислено напрежение и проверете дали то съвпада с общото напрежение на веригата. Ако не, опитайте да намерите грешката в изчисленията си.

• Съгласно горния пример 2, 4 + 3, 6 + 6 = 12 волта, равни на общото напрежение през електрическата верига.
• Ако отговорът ви е малко отхвърлен (да речем 11, 97 вместо 12), има вероятност да сте закръглили числата, докато работите по формули. Не се притеснявайте, отговорът ви не е грешен.
• Не забравяйте, че напрежението измерва разликата в заряда или броя на електроните. Представете си, че броите новите електрони, които се виждат, докато пътуват по електрическа верига. Ако изчислите правилно, ще знаете общата промяна в електроните от началото до края.

Част 3 от 3: Изчисляване на напрежението през резистор (паралелна верига)

Стъпка 1. Научете за паралелни схеми

Представете си кабел, свързан към единия полюс на батерията, след което се разклонява на два отделни проводника. Тези два проводника са успоредни един на друг, след това се свържете отново, преди да се свържете с другия полюс на батерията. Ако проводникът отляво е свързан към резистор, а проводникът отдясно също е свързан с друг резистор, двата резистора са свързани „паралелно“.

Можете да добавите толкова паралелни кабели, колкото искате. Това ръководство може да се използва за електрически вериги, които се разклоняват на 100 проводника, които след това се свързват отново

Стъпка 2. Знайте как протича електрически ток в паралелни вериги

Електрическият ток протича през всеки наличен път. Електрическият ток ще тече през проводника вляво, през резистора вляво и чак до другия край. В същото време токът също тече през проводника отдясно, през резистора отдясно и чак до края. Никакви проводници или резистори в паралелна верига не се пропускат два пъти.

Стъпка 3. Използвайте общото напрежение, за да намерите напрежението на всеки резистор

Ако знаете напрежението в цялата верига, отговорът е лесен за намиране. Всеки паралелен проводник има същото напрежение като цялата електрическа верига. Да речем, че електрическата верига има два резистора паралелно и 6 -волтова батерия. Бариерите не са особено актуални днес. За да го разберете, припомнете описаната по -горе последователна схема:

• Не забравяйте, че сумата от напреженията в последователна верига винаги е равна на общото напрежение през електрическата верига.
• Представете си всеки път, който токът преминава в последователна верига. Същото важи и за паралелните вериги: ако съберете всички напрежения, резултатът е равен на общото напрежение.
• Тъй като токът през всеки паралелен проводник е само през един резистор, напрежението в резистора трябва да е равно на общото напрежение.

Стъпка 4. Изчислете общия ток на електрическата верига

Ако проблемът не дава общото напрежение във веригата, ще трябва да изпълните няколко допълнителни стъпки. Започнете, като намерите общия ток през електрическата верига. В паралелна верига общият ток е равен на сумата от токовете през всеки паралелен път.

• Формулата е следната: I_{обща сума} = Аз₁ + Аз₂ + Аз₃…
• Ако имате проблеми с разбирането му, представете си водопровод, който има два клона. Общото количество вода, протичаща в серия тръби, е сумата от водата, която тече във всяка тръба.

Стъпка 5. Изчислете общото съпротивление на електрическата верига

Ефективността на резистора се намалява в паралелна верига, защото блокира само тока през един проводник. Всъщност, колкото повече проводници в една верига, толкова по -лесно е токът да намери път, който да тече гладко. За да намерите общото съпротивление, намерете стойността на R. _{обща сума} в това уравнение:

• ¹ / _{Rобща сума = ¹ / R1 + ¹ / R2 + ¹ / R3 …}
• Например, една електрическа верига има резистори от 2 ома и 4 ома, свързани съответно паралелно. ¹ / _{Rобща сума = 1/2 + 1/4 = 3/4 → 1 = (3/4) Rобща сума → Rобща сума = 1/(3/4) = 4/3 = ~ 1,33 ома.}

Стъпка 6. Намерете напрежението от отговора си

Не забравяйте, че след като намерим общото напрежение на електрическата верига, вече знаем величината на напрежението през всеки паралелен проводник. Използвайте закона на Ом, за да завършите изчислението. Разгледайте следните примерни въпроси:

• Електрическата верига има ток от 5 ампера и общо съпротивление 1,33 ома.
• Съгласно закона на Ом, I = V / R, така че V = IR
• V = (5A) (1, 33Ω) = 6,65 волта.

Съвети

• Ако имате сложна електрическа верига, например с паралелно свързани резистори и серия, изберете двата най -близки резистора. Намерете общото съпротивление през двата резистора, като използвате правилата за резистори в последователни и паралелни вериги. Сега можете да го третирате като единичен резистор. Продължете този процес, докато получите верига, в която са подредени резисторите само в серия или паралелно.
• Напрежението в резистора често се нарича "спад на напрежението".

• Разберете следните термини:

  • Електрическа верига/верига - Подреждането на различни компоненти (резистори, кондензатори и индуктори), които са свързани с кабели и могат да бъдат захранени.
  • Резистор - елемент, който намалява или потиска електрическия ток.
  • Ток - Потокът от електрически заряд в кабела. Изразено в Ампер (А).
  • Напрежение - Количеството електрически заряд, който преминава всяка секунда. Изразено в единици волта (V).
  • Съпротивление - мярка за противопоставяне на елемент на електрически ток. Изразено в ома (Ω)