dmylogi.com

Hoe om resistiewe stroombane te analiseer deur Ohm se wet te gebruik

Weerstandende stroombane kan ontleed word deur weerstandsnetwerke in serie en parallel in `n enkele ekwivalente weerstand te kombineer en dan die Ohm se wet te gebruik om die stroom of spanning van die ekwivalente weerstand te vind. Sodra ons dit weet, is dit moontlik om in omgekeerde werk te werk en gebruik Ohm se wet om die spanning en stroom op enige weerstand in die netwerk te bereken.

Die vergelykings wat nodig is om die analise uit te voer word kortliks saam met werkvoorbeelde aangebied. Die verwysings word aangehaal of gekoppel, maar hier word genoeg inligting aangebied om die konsepte toe te pas sonder om na enige ander plek te verwys. Stapsgewys-styl word slegs gebruik in afdelings waar daar meer as een stap is.

Alle voornemende weerstande sal as weerstands getoon word (`n sikksaglyn in die vliegtuig). Ons veronderstel dat die verbindings wat as lyne getoon word, nulweerstand het (ten minste ongeveer, in verhouding tot die weerstands wat getoon word).

In opsomming word die basiese stappe hieronder getoon.

stappe

Prent getiteld Analiseer Weerstande Circuits Met behulp van Ohm`s Law Step 1
1
As daar meer as een weerstand in die stroombaan is, vind die ekwivalente weerstand R van die hele netwerk, soos hieronder geïllustreer Kombinasies van weerstande in serie en parallel.
  • Prent getiteld Analiseer Weerstande Circuits Met behulp van Ohm`s Law Step 2
    2
    Pas Ohm se wet toe op hierdie waarde R soos geïllustreer in die afdeling Ohm se wet
  • Prent getiteld Analiseer Weerstande Circuits Met behulp van Ohm`s Law Step 3
    3


    As daar meer as 1 weerstand in die stroombaan is, kan die waarde van die spanning of stroom wat in die vorige stap bereken is, in Ohm se wet gebruik word om die spanning of stroom in enige ander weerstand in die netwerk te vind.
  • Ohm se wet

    Ohm se wet kan op 3 ekwivalente maniere geskryf word, afhangende van wat jy wil oplos:

    (1) V = IR

    (2) I = V / R

    (3) R = V / I

    "V" dit is die spanning oor weerstand (die potensiaalverskil), Ek is die stroom wat deur die weerstand beweeg, en R is die waarde van die weerstand. As die weerstand `n is weerstand (`n komponent wat `n gekalibreerde weerstandswaarde het) word gewoonlik gemerk met a R gevolg deur `n nommer, soos "R1", "R105", ens.

    Vorm (1) kan maklik omskep word in vorms (2) en (3) deur sy algebraïese manipulasie. In sekere gevalle word die letter E gebruik om die FEM of elektromotoriese krag, wat `n ander naam vir spanning is.

    Vorm (1) word gebruik wanneer die stroom deur `n weerstand van `n bekende waarde bekend is.

    Vorm (2) word gebruik wanneer die spanning op `n weerstand van `n bekende waarde bekend is.

    Vorm (3) word gebruik wanneer die waarde van die weerstand onbekend is, maar die spanning en stroom deur dit is bekend, wat die weerstand kan bereken.

    Die standaard eenhede (SI) van elke parameter van Ohm se wet is:

    • Die spanningsval op die resistor "V" word uitgedruk in volt, en dit word afgekort "V". Moenie die afkorting verwar nie "V" van "volt" met die spanning "V" van Ohm se wet.
    • Die huidige "Ek" word uitgedruk in amp, en dit word afgekort "A".
    • Die weerstand "R" Dit word uitgedruk in ohm, en word gewoonlik voorgestel deur die simbool van die Griekse hoofletter omega (Ω). Die lirieke "K" of "k" dit is `n veelvoud van "duisend" ohm, "M" is `n veelvoud van a "miljoen" ohm. Die Ω simbool word dikwels weggelaat na `n veelvoud, byvoorbeeld `n 10.000 Ω resistor word gewoonlik gemerk as "10 K" in plaas van "10 K Ω".

    Ohm se wet is van toepassing op enige stroombaan wat slegs weerstandbiedende elemente bevat (soos weerstandskomponente, of die weerstand van geleiers soos kabels of die spore van `n gedrukte bord). As daar reaktiewe elemente (induktore of kapasitors) is, word die vorm hierbo nie direk toegepas nie (die vergelyking hierbo bevat slegs "R", wat nie induktansie of kapasitansie insluit nie). Ohm se wet kan gebruik word in resistiewe stroombane waarin die toegepaste spanning of stroom gelykstroom (wisselstroom), wisselstroom (wisselstroom) of `n sein wat willekeurig in tyd wissel, as dit op `n sekere tyd ondersoek word. As die spanning of stroom is AC sinusvormige (as die binnelandse hoofleiding 60 Hz), eenhede van spanning en stroom is tipies volts of ampère effektiewe (of kwadratiese gemiddelde waarde, RMS vir sy akroniem in Engels).

    Vir meer inligting oor Ohm se wet, insluitende hoe dit afgelei kan word en sy geskiedenis, lees die Wikipedia artikel oor Ohm se wet.

    Voorbeeld: Spanningsval op `n kabel

    Gestel ons wil die spanningsverlies op `n kabel uitvind as `n stroom van 1 ampere daardeur vloei. Die weerstand van die kabel is 0,5 Ω. Deur gebruik te maak van die vorm (1) van Ohm se wet wat hierbo beskryf word, vind ons dat die spanningsverlies op die kabel is:

    V = IR = (1 A) (0.5 Ω) = 0.5 V (dit is 1/2 V)

    As die stroom 1 ampere AC RMS by 60 Hz was, soos die huishoudelike elektrisiteitsnet, sou die resultaat dieselfde gewees het (0.5), maar die eenhede sou uitgedruk word in "Volt AC RMS".

    Weerstande in serie

    Die end-tot-einde weerstand van `n ketting van weerstande wat verbind is "reeks" (sien beeld) is bloot die som van al die weerstande. om "N" resistors gemerk R1, R2, ..., Rn.

    Rtotale = R1 + R2 + ... + Rn

    Voorbeeld: Serieweerstande

    Gestel daar is 3 resistors in serie verbind:
    R1 = 10 ohm
    R2 = 22 ohm
    R3 = 0,5 Ohm

    Die totale end-to-end weerstand is:

    Rtotale = R1 + R2 + R3 = 10 + 22 + 0,5 = 32,5 Ω

    Weerstanders in parallel

    Die totale weerstand van `n versameling weerstands wat verbind is parallel (sien diagram regs) word gegee deur:



    Die algemene notasie om te beteken "parallel met" is om twee parallelle stawe te skryf ("//"). Byvoorbeeld, R1 in parallel met R2 kan geskryf word as "R1 // R2". Let daarop dat R1 // R2 = R2 // R1. `N Stel van drie resistors R1, R2 en R3 in parallel kan geskryf word as "R1 // R2 // R3".

    Voorbeeld: Weerstanders in parallel

    Vir 2 resistors in parallel, R1 = 10 Ω en R2 = 10 Ω (albei dieselfde waarde), het ons:



    Dit staan ​​ook bekend as "minder as die minderjarige", wat beteken dat die totale weerstand altyd laer sal wees as die weerstand van die minste weerstand in die stroombaan.

    Kombinasies van weerstande in serie en parallel

    Die netwerke van kombinasies van resistors in serie en parallel kan ontleed word deur hulle in `n enkele weerstand te kombineer "ekwivalent" of "totale".

    stappe

    1. In die algemeen word alle weerstande parallel gekombineer met die metode "Weerstanders in parallel" wat hierbo beskryf word. Let daarop dat as daar parallelle takke is wat ook resistors in serie bevat, moet ons eers die resistors in serie kombineer deur hulle bymekaar te voeg.
    2. Kombineer die resistors in serie wat hulle byvoeg om die totale weerstand van die netwerk te verkry, Rtotale.
    3. Gebruik Ohm se wet om die totale stroom van die netwerk vir `n gegewe toegepaste spanning, of die totale spanning oor die netwerk vir `n gegewe toegepaste stroom te vind.
    4. Die spanning of totale stroom bereken in die vorige stap word gebruik om die spannings en strome in die netwerk te bereken deur Ohm se wet te gebruik.
    5. Pas hierdie stroom of spanning toe op Ohm se wet om die spanning of stroom op enige ander weerstand in die netwerk uit te vind. Dit word meer bondig geïllustreer deur die voorbeeld hieronder te gebruik. Let daarop dat u die eerste 2 stappe hierbo vir groot netwerke moet herhaal.

    Voorbeeld: Seriële en parallelle netwerk

    Vir die netwerk wat regs getoon word, word die weerstande eerste gekombineer om parallel R1 / R2 te bereken, dan word die totale weerstand van die netwerk (tussen die terminale) bereken met:

    Rtotale = R3 + R1 / / R2

    Veronderstel dat R3 = 2 Ω, R2 = 10 Ω, R1 = 15 Ω en `n 12 V-battery op die netwerk toegedien word, dus Vtotale = 12 volt. By die oplossing van die bogenoemde stappe het ons:



    Die spanning op R3 (uitgedruk as VR3) kan bereken word uit Ohm se wet, aangesien ons weet dat die stroom wat daardeur beweeg, 1,5 ampere is:

    VR3 = (Itotale) (R3) = 1.5 A x 2 Ω = 3 volt

    Die spanning op R2 (wat dieselfde spanning op R1 is) kan bereken word volgens Ohm se wet deur die huidige I = 1.5 amp met die ekwivalente parallelle weerstand R1 / R2 = 6 Ω te vermenigvuldig, wat lei tot 1,5 x 6 = 9 volt, of bereken kan word deur die spanning op R3 af te trek (VR3, bereken net bo) van die toegepaste spanning van 12 volt, dit is 12 volt - 3 volt = 9 volt. Sodra ons dit weet, kan ons die stroom bereken deur R2 (IR2) met Ohm se wet (waar die spanning op R2 is "VR2"):

    EkR2 = (VR2) / R2 = (9 volt) / (10 Ω) = 0,9 amp

    Die stroom deur middel van R1 kan ook bereken word met behulp van Ohm se wet, wat die spanning daaroor (9 volt) deur sy weerstand (15 Ω) verdeel, wat 0,6 ampte tot gevolg het deur R1. Let daarop dat die stroom deur middel van R2 (0,9 amp) plus die stroom deur R1 (0,6 amps) gelyk is aan die totale stroom by die terminale, 1.5 amp.

    Deel op sosiale netwerke:

    Verwante
    Hoe om weerstande te identifiseerHoe om weerstande te identifiseer
    Hoe om `n multimeter te leesHoe om `n multimeter te lees
    Hoe om die induktansie te meetHoe om die induktansie te meet
    Hoe om die totale stroom te berekenHoe om die totale stroom te bereken
    Hoe om normaliteit te berekenHoe om normaliteit te bereken
    Hoe om die impedansie te berekenHoe om die impedansie te bereken
    Hoe om die totale weerstand in `n stroombaan te berekenHoe om die totale weerstand in `n stroombaan te bereken
    Hoe om die spanning in `n resistor te berekenHoe om die spanning in `n resistor te bereken
    Hoe om weerstand in serie en parallel te berekenHoe om weerstand in serie en parallel te bereken
    Hoe om watt te omskakel na versterkersHoe om watt te omskakel na versterkers
    » » Hoe om resistiewe stroombane te analiseer deur Ohm se wet te gebruik
    © 2024 dmylogi.com