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

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".

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.

R_totale = 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:

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

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.

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, R_totale.
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:

R_totale = 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 V_totale = 12 volt. By die oplossing van die bogenoemde stappe het ons:

Die spanning op R3 (uitgedruk as V_R3) kan bereken word uit Ohm se wet, aangesien ons weet dat die stroom wat daardeur beweeg, 1,5 ampere is:

V_R3 = (I_totale) (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 (V_R3, 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 (I_R2) met Ohm se wet (waar die spanning op R2 is "V_R2"):

Ek_R2 = (V_R2) / 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.