Takisti pinge arvutamiseks peate kõigepealt teadma, millist tüüpi vooluahelat te käsitlete. Kui teil on vaja oma mälu värskendada põhiliste arusaamadega elektrist, lugege esimest osa, vastasel juhul minge otse selle osa juurde, mis puudutab teid, ahela järjestikku või ümbersõit (nimetatakse ka paralleelseks).
Sammud
Osa 1 /3: Elektri põhitõed
Samm 1. Meenutagem, mis on intensiivsus
Selleks võtame pildi maisiteradest, mille kallame kotist teatud kõrguselt suurde kaussi. Iga tera esindaks elektroni ja terade ülekanne, mida saab teha aeglaselt või kiiresti, esindaks intensiivsust. Seda ülekannet iseloomustab terade arv sekundis teatud punktis. Elektris ei räägi me ülekandest, vaid elektronide voolust. Intensiivsust mõõdetakse amprit (A), mis vastavad teatud punktis teatud elektronide voolule sekundis.
Samm 2. Tuletage meelde, mis on elektrilaeng
Elektronidel on definitsiooni järgi negatiivne elektrilaeng. Selle tulemusena tõmbavad nad ligi (või tõmbavad ligi) positiivselt laetud osakesi. Teisest küljest tõrjuvad nad negatiivsed laengud tagasi. Juhtivas elektrikaablis ei lakka elektronid kunagi üksteist peletamast, põhjustades nende liikumist.
Samm 3. Tuletage meelde, mis on elektripinge
Pinge mõõdab vooluahela kahe punkti (klemmi) elektripotentsiaali erinevust. Mida suurem on see erinevus, seda suurem on vooluahelas voolav vool. Võtke näide akust või virnast:
- Aku sees toimub pidevalt keemiline reaktsioon, mis tekitab elektrone. Seejärel liiguvad need aku negatiivse pooluse suunas ja jäävad sinna blokeerituks, samal ajal kui positiivne pool jääb muutumatuks: need kaks poolust on negatiivne ja positiivne. Aja jooksul suureneb laengu erinevus, mida nimetatakse pingeks kahe klemmi vahel.
- Kui ühendate kaks klemmi juhtiva juhtmega, siis negatiivse klemmi ümber kogunenud elektronid laenavad selle elektriliseks muutunud juhtme. Nad lähevad positiivsele klemmile, mis tekitab elektrivoolu. Mida kõrgem on pinge, seda rohkem elektrone liigub.
Samm 4. Tuletage meelde, mis on elektritakistus
Vastupanu on täpselt see, mida nimi viitab. See vähendab enam -vähem elektrijuhtmeid läbivate elektronide voogu. Intensiivsus väheneb, sest sekundis ringlevate elektronide arv on väiksem.
Vastupidavus, mis tahes komponent, mis aeglustab elektronide voogu. Kui otsustate vooluringi ehitada, saate selle varustada takistitega, mida müüakse elektroonikapoodides või Internetis. Kooliprobleemi korral on takistus siksakina, kuid pidage meeles, et mis tahes materjalil (näiteks lambipirnil) on enam -vähem kõrge takistus
Samm 5. Olge Ohmi seaduses täiesti kindel
See loob vooluahelas suhte pinge U, intensiivsuse I ja takistuse R. vahel. Pange tähele või säilitage see paremini, sest seda kasutatakse väga sageli elektris. See on järgmine:
- vool = pinge jagatud takistusega,
- matemaatilisel kujul annab see: I = U / R
- Proovige ette kujutada, mis juhtub siis, kui suurendate U (pinge) või R (takistus). Peate leidma, mida eespool öeldi
Osa 2/3: arvutage pinge üle takisti (järjestikku ühendatud ahel)
Samm 1. Mõista, mis on jadaahel
Järjestikku ühendatud vooluahelat on lihtne tuvastada: see on ahel, milles kõik komponendid kuuluvad samasse harusse. Vool voolab algusest lõpuni läbi ahela kõik elemendid.
- the jooksmine (intensiivsus) on ahela kõikides punktides sama.
- Pinge arvutamisel ei ole oluline, kus ahelas on takistus. Saate oma takistid panna kuhu iganes soovite, takistite pinge jääb samaks.
- Võtame näiteks ahela, mis loeb kolm järjestikku ühendatud takistit, mida me nimetame R -ks1, R2 NS3. Vooluahelat toidab vool 12 volti (aku). Teeme ettepaneku leida pinge kõigist neist.
Samm 2. Arvutage samaväärne takistus
Lisage kõigi ahela takistite väärtused ja saate ahela "samaväärse takistuse".
- Seega kolm takistit R1, R2 NS3 on takistid vastavalt 2, 3 ja 5 Ω (oomi). Seega on ekvivalentne takistus: 2 + 3 + 5 = 10 Ω.
Samm 3. Arvutage kogu vooluahela intensiivsus
Selleks kasutame Ohmi seadust. Rekordi jaoks on intensiivsus kogu vooluringis sama. Kui intensiivsus on arvutatud, saame seda kasutada muudeks arvutusteks.
Ohmi seadus esitab järgmise võrdsuse: I = U / R. Ahela pinge on 12 volti ja ekvivalentne takistus 10 oomi, meil on: I = 12/10 = 1, 2 A
Samm 4. Pinge leidmiseks muutke Ohmi seaduse valemit
Järgides algebra reegleid, saame pinge eraldamiseks muuta Ohmi seadust:
- I = U / R
- R (I) = R (U / R) = RU / R
- RI = U
- U = RI
Samm 5. Arvutage pinge üle iga takisti
Me teame takistuse väärtust, voolu intensiivsust ja meil on valem. Jääb vaid teha numbriline rakendus ja seejärel arvutused. Meie näites kolme takisti kohta on meil seega:
- pinge üle R1: U1 = (1, 2A) (2Ω) = 2, 4 V
- pinge üle R2: U2 = (1, 2A) (3Ω) = 3, 6 V
- pinge üle R3: U3 = (1, 2A) (5Ω) = 6, 0 V
Samm 6. Kontrollige oma vastuseid
Järjestikku ühendatud vooluahelas peab iga takisti klemmide pingete summa olema võrdne ahela kogupingega. Lisage kõik leitud pinged ja võrrelge tulemust kogupingega. Kui on lahknevusi, siis sellepärast, et tegite kuskil vea. Kontrollige oma arvutusi.
- Nii et meil oli: 2, 4 + 3, 6 + 6, 0 = 12 V, see on meie vooluahela pinge!
- Kui teie vastus on lähedal (näiteks 11, 97 12 asemel), tuleb see ümardamisest. Vastust peetakse siiski õigeks.
- Tuletame meelde, et pinge mõõdab laengu erinevust kahe punkti vahel või nende vahel ringlevate elektronide arvu. Kui me saaksime ükshaaval kokku lugeda kõik negatiivsel poolusel pidevalt olevad elektronid ja kui me korrutaksime selle arvu elektroni laenguga (-1 eV), siis saaksime ahela pinge.
Osa 3/3: arvutage pinge läbi takisti (hargnemisahela)
Samm 1. Mõista, mis on haruahel
Kujutage ette elektrijuhet, mis jätaks aku ühe klemmi ja jaguneks antud punktis kaheks juhtmeks. Need kohtuvad jälle veidi kaugemale ühte juhtmesse, mis kinnitatakse aku teise klemmi külge. See on tuletuskomplekt. Kui kummagi kahe šundi juhtme külge on paigaldatud takisti, öeldakse, et need kaks takistit on "šundis paigaldatud".
Tuletuste arv ei ole piiratud. Võite juhtida 100 hargnemisjuhet, kui need kõik ühes kohas kohtuvad, on teil ikkagi hargnemisahel
Samm 2. Kujutage ette sellise vooluahela elektronide voogu
Hargnemisahelas voolab vool läbi iga haru. Seega läbib osa vasakpoolses traadis, läbib takistuse ja ühendab seejärel ühe klemmjuhtme. Samal ajal voolab teine osa voolust samamoodi paremas harus. Vool ei lahku kunagi vastassuunas ega liigu täielikult läbi iga takisti.
Samm 3. Kogupinge annab teile takistite pinge
Kui vooluahela pinge on teada, on teil vastus olemas, kuna ahela iga haru läbib üks pinge… vooluahela pinge. Võtame näitena vooluahela, mis on varustatud 6 V ja millel on kaks takisti paralleelselt. Vasakpoolne takisti, nagu parempoolne, läbib 6 V voolu, olenemata paigaldatud takisti väärtusest. Selle nähtuse mõistmiseks vaadake, mida on rohkem öeldud järjestikku ühendatud ahelate kohta.
- Tuletame meelde, et kui lisada kõik pingelangused, mis esinevad kogu järjestikku ühendatud ahelas, saame ahela kogupinge.
- Mõelge igale harule miniahelana, mis on järjestikku paigaldatud. Nähtus kordub: kui liita kokku kõik pingelangused, saate miniahela kogupinge.
- Kahe juhtme kaudu voolav vool ületab ainult ühe takistuse, seega peab selle takisti pinge olema võrdne kogupingega.
Samm 4. Arvutage vooluahela koguvool
Selleks on vaja teha mõned esialgsed arvutused. Kõigepealt leidke ahela kogu intensiivsus. Hargnemisahelas koguvool (IT) saadakse iga haru intensiivsuste (I1, Mina2…).
- Sõnaline valem on siis järgmine: IT = Mina1 + Mina2 + Mina3…
- Kui te põhimõttest väga hästi aru ei saa, kujutage ette veetoru, mis jaguneks antud kohas kaheks toruks (võrdsete sektsioonidega või mitte, pole vahet). Vool jaguneb kaheks, kahe teise voolu summa annab teile põhivoo.
Samm 5. Arvutage ahela samaväärne takistus
Kui kogu intensiivsus jaguneb hargnemisahela igal harul nõrgemaks, saate hõlpsasti aru, et selle intensiivsuse blokeerimine on vähem oluline. Mida rohkem filiaale on, seda lihtsam on vool. Ekvivalenttakistuse arvutamine (R.ekv) on järgmine:
- 1 / Rekv = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3…
- Hargnemisahelas, millel on kaks takistit (üks kummalgi harul), üks 2 oomi ja teine 4 oomi, on meil: 1 / Rekv = 1/2 + 1/4 = 3/4 või 1 / Rekv = 3/4 või Rekv = 4/3 = ~ 1,33 Ω.
Samm 6. Seejärel leidke pinge
Oleme märkinud, et takisti pinge on tegelikult ahela kogupinge. Sellest põhimõttest lähtudes kasutame taas Ohmi seadust enda kasuks.
- Mõelge vooluahelale, mille vool on 5 amprit ja mille ekvivalenttakistus on 1,33 oomi.
- Vastavalt Ohmi seadusele on meil: I = U / R või U = RI.
- Seejärel saame: U = (5 A) (1,33 Ω) = 6,65 V.
Nõuanne
- Juhul, kui tegemist on keerukate elektriahelate segamistakistitega, mis on paigaldatud järjestikku ja šundiga, võtke kaks takistit üksteise lähedale ja leidke samaväärne takistus. Rakendage sõltuvalt teie juhtumist jada- või ümbersõidu reeglit. Jätkake sel viisil, kuni takistid on ainult šundis või järjestikku.
- Pinge vastu takistust võib kogeda seda, mida nimetatakse "pingelanguseks" või "pingelanguseks".
- Mõned sõnavara sõnad:
- ahel: sõlme, mis koosneb elektrijuhtmetest, millele on paigaldatud elemendid (takistid, kondensaatorid, mähised jne), mida läbib elektrivool
- vastupanu: materjali võime aeglustada elektrivoolu liikumist (ühik on oom, lühendatud Ω)
- vastupanu: element, mis vähendab või takistab voolu
- intensiivsus: elektrilaeng, mida kannavad elektronid ühe sekundi jooksul traadilõigul (ühik on amper, lühend A)
- Pinge: energia, mis antakse kuloni elektrilaengule (ühik on volt, lühend V)