Зміст
- TL; DR (Занадто довго; Не читав)
- Падіння напруги в серійному ланцюзі
- Паралельні проти серійні схеми
- Серійно-паралельні схеми
TL; DR (Занадто довго; Не читав)
На наведеній вище схемі паралельної схеми падіння напруги можна знайти шляхом підсумовування опорів кожного резистора та визначення того, яка напруга є результатом струму в цій конфігурації. Ці приклади паралельних схем ілюструють поняття струму та напруги на різних гілках.
На схемі паралельних схем Напруга падіння через резистор у паралельному контурі однакове для всіх резисторів у кожній гілці паралельного контуру. Напруга, виражена у вольтах, вимірює електрорушійну силу або різницю потенціалів, що працює в ланцюзі.
Коли у вас є схема з відомою кількістю струм, потік електричного заряду, ви можете обчислити падіння напруги в паралельних схемах за допомогою:
Цей метод розв’язування рівнянь працює тому, що струм, що надходить у будь-яку точку паралельного кола, повинен дорівнювати відходить струму. Це відбувається через Діючий закон Кірхгоффа, де зазначено "алгебраїчна сума струмів у мережі провідників, що зустрічаються в точці, дорівнює нулю". Калькулятор паралельних схем використає цей закон у гілках паралельного контуру.
Якщо порівняти струм, що входить у три гілки паралельного контуру, він повинен дорівнювати загальному струму, що виходить з гілок. Оскільки падіння напруги залишається постійним для кожного резистора паралельно, це падіння напруги, ви можете підсумувати опір кожного резистора, щоб отримати загальний опір і визначити напругу від цього значення. Приклади паралельних схем показують це.
Падіння напруги в серійному ланцюзі
••• Сид Хусейн ЕфірУ послідовному ланцюзі, з іншого боку, ви можете обчислити падіння напруги на кожному резисторі, знаючи, що в послідовній ланцюзі струм постійний протягом усього. Це означає, що падіння напруги різниться для кожного резистора і залежить від опору згідно із Законом Ома V = ІЧ. У наведеному вище прикладі падіння напруги на кожному резисторі становить:
V1 = R1 x I = 3 Ω x 3 A = 9 V
V2 = R2 x I = 10 Ом x 3 A = 30 В
V3 = __ R3 x I = 5 Ом х 3 А = 15 В
Сума кожного падіння напруги повинна дорівнювати напрузі акумулятора в послідовній схемі. Це означає, що наша батарея має напругу 54 В.
Цей спосіб розв’язування рівнянь працює, оскільки перепади напруги, що надходять у всі резистори, розташовані послідовно, повинні дорівнювати загальній напрузі послідовного ланцюга. Це відбувається через Закон напруги Кірхгофа, де зазначено "спрямована сума потенційних різниць (напруг) навколо будь-якого замкнутого циклу дорівнює нулю". Це означає, що в будь-якій заданій точці замкнутого циклу ланцюга падіння напруги на кожному резисторі повинно дорівнювати загальній напрузі ланцюга. Оскільки струм постійний у послідовному ланцюзі, перепади напруги повинні відрізнятися між кожним резистором.
Паралельні проти серійні схеми
У паралельному ланцюзі всі компоненти ланцюга з'єднані між одними і тими ж точками на схемі. Це дає їм їх структуру розгалуження, в якій струм ділиться між кожною гілкою, але перепад напруги на кожній гілці залишається однаковим. Сума кожного резистора дає загальний опір, виходячи з оберненого кожного опору (1 / Rвсього = 1 / R1 + 1 / R2 ... для кожного резистора).
У послідовному ланцюзі, навпаки, є лише один шлях для протікання струму. Це означає, що струм залишається постійним протягом усього часу, і натомість падіння напруги відрізняється між кожним резистором. Сума кожного резистора дає загальний опір при лінійному підсумовуванні (Rвсього = R1 + R2 ... для кожного резистора).
Серійно-паралельні схеми
Ви можете використовувати обидва закони Кірхгоффа для будь-якої точки або циклу в будь-якій схемі і застосувати їх для визначення напруги та струму. Закони Кірхгофа дають вам метод визначення струму і напруги в ситуаціях, коли характер ланцюга як послідовного, так і паралельного може бути не таким простим.
Як правило, для мікросхем, які мають компоненти як серії, так і паралельно, ви можете розглядати окремі частини схеми як послідовні або паралельні та комбінувати їх відповідно.
Ці складні послідовно-паралельні схеми можна вирішити більш ніж одним способом. Поводження з частинами їх як паралельне або послідовне є одним із методів. Використання законів Кірхгофа для визначення узагальнених рішень, що використовують систему рівнянь, є ще одним методом. Калькулятор послідовно-паралельних схем враховував би різний характер ланцюгів.
У наведеному вище прикладі поточна вихідна точка A повинна дорівнювати поточній вихідній точці A. Це означає, що ви можете записати:
(1) Я1 = Я2 + Я3 або Я1 - Я2 - Я3 = 0
Якщо ви ставитесь до верхньої петлі як до замкнутого циклу і обробляєте падіння напруги на кожному резисторі за допомогою закону Ома з відповідним опором, ви можете написати:
(2) V1 - R1Я1 - R2Я2 = 0
і, зробивши те ж саме для нижньої петлі, ви можете ставитися до кожного падіння напруги у напрямку струму, як залежно від струму та опору для запису:
(3) V1 + V__2 + R3Я3 - R2Я2 = 0
Це дає три рівняння, які можна розв’язати різними способами. Ви можете переписати кожне з рівнянь (1) - (3) таким чином, що напруга знаходиться з одного боку, а струм і опір - з іншого. Таким чином, ви можете розглянути три рівняння як залежні від трьох змінних I1, Я2 і я3, з коефіцієнтами комбінацій R1, R2 і R3.
(1) Я1 + - я2+ - Я3 = 0
(2) R1Я1 + R2Я2 + 0 х I3 = V1
(3) 0 х I1 + R2Я2 - R3Я3 = V1 + V2
Ці три рівняння демонструють, як напруга в кожній точці ланцюга певним чином залежить від струму та опору. Якщо ви пам'ятаєте закони Кірхгоффа, ви можете створити ці узагальнені рішення для схемних завдань і використовувати матричні позначення для їх вирішення. Таким чином, ви можете підключити значення для двох величин (серед напруги, струму, опору) для вирішення третьої.