Как найти напряжение на резисторе формула. Как рассчитать падение напряжения на резисторах: подробное руководство — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как правильно рассчитать падение напряжения на резисторах в электрической цепи. Какие формулы и принципы нужно использовать для последовательных и параллельных схем. Почему важно уметь определять падение напряжения на элементах цепи.

Содержание

Что такое падение напряжения на резисторе

Падение напряжения на резисторе — это разница между напряжением до и после прохождения тока через резистор. Другими словами, это та часть общего напряжения цепи, которая «теряется» на конкретном резисторе.

Понимание падения напряжения важно при проектировании электронных схем, так как позволяет:

Рассчитать мощность, рассеиваемую на резисторе
Правильно выбрать номиналы компонентов
Обеспечить нужное напряжение для питания различных элементов схемы
Предотвратить перегрузку и выход из строя чувствительных компонентов

Закон Ома — основа для расчетов

Для расчета падения напряжения используется закон Ома, который устанавливает связь между напряжением, током и сопротивлением:

U = I * R

где:

U — напряжение (В)
I — сила тока (А)
R — сопротивление (Ом)

Зная любые два параметра из трех, можно рассчитать третий. Это позволяет определить падение напряжения на резисторе, если известны протекающий через него ток и его сопротивление.

Расчет в последовательной цепи

В последовательной цепи ток протекает через все элементы по одному пути. Основные принципы для расчета:

Ток одинаков во всех элементах цепи
Общее сопротивление равно сумме сопротивлений всех резисторов
Общее напряжение равно сумме падений напряжения на всех элементах

Алгоритм расчета:

Рассчитать общее сопротивление цепи
Определить ток в цепи, используя закон Ома
Рассчитать падение напряжения на каждом резисторе по формуле U = I * R

Расчет в параллельной цепи

В параллельной цепи ток разветвляется на несколько путей. Ключевые особенности:

Напряжение одинаково на всех параллельных ветвях
Общий ток равен сумме токов в параллельных ветвях
Обратная величина общего сопротивления равна сумме обратных величин сопротивлений параллельных резисторов

Порядок расчета:

Определить напряжение на параллельных ветвях (равно общему напряжению цепи)
Рассчитать ток в каждой ветви по закону Ома
При необходимости определить падение напряжения на отдельных резисторах в ветвях

Примеры расчета падения напряжения

Пример 1: Последовательная цепь

Дано: источник питания 12 В, резисторы R1 = 100 Ом и R2 = 200 Ом соединены последовательно.

Решение:

Общее сопротивление: R = R1 + R2 = 100 + 200 = 300 Ом
Ток в цепи: I = U / R = 12 / 300 = 0.04 А
Падение напряжения на R1: U1 = I * R1 = 0.04 * 100 = 4 В

Падение напряжения на R2: U2 = I * R2 = 0.04 * 200 = 8 В

Пример 2: Параллельная цепь

Дано: источник питания 9 В, резисторы R1 = 30 Ом и R2 = 60 Ом соединены параллельно.

Решение:

Напряжение на обоих резисторах: U1 = U2 = 9 В
Ток через R1: I1 = U1 / R1 = 9 / 30 = 0.3 А
Ток через R2: I2 = U2 / R2 = 9 / 60 = 0.15 А
Падение напряжения на каждом резисторе равно 9 В

Важность расчета падения напряжения в электронике

Умение рассчитывать падение напряжения на резисторах критически важно для:

Проектирования надежных электронных схем
Оптимизации энергопотребления устройств
Защиты компонентов от перегрузки
Обеспечения правильной работы светодиодов, микроконтроллеров и других элементов
Создания делителей напряжения и источников опорного напряжения

Практическое применение расчетов падения напряжения

Знание принципов расчета падения напряжения позволяет решать такие практические задачи, как:

Подбор резистора для ограничения тока светодиода
Расчет элементов схемы стабилизации напряжения
Проектирование схем согласования уровней сигналов
Оценка потерь мощности в проводниках
Разработка схем измерения тока с помощью шунтирующих резисторов

Типичные ошибки при расчете падения напряжения

При выполнении расчетов следует избегать следующих распространенных ошибок:

Неправильное определение типа соединения (последовательное или параллельное)
Игнорирование внутреннего сопротивления источника питания
Пренебрежение температурной зависимостью сопротивления
Неучет нелинейности вольт-амперных характеристик полупроводниковых элементов
Ошибки в единицах измерения (например, путаница между милли- и микроамперами)

Инструменты для расчета падения напряжения

Для упрощения расчетов можно использовать различные инструменты:

Онлайн-калькуляторы для электрических цепей
Программы для моделирования электронных схем (например, SPICE)
Мобильные приложения для инженеров-электронщиков
Электронные таблицы с формулами для типовых расчетов
Специализированные инженерные калькуляторы

Однако важно понимать принципы расчета, чтобы правильно интерпретировать результаты, полученные с помощью этих инструментов.

Заключение

Расчет падения напряжения на резисторах — фундаментальный навык для работы с электрическими цепями. Понимание принципов расчета для различных типов соединений позволяет грамотно проектировать и анализировать электронные схемы. Практика и внимательность при выполнении расчетов помогут избежать ошибок и создавать надежные и эффективные устройства.

Как рассчитать падение напряжения на резисторах?

Главная » Познавательное

Познавательное

Автор Савельев Николай На чтение 3 мин Просмотров 7.1к. Опубликовано 15.12.2020 Обновлено 16.12.2020

Простая электрическая цепь состоит из источника питания, проводников и сопротивлений. На практике же электроцепи редко бывают простыми и включают в себя несколько различных ответвлений и повторных соединений.

В больших масштабах в роли сопротивлений может выступать бытовая техника, осветительные приборы и другие потребители. Давайте разберемся, что происходит с током и напряжением на каждом таком потребителе или резисторе с точки зрения электротехники.

Содержание

Основы электротехники
Два типа схем в электротехнике
Последовательная цепь
Параллельная цепь
Падение напряжения в последовательной цепи
Падение напряжения в параллельной цепи

Основы электротехники

Закон Ома гласит, что напряжение равно силе тока умноженной на сопротивление. Это может относиться к цепи в целом, участку цепи или к конкретному резистору. Самая распространенная форма этого закона записывается:

U=IR

Два типа схем в электротехнике

Последовательная цепь

Здесь ток протекает по одному проводнику. Независимо от того, какие сопротивления встречаются на его пути, просто суммируйте их, чтобы получить общее сопротивление цепи в целом:

R_о = R₁ + R₂ + … + R_N (последовательная цепь)

Последовательная цепь

Параллельная цепь

В этом случае проводник разветвляется на два или более других проводника, на каждом из которых имеется своё сопротивление. В этом случае полное сопротивление определяется как:

1/R_о = 1/R₁ + 1/R₂ + … + 1/R _N (параллельная цепь)

Параллельная цепь

Если взглянуть на эту формулу, можно сделать вывод, что добавляя сопротивления одинаковой величины, вы уменьшаете сопротивление цепи в целом. Согласно закону Ома это фактически увеличивает ток!

Если это кажется нелогичным, представьте себе поток автомобилей, которые выезжают с парковки через один шлагбаум и тот же самый поток который выезжает со стоянки, которая имеет несколько выездов. Несколько выездов явно увеличит поток покидающих стоянку машин.

Падение напряжения в последовательной цепи

Если вы хотите найти падение напряжения на отдельных резисторах в цепи, выполните следующие действия:

Рассчитайте общее сопротивление, сложив отдельные значения R.
Рассчитайте ток в цепи, который одинаков для каждого резистора, поскольку в цепи только один проводник.
Рассчитайте падение напряжения на каждом резисторе, используя закон Ома.

Пример: источник питания 24 В и три резистора подключены последовательно, где R₁ = 4 Ом, R₂ = 2 Ом и R₃ = 6 Ом. Чему равно падение напряжения на каждом резисторе?

Схема для решения задачи на последовательно подключенное сопротивление

Сначала рассчитаем общее сопротивление: 4 + 2 + 6 = 12 Ом.
Далее рассчитываем ток: 24 В / 12 Ом = 2 А
Теперь используем ток, чтобы вычислить падение напряжения на каждом резисторе. Используя Закон Ома (U = IR) для каждого резистора, получим значения R₁, R₂ и R₃ равными 8 В, 4 В и 12 В соответственно.

Падение напряжения в параллельной цепи

Пример: источник питания 24 В и три резистора подключены параллельно, где R₁ = 4 Ом, R₂ = 2 Ом и R₃ = 6 Ом, как и в предыдущей схеме. Чему будет равно падение напряжения на каждом резисторе?

Схема для решения задачи на паралельно подключенное сопротивление

В этом случае все проще: независимо от значения сопротивления падение напряжения на каждом резисторе одинаково. Это означает, что падение напряжения на каждом из них — это просто общее напряжение цепи, деленное на количество резисторов в цепи, или 24 В / 3 = 8 В.

Применяя эти несложные правила вы сможете рассчитать падение напряжения даже в сложной цепи, достаточно лишь разделить её на простые участки.

Оцените автора

Сила тока в резисторе. Определить силу тока в резисторе.

Содержание

1 Определение силы тока на резисторе при разных типах соединения

2 Последовательное соединение резисторов
3 Параллельное соединение резисторов
4 Смешанное соединение резисторов в цепи

В упрощенном понимании электрическая цепь представляет собой совокупность элементов, реализующих определенные задачи при взаимодействии с электрическим током. При этом каждая из деталей выполняет свои функции при строго определенных параметрах. Они могут значительно отличаться от входящих значений. Одним из самых распространенных элементов электрической схемы является резистор.

Резистор выступает своеобразным ограничителем силы тока. По своей сути этот элемент является дополнительным сопротивлением, которое измеряется в омах. Собственно, зная это значение можно определить силу тока в резисторе, а также напряжение в цепи после него.

Определение силы тока на резисторе при разных типах соединения

Самым простым способом определить силу тока в резисторе можно воспользовавшись мультиметром. Измерение проводятся в разрыве цепи после резистора. На тестере выставляется максимальный диапазон величин, а щупы прибора подсоединяются к месту разъединения проводника. На дисплее мультиметра будут отображены результаты измерения силы тока в резисторе.

Но данный вариант не всегда возможен. Под рукой может не оказаться тестера или технически невозможно разорвать цепь чтобы измерить силу тока на резисторе. В такой ситуации на помощь придет известный из школьной физики закон Ома, который выглядит следующим образом:

I = U/R, где у нас I – сила тока, U – напряжение, R – сопротивление.

В системе СИ эти величины измеряются в амперах (А), вольтах (В), омах (Ом) соответственно.

Подставляя необходимые значения в формулу можно определить сопротивление, напряжение и силу тока на резисторе или любом участке, или элементе электрической цепи.

Последовательное соединение резисторов

Рассмотрим электрическую цепь, в которой три резистора расположены последовательно, т.е. друг за другом. Общее их сопротивление (R) будет рано сумме сопротивлений отдельного резистора (r).

R=r1+r2+r3

Для наглядности примера, в качестве резисторов рассмотрим обычные 40 Вт лампы накаливании. В данном случае вольфрамовая нить обладает своим сопротивлением и ее вполне можно считать резистором. Также введем понятие мощности нагрузки или резистора (P), которая измеряется в ватах (Вт).

Она имеет прямолинейную зависимость от силы тока и напряжения и вычисляется по формуле: P=I х U. С помощью несложных вычислений мы можем найти силу тока на резисторе, в качестве которого выступает лампочка.

Сила тока (I) = Мощность лампы (Р) / Напряжение (U) = 40 Вт / 220 В = 0,1818 А.

Для последовательного соединения элементов в электрической цепи справедливо правило, что силы тока протекающие через все проводники одинакова. Таким образом сила тока в резисторе r2 или r3 также будет 0,1818 А. Но в нашем варианте с лампочками будет отмечена одна особенность – яркость свечения уменьшится. Это происходит из-за того, что резистор выступает в качестве делителя напряжения. Этот нюанс часто используют для продления срока службы не ответственных устройств. Например, впаяв сопротивление перед лампочкой можно продлить срок ее службы, но при этом придется смерится с недостатком освещенности.

Параллельное соединение резисторов

При параллельном расположении резисторов в сети, они имеют общую точку контакта на входе и на выходе. В этом случае общее напряжение будет соответствовать значению напряжения на каждом отрезке, а вот ток будет суммироваться (I об= I1 + I2 +I3). Это соотношение имеет большое значение для практического применения и получило название – закон разветвленной цепи.

Несмотря на то, что общий ток в цепочке резисторов, соединенных параллельно на выходе равен сумме токов в самостоятельной ветке, для конкретного участка он может отличаться. Это обусловлено тем же законом Ома, при условии разности сопротивлений. Чтобы узнать силу тока на каждом резисторе в соответствующей ветке, необходимо знать их сопротивление. При параллельном соединении, напряжение на обособленном участке, является постоянной величиной. Соответственно сила тока отельного резистора легко вычисляется по закону Ома для участка цепи.

Смешанное соединение резисторов в цепи

В чистом виде параллельные и последовательные цепи в электротехнике встречаются крайне редко. Как правило, присутствует их совместная комбинация. Для того чтобы найти силу тока в каждом резисторе при смешанном соединении, необходимо цепь разбить на участки. Таким образом при расположении элементов друг после друга, т.н. «каскадом», применяются правила и формулы для последовательного соединения.

Результаты измерения силы тока в резисторе. Различные типы резисторов.

Необходимо отметить, что для упрощения расчетов параллельно расположенные резисторы можно группировать. При вычислении силы тока на определенном участке, они принимаются за самостоятельный элемент. Соответственно в этом случае формулы используются как для расчета параметров при параллельном соединении.

Простое руководство – Как рассчитать падение напряжения на резисторах

Понимание того, как рассчитать падение напряжения, является частью фундаментальных знаний для людей, заинтересованных в создании собственных электронных схем. Нахождение падения напряжения может сбивать с толку, поскольку методы расчета могут меняться в зависимости от схемы и количества резисторов в цепи, что мы объясним в этой статье.

Прежде чем мы перейдем непосредственно к тому, как рассчитать падение напряжения на резисторах, мы рассмотрим базовые знания, полезные не только для расчета падения напряжения на резисторе, но и для разработки любой электронной схемы.

Содержание

Каково падение напряжения на резисторе?

Говорить о расчете падения напряжения на резисторе не имеет смысла, если мы не понимаем, что такое падение напряжения на резисторе. Давайте возьмем следующие схемы на изображении ниже, чтобы внести больше ясности.

Падение напряжения на резисторе

На изображении выше вы видите две цепи. Первая схема только с одним резистором, а вторая схема с двумя резисторами. Говоря о падении напряжения на резисторе, мы имеем в виду напряжение на резисторе или напряжение после прохождения тока через резистор .

Понимание закона Ома

Если вы еще не слышали о законе Ома, мы сделаем короткую остановку, чтобы понять его.

Закон Ома — это формула, которую обычно преподают студентам, изучающим электронику, и она помогает рассчитать взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением цепи . Закон Ома лучше всего описывается с помощью пирамиды, отображающей взаимосвязь между этими тремя величинами.

Формула закона Ома

Закон Ома утверждает, что если в цепи есть два известных значения, таких как ток и сопротивление, мы можем найти третье значение, изменив положение значений в пирамиде и выполнив простой расчет.

Формулы для расчета напряжения, тока и сопротивления с использованием закона Ома

Таким образом, мы можем получить следующие формулы:

Сопротивление равно напряжению, деленному на ток
Напряжение равно произведению тока на значение сопротивления
Ток равно напряжению, деленному на значение сопротивления

Расчет падения напряжения на резисторах на основе типа цепи

Последовательная цепь

Что такое последовательная цепь?

Последовательная цепь — это цепь, в которой ток протекает только в одном направлении через каждый компонент. В следующем примере обратите внимание на то, что есть один путь и как ток должен течь через два сопротивления, R1 и R2.

Пример последовательной цепи

Последовательные цепи имеют один принцип, который необходимо учитывать при расчете падения напряжения на резисторах: ток одинаков во всех компонентах цепи. Если мы применим эту концепцию к предыдущей цепи, это означает, что ток будет одинаковым после сопротивления R1 и сопротивления R2.

Как рассчитать ток в последовательной цепи?

К сожалению, в нашем предыдущем примере мы не знаем ток, протекающий по всей цепи.

Вы помните формулу закона Ома, которую мы рассмотрели ранее?

Правильно переставив элементы из пирамиды закона Ома, мы можем рассчитать ток, используя напряжение последовательной цепи, деленное на сопротивление.

Ток = Напряжение / Сопротивление
Формула для расчета тока по закону Ома

Мы знаем, что напряжение (V1) цепи равно 9 В. Однако мы не знаем полного сопротивления цепи, хотя знаем все значения сопротивления всех резисторов цепи.

Как определить значение полного сопротивления последовательной цепи?

Это приводит нас к другому принципу последовательной цепи: Общее сопротивление цепи равно сумме всех отдельных сопротивлений .

Общее сопротивление = R1 + R2 + Rn
Формула для расчета общего сопротивления в последовательной цепи

Это означает, что мы можем выполнить простой математический расчет, чтобы получить общее сопротивление цепи:

Сопротивление = 220 Ом + 220 Ом

Сопротивление = 440 Ом

Зная сопротивление и напряжение цепи, мы можем теперь рассчитать ток, используя закон Ома:

Ток = 9 В / 40003 Ом 0,2 А

Как рассчитать падение напряжения?

В этот момент вы можете задаться вопросом, почему мы вычисляем ток цепи, когда нам нужно рассчитать падение напряжения на резисторах цепи.

Чтобы рассчитать падение напряжения на резисторе в последовательной цепи, мы будем использовать закон Ома, который гласит, что напряжение равно произведению тока на значение сопротивления.

Напряжение = Ток x Сопротивление
Формула для расчета напряжения по закону Ома

Мы рассмотрим несколько примеров для расчета падения напряжения. Однако, прежде чем проверять некоторые примеры, есть еще один принцип, который служит руководством для определения правильности расчетов: общее напряжение последовательной цепи равно сумме всех отдельных напряжений .

Общее напряжение = V1+ V2 + Vn
Формула для расчета полного напряжения в последовательной цепи

Пример 1

объяснить, что такое последовательная схема и связанные с ней принципы.

Пример №1: Расчет падения напряжения на каждом резисторе в последовательной цепи
При следующих значениях:
Общее напряжение = 9 В
Сопротивление R1 = 220 Ом
Сопротивление R2 = 220 Ом
Ток = 0,02 А
Найдите падение напряжения на резисторе R1 и резисторе R2.
Решение
Напряжение на резисторе R1 = 0,02 А x 220 Ом
Напряжение на резисторе R1 = 4,5 В такое же, как падение напряжения, рассчитанное для резистора R1.
Напряжение на резисторе R2 = 0,02 А x 220 Ом
Напряжение на резисторе R2 = 4,5 В
напряжения цепи должны быть равны напряжению последовательной цепи.
Общее напряжение = Напряжение R1 + Напряжение R2
Общее напряжение = 9 В = 4,5 В + 4,5 В
Пример 2
Давайте рассмотрим более простой пример последовательной цепи.
При следующих значениях:
Напряжение = 12 В
Сопротивление R1 = 330 Ом
Пример 2. Рассчитайте падение напряжения на каждом резисторе в последовательной цепи
Найдите падение напряжения на резисторе R1 и ток, протекающий через него. резистор R1.
Решение
В этом случае нам не нужно вычислять падение напряжения на резисторе R1, так как напряжение уже указано в упражнении. Используя принцип суммирования всех отдельных напряжений цепи, которые должны быть равны напряжению последовательной цепи, мы можем сделать вывод, что напряжение резистора R1 составляет 12 В.
Общее напряжение = напряжение R1
12 В = 12 В
Чтобы рассчитать ток, протекающий через резистор R1, мы найдем ток всей цепи.
Помните первый принцип, который мы рассмотрели в последовательной схеме?
Ток одинаков во всех компонентах цепи. Следовательно, мы собираемся использовать формулу закона Ома, поскольку у нас уже есть напряжение на резисторе R1 и значение его сопротивления.
Ток = 12 В / 330 Ом
Ток = 0,036 А
Пример 3
Давайте рассмотрим пример с большим количеством резисторов в цепи.
При следующих значениях:
Напряжение = 5 В
Сопротивление R1 = 33 Ом
Сопротивление R2 = 100 Ом
Сопротивление R3 = 4,7 кОм
Сопротивление R4 = 220 Ом в последовательной цепи
Найдите падение напряжения на резисторах R1, R2, R3 и R4 и ток, протекающий по всей цепи.
Решение
Чтобы рассчитать ток в цепи, мы будем использовать формулу закона Ома, так как нам нужно получить значение полного сопротивления цепи.
Общее сопротивление = R1 + R2 + R3 + R4
Общее сопротивление = 33 Ом + 100 Ом + 4,7 кОм + 220 Ом
Общее сопротивление = 5053 Ом общее сопротивление.
Общий ток = Общее напряжение / Общее сопротивление
Общий ток = 5 В / 5053 Ом
Общий ток = 0,00098 А
Теперь, когда у нас есть общий ток цепи, это означает, что у нас есть ток, который протекает через все резисторы.
Резистор тока R1 = 0,00098 А
Резистор тока R2 = 0,00098 А
Резистор тока R3 = 0,00098 А
Резистор тока R4 = 0,00098 А
у нас есть значение сопротивления, а также текущее значение.
Напряжение для резистора R1 = 0,00098a x 33 Ом = 0,032 В
Напряжение для резистора R2 = 0,00098a x 100 000 = 0,098 В
Напряжение для резистора R3 = 0,00098a x 4.7Kω = 4.6113
Напряжение для резистора R4 = 0,00098 А x 220 Ом = 0,21 В
В случае, если нам нужно проверить падение напряжения на каждом резисторе, мы можем взять в качестве эталона принцип суммирования всех отдельных напряжений цепи должен быть равен к напряжению последовательной цепи.
Общее напряжение = Напряжение R1 + Напряжение R2 + Напряжение R3 + Напряжение R4
Общее напряжение = 5 В ≈ 0,032 В + 0,098 В + 4,6 В + 0,21
Параллельная цепь
Что такое параллельная цепь?
Параллельная цепь — это цепь, в которой электричество может проходить по нескольким различным путям. Распространенная аналогия, используемая для обозначения параллельного контура, — это река, которая делится на несколько разных потоков.
Пример параллельной цепи
Параллельные цепи отличаются от последовательных, поскольку значение тока может быть разным на каждом пути, по которому он проходит.
Как рассчитать падение напряжения?
Если вы посмотрите на предыдущую схему параллельных цепей, у нас есть два разных пути, по которым течет ток. Технически это означает наличие двух последовательных цепей на случай, если каждый резистор (R1 и R2) не будет подключен к цепи с одинаковым напряжением.
Параллельная цепь, разделенная на несколько последовательных цепей
Если вы помните все принципы последовательной цепи, то можно сказать, что общее напряжение последовательной цепи равно сумме всех отдельных напряжений.
Зная это, мы можем определить падение напряжения без каких-либо вычислений для резисторов R1 и R2, поскольку мы знаем общее напряжение цепи.
Резистор напряжения R1 = 9 В
Резистор напряжения R2 = 9 В
В этом случае напряжение одинаково в обоих цепях параллельной цепи. Однако ток может быть разным на каждом пути.
Резистор тока R1 = Резистор напряжения R1 / Сопротивление R1
Резистор тока R1 = 9 В / 330 Ом = 0,027 А
Резистор тока R2 = Резистор напряжения R2 / Сопротивление R2
Резистор тока R2 = 9 В / 100 Ом = 0,09 А
Давайте рассмотрим несколько примеров для расчета падения напряжения в различных параллельных цепях.
Пример 1
Дана следующая схема.
Пример №1: Рассчитайте падение напряжения на каждом резисторе в последовательной цепи
Рассчитайте падение напряжения на резисторах R1, R2 и R3.
Раствор
Все пути в параллельной цепи имеют только один последовательный резистор. Это легче визуализировать, если мы разделим параллельную цепь на несколько последовательных цепей, у нас будут следующие схемы.
Параллельная цепь, разделенная на несколько последовательных цепей
Это означает, что напряжение на каждом резисторе равно общему напряжению цепи.
Резистор напряжения R1 = 12 В
Резистор напряжения R2 = 12 В
Резистор напряжения R3 = 12 В
Пример 2
Давайте рассмотрим более сложный пример. Дана следующая схема. Пример 2. Рассчитайте падение напряжения на каждом резисторе в последовательной цепи
Рассчитайте падение напряжения на резисторах R1, R2 и R3.
Решение
Для простоты я рекомендую разделить параллельную цепь на несколько последовательных цепей.
Параллельная цепь, разделенная на несколько последовательных цепей
Таким образом, мы можем сделать вывод, что напряжение на резисторах R3 будет таким же, как и общее напряжение цепи.
Напряжение резистора R3 = 9 В
Это немного отличается в случае другой последовательной цепи. Сначала нам нужно рассчитать общий ток, протекающий по этой цепи, чтобы мы могли применить формулу закона Ома для расчета напряжения на резисторах R1 и Р2.
Помните, что ток одинаков во всех компонентах последовательной цепи. Следовательно, мы просуммируем все резисторы в цепи и рассчитаем напряжение.
Суммарный ток в последовательной цепи = 9V / (150 Ом + 330 Ом) = 0,01875A
Общий ток в последовательной цепи = текущий резистор R1 = текущий резистор R2
Текущий резистор R1 = 0,01875A
. Текущий резистор R2 = 0,01875A
, что резистор R2 = 0,01875A
, что резистор R2 = 0,01875A
. у нас есть ток, протекающий на каждом резисторе (R1 и R2), мы можем рассчитать падение напряжения на резисторах.
Напряжение для резистора R1 = 0,01875 А x 150 Ом = 2,8125 В
Напряжение для резистора R2 = 0,01875 А x 330 Ом = 6,1875 В
Зачем нужно снижать напряжение в цепи?
Лучший способ понять, почему нам нужно понизить напряжение в цепи, — это рассмотреть пример. Если у вас есть светодиодная лампочка и батарея 9 В, вы бы подключили светодиодную лампу напрямую к батарее?
Это зависит.
Нам нужно посмотреть допустимый диапазон напряжения, в котором светодиод должен включать свет. Как правило, светодиодные лампы имеют диапазон напряжения от 1,8 В до 3,4 В в зависимости от цвета светодиода.
Теперь, если мы знаем, что диапазон напряжения для нашей светодиодной лампы находится в диапазоне от 3 В до 3,2 В, и мы подключаем светодиод напрямую к аккумулятору, это убьет светодиод.
Следовательно, нам нужно рассчитать, какое сопротивление мы можем использовать, чтобы понизить напряжение до 9-вольтовой батареи. Выполнив расчет, мы находим подходящий резистор, используя цветовой код резистора, чтобы определить правильный. Наконец, мы используем резистор в цепи последовательно со светодиодом, чтобы не допустить отключения лампочки после подключения батареи.
Заключение
Поначалу расчет падения напряжения на резисторах может сбить с толку. Советы, которые упростят этот расчет:
Поймите закон Ома и его различные варианты формулы для определения сопротивления, напряжения и тока в цепи и ее компонентах.
Определение того, какая у нас схема, будь то последовательная или параллельная схема
Понимание принципов последовательной и параллельной схем
Преобразование параллельной цепи в несколько последовательных цепей.
RC-цепи
RC-цепи
РЦ Цепи
RC-цепь просто схема с резистором и конденсатором. Этот комбинация полезна для изучения, потому что конденсаторы могут быть использованы для накапливать энергию, а резистор, помещенный вместе с конденсатором, может контролировать скорость, с которой энергия высвобождается из конденсатора.
Мы ограничим нашу исследования к следующему типу RC-цепи.
Переключатель можно перемещать с позиции a на позицию b . Прежде чем идти дальше, давайте рассмотрим некоторые факты о конденсаторах:
заряд конденсатора не может измениться мгновенно . С момента смены ответственного D Q = I D t , должны всегда быть ненулевым временем, прежде чем заряд сможет изменить ненулевое количество, если только не было бесконечного тока.
Есть отсутствует ток через конденсатор в установившемся режиме . Поскольку заряд накапливается на конденсаторе, а не течет через него ток может накапливаться до тех пор, пока напряжение V=Q/C уравновесит внешнее напряжение подталкивает заряд к конденсатору.
При наличии конденсатора емкостью С последовательно с батареей напряжением В _б и резистор сопротивлением R , падение напряжения должно быть:
,
, который является заявлением о том, что напряжение, полученное на аккумуляторе, должно равняться напряжению падение на конденсаторе плюс падение напряжения на резистор. Уравнение, в котором скорость изменения величины (Д В/ Д т ) пропорциональна количеству (D Q) всегда будет иметь экспоненциальное решение. Рассматриваем два экземпляра:
Разгрузка конденсатор : Конденсатор изначально подключен (переключатель в положении и ) в течение длительного времени, а затем отключается путем перемещения переключиться на б по времени т = 0 . Затем конденсатор разряжается, оставляя конденсатор без заряда или напряжения после длительного время.
Зарядка конденсатор : Переключатель находится в положении b в течение длительного времени, позволяя конденсатору чтобы не было заряда. В момент времени t = 0 , переключатель меняется на и и конденсатор заряжается.
Разгрузка Зарядка
Плата
Текущий
Напряжение
Здесь, Q ₀ , В ₀ и I ₀ ток и напряжение заряда, конденсатор в момент после нажатия выключателя. Время t является характеристикой время распада, t = RC . При столкновении с RC проблема, лучшая стратегия следующая:
Определите стоимость через конденсатор был непосредственно перед переключением брошенный. Так как заряд не может измениться мгновенно, это это заряд сразу после того, как переключатель брошен.
Решите, какая плата долгое время после того, как переключатель брошен.
Выберите экспоненту форма для оплаты Q(t) , чтобы удовлетворить правильный начальный и конечный обвинения.
Напряжение на конденсатор можно найти через, V = Q/C . Напряжения на других элементах можно найти с помощью с помощью первого закона Кирхгофа.