Съдържание
- TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
- Спад на напрежение в сериен кръг
- Паралелни срещу серийни схеми
- Серия-паралелни вериги
••• Syed Hussain Ather
TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
В горната схема на паралелна верига спадът на напрежението може да се намери чрез сумиране на съпротивленията на всеки резистор и определяне на това напрежение в резултат на тока в тази конфигурация. Тези примери за паралелна схема илюстрират концепциите за ток и напрежение в различни клонове.
В диаграмата на паралелна верига, волтаж спад върху резистор в паралелна верига е еднакъв за всички резистори във всеки клон на паралелната верига. Напрежението, изразено в волта, измерва електромоторната сила или потенциалната разлика, която управлява веригата.
Когато имате схема с известно количество текущ, потокът на електрическия заряд, можете да изчислите спада на напрежението в диаграми на паралелни вериги, като:
Този метод за решаване на уравнения работи, защото токът, влизащ във всяка точка на паралелна верига, трябва да е равен на напускащия ток. Това се случва поради Kirchhoffs действащото законодателство, в която се посочва, че „алгебраичната сума от токове в мрежа от проводници, които се срещат в точка, е нула“. Калкулаторът на паралелна верига би използвал този закон в клоните на паралелна верига.
Ако сравним тока, влизащ в трите клона на паралелната верига, той трябва да е равен на общия ток, напускащ клоните. Тъй като спадът на напрежението остава постоянен във всеки резистор паралелно, този спад на напрежението, можете да сумирате съпротивлението на всеки резистор, за да получите общото съпротивление и да определите напрежението от тази стойност. Примерите за паралелна схема показват това.
Спад на напрежение в сериен кръг
••• Syed Hussain AtherВ серийна верига, от друга страна, можете да изчислите спада на напрежението през всеки резистор, като знаете, че в серийна верига токът е постоянен през целия. Това означава, че спадът на напрежението се различава за всеки резистор и зависи от съпротивлението според закона на Омс V = IR, В горния пример спадът на напрежението върху всеки резистор е:
V1 = R1 x I = 3 Ω x 3 A = 9 V
V2 = R2 x I = 10 Ω x 3 A = 30 V
V3 = __ R3 x I = 5 Ω x 3 A = 15 V
Сумата от всеки спад на напрежението трябва да е равна на напрежението на акумулатора в серийната верига. Това означава, че батерията ни има напрежение 54 V.
Този метод за решаване на уравнения работи, тъй като спада на напрежението, влизащ във всички резистори, подредени последователно, трябва да се равнява на общото напрежение на серийната верига. Това се случва поради Закон за напрежението на Kirchhoffs, която заявява, че „насочената сума от потенциалните разлики (напрежения) около всеки затворен цикъл е нула“. Това означава, че във всеки даден момент от затворена серия верига напрежението на всеки резистор трябва да се равнява на общото напрежение на веригата. Тъй като токът е постоянен в серия верига, паданията на напрежението трябва да се различават между всеки резистор.
Паралелни срещу серийни схеми
В паралелна верига всички компоненти на веригата са свързани между едни и същи точки на веригата. Това им дава тяхната разклонена структура, в която токът се разделя между всеки клон, но спадът на напрежението във всеки клон остава същият. Сумата на всеки резистор дава общо съпротивление въз основа на обратното на всяко съпротивление (1 / Rобща сума = 1 / R1 + 1 / R2 ... за всеки резистор).
В серийна верига, за разлика от тях, има само един път за протичане на тока. Това означава, че токът остава постоянен през целия период и вместо това паданията на напрежението се различават между всеки резистор. Сумата на всеки резистор дава общо съпротивление, когато се сумира линейно (Rобща сума = R1 + R2 ... за всеки резистор).
Серия-паралелни вериги
Можете да използвате и двата от законите на Kirchhoffs за всяка точка или контур във всяка верига и да ги приложите за определяне на напрежение и ток. Законите на Kirchhoffs ви дават метод за определяне на ток и напрежение в ситуации, когато естеството на веригата като серия и паралел може да не е толкова просто.
Като цяло, за схеми, които имат компоненти както серии, така и паралелни, можете да третирате отделните части на веригата като серии или паралелни и да ги комбинирате съответно.
Тези сложни серийно-паралелни схеми могат да бъдат решени по повече от един начин. Третирането на части от тях като паралелни или серии е един метод. Използването на законите на Kirchhoffs за определяне на обобщени решения, които използват система от уравнения, е друг метод. Калкулаторът на паралелна верига би отчитал различния характер на веригите.
В горния пример текущата напускаща точка А трябва да е равна на текущата напускаща точка А. Това означава, че можете да напишете:
(1) Аз1 = Аз2 + Аз3 или аз1 - Аз2 - Аз3 = 0
Ако третирате горния контур като затворена серия верига и третирате спада на напрежението през всеки резистор, използвайки Закона на Ом със съответното съпротивление, можете да напишете:
(2) V1 - R1аз1 - R2аз2 = 0
и, като направите същото за долния контур, можете да третирате всеки спад на напрежението в посоката на тока, както в зависимост от тока и съпротивлението за писане:
(3) V1 + V__2 + R3аз3 - R2аз2 = 0
Това ви дава три уравнения, които могат да бъдат решени по много начини. Можете да пренапишете всяко от уравнения (1) - (3), така че напрежението да е от едната страна, а токът и съпротивлението да са от другата. По този начин можете да третирате трите уравнения като зависими от три променливи I1, Аз2 и аз3, с коефициенти на комбинации от R1, R2 и R3.
(1) Аз1 + - аз2+ - Аз3 = 0
(2) R1аз1 + R2аз2 + 0 x I3 = V1
(3) 0 x I1 + R2аз2 - R3аз3 = V1 + V2
Тези три уравнения демонстрират как напрежението във всяка точка на веригата зависи от тока и съпротивлението по някакъв начин. Ако си спомняте законите на Kirchhoffs, можете да създадете тези обобщени решения за проблеми с веригите и да използвате матрична нотация, за да ги решите. По този начин можете да включите стойности за две количества (сред напрежение, ток, съпротивление), за да решите за третото.