Перед расчетом напряжения на резисторе необходимо сначала определить тип используемой цепи (жилы). Если вам нужно вернуться к основным терминам или вам нужна помощь в понимании электрических цепей, начните с первого раздела. В противном случае перейдите непосредственно к типу схемы, над которой вы хотите работать.
Шаг
Часть 1 из 3: Общие сведения о электрических цепях
Шаг 1. Узнайте об электрическом токе
Можно использовать следующую аналогию: представьте, что вы насыпаете крупу в миску. Каждое зерно - это электрон, а поток зерна в чашу - это электрический ток. Когда вы говорите об электричестве, вы объясняете это тем, что говорите, сколько зерен злаков выливается каждую секунду. Когда вы говорите об электрическом токе, вы измеряете его в единицах ампер (амперы), то есть определенное количество электронов (очень большие значения), которые текут каждую секунду.
Шаг 2. Знать об электрическом заряде
Электроны имеют «отрицательный» электрический заряд. То есть электроны притягивают (или текут к) положительно заряженным объектам и отталкивают (или уходят от) отрицательно заряженные объекты. Все электроны имеют отрицательный заряд, поэтому они всегда толкают другие электроны и разбегаются.
Шаг 3. Разберитесь в напряжении
Напряжение измеряет разницу в электрическом заряде между двумя точками. Чем больше разница, тем сильнее притягиваются две точки. Вот пример использования обычной батареи:
- Внутри батареи происходят химические реакции, в результате которых образуется скопление электронов. Эти электроны уходят на отрицательный полюс батареи, в то время как положительный полюс остается почти пустым. Они называются положительными и отрицательными клеммами. Чем дольше длится этот процесс, тем больше напряжение между двумя полюсами.
- Когда вы подключаете провода между положительным и отрицательным полюсами, электронам на отрицательном полюсе теперь есть куда двигаться. Электроны на отрицательном полюсе текут к положительному полюсу и производят электрический ток. Чем больше напряжение, тем больше электронов перемещается к положительному полюсу каждую секунду.
Шаг 4. Узнайте о сопротивлении
Препятствие - это то, что блокирует электроны. Чем больше сопротивление, тем труднее электронам проходить. Сопротивление замедляет электрический ток, потому что количество электронов, проходящих каждую секунду, уменьшается.
Резисторами могут быть любые элементы в электрической цепи, которые добавляют сопротивление. Вы можете купить настоящие «резисторы», но в случае проблем резисторы обычно представлены лампочками или чем-то еще, что имеет сопротивление
Шаг 5. Запомните закон Ома
Между током, напряжением и электрическим сопротивлением существует простая взаимосвязь. Напишите или запомните следующую формулу, так как она понадобится вам для решения проблем, связанных с электрическими цепями:
- Ток = напряжение, деленное на сопротивление
- Формулу можно записать в следующем виде: I = V / р
- Подумайте, что произойдет, если V (напряжение) или R (сопротивление) в цепи увеличится. Это в соответствии с обсуждением выше?
Часть 2 из 3: Расчет напряжения через резистор (последовательная цепь)
Шаг 1. Узнайте о последовательных схемах
Последовательные электрические цепи очень легко обнаружить. Форма представляет собой кабельную петлю со всеми компонентами, расположенными в ряд вдоль кабеля. Электрический ток протекает через весь провод и через каждый резистор или элемент, с которыми он сталкивается.
- Электрический ток всегда одинаково в каждой точке цепи.
- При расчете напряжения расположение резистора в цепи значения не имеет. Вы можете взять резистор и переместить его по цепи, и напряжение на каждом резисторе останется прежним.
- Мы будем использовать пример электрической цепи с 3 последовательно включенными резисторами: R1, Р2, а R3. Схема питается от 12-вольтовой батареи. Найдем напряжение на каждом резисторе.
Шаг 2. Рассчитайте общее сопротивление
Сложите все значения сопротивления в цепи. Результат - полное сопротивление последовательной цепи.
Например, три резистора R1, Р2, а R3 имеют сопротивление 2 (Ом), 3 и 5 соответственно. Таким образом, общее сопротивление составляет 2 + 3 + 5 = 10 Ом.
Шаг 3. Найдите ток в цепи
Используйте закон Ома, чтобы найти значение тока во всей электрической цепи. Помните, что в последовательной цепи ток всегда одинаков во всех точках цепи. Получив текущее значение, мы можем проводить все остальные расчеты.
Закон Ома гласит, что ток I = V / р. Напряжение на цепи составляет 12 вольт, а общее сопротивление цепи составляет 10 Ом. Подставьте эти числа в формулу, чтобы получить I = 12 / 10 = 1,2 ампера.
Шаг 4. Настройте закон Ома, чтобы найти значение напряжения
Используйте базовую алгебру, чтобы найти значение напряжения вместо тока:
- Я = V / р
- IR = VР / р
- IR = V
- V = ИК
Шаг 5. Рассчитайте напряжение на каждом резисторе
Мы уже знаем значение сопротивления и силы тока. Теперь мы можем проделать все расчеты. Подставьте числа в формулу и завершите расчет. Вот расчеты для трех резисторов из приведенного выше примера:
- Напряжение на R1 = V1 = (1, 2A) (2Ω) = 2,4 вольт.
- Напряжение на R2 = V2 = (1, 2A) (3Ω) = 3,6 вольт.
- Напряжение на R3 = V3 = (1, 2A) (5Ω) = 6 вольт.
Шаг 6. Проверьте свои ответы
В последовательной схеме сумма всех ответов должна равняться общему напряжению. Сложите каждое рассчитанное вами напряжение и убедитесь, что оно соответствует общему напряжению цепи. Если нет, попробуйте найти ошибку в своих расчетах.
- Согласно приведенному выше примеру 2, 4 + 3, 6 + 6 = 12 вольт, что равно общему напряжению в электрической цепи.
- Если ваш ответ немного неверен (скажем, 11, 97 вместо 12), скорее всего, вы округлили числа при работе с формулами. Не волнуйтесь, ваш ответ правильный.
- Помните, что напряжение измеряет разницу в заряде или количество электронов. Представьте, что вы подсчитываете количество новых электронов, наблюдаемых при движении по электрической цепи. Если вы правильно рассчитаете, вы будете знать общее изменение количества электронов от начала до конца.
Часть 3 из 3: Расчет напряжения через резистор (параллельная цепь)
Шаг 1. Узнайте о параллельных цепях
Представьте, что кабель подключается к одному полюсу батареи, а затем разветвляется на два отдельных провода. Эти два провода параллельны друг другу, затем повторно соединяются перед подключением к другому полюсу батареи. Если провод слева подключен к резистору, а провод справа также подключен к другому резистору, два резистора подключаются «параллельно».
Вы можете добавить столько параллельных кабелей, сколько захотите. Это руководство можно использовать для электрических цепей, которые разветвляются на 100 проводов, которые затем снова подключаются
Шаг 2. Узнайте, как протекает электрический ток в параллельных цепях
Электрический ток течет по всем доступным путям. Электрический ток будет проходить через провод слева, через резистор слева и до другого конца. В то же время ток также течет по проводу справа, через резистор справа и до конца. Никакие провода или резисторы в параллельной цепи не пропускаются дважды.
Шаг 3. Используйте общее напряжение, чтобы найти напряжение на каждом резисторе
Если вы знаете напряжение во всей цепи, ответ найти легко. Каждый параллельный провод имеет такое же напряжение, как и вся электрическая цепь. Скажем, электрическая цепь имеет два параллельно включенных резистора и батарею на 6 В. Барьеры сегодня не очень актуальны. Чтобы понять это, вспомните описанную выше последовательную схему:
- Помните, что сумма напряжений в последовательной цепи всегда равна общему напряжению в электрической цепи.
- Представьте себе каждый путь, по которому ток проходит в последовательной цепи. То же самое и с параллельными цепями: если сложить все напряжения, результат будет равен общему напряжению.
- Поскольку ток через каждый параллельный провод проходит только через один резистор, напряжение на резисторе должно равняться общему напряжению.
Шаг 4. Рассчитайте полный ток электрической цепи
Если проблема не дает полного напряжения в цепи, вам необходимо выполнить несколько дополнительных шагов. Начните с определения полного тока в электрической цепи. В параллельной цепи полный ток равен сумме токов, протекающих по каждому параллельному пути.
- Формула выглядит следующим образом: Iобщий = Я1 + Я2 + Я3…
- Если вам сложно это понять, представьте водопроводную трубу с двумя ответвлениями. Общее количество воды, протекающей в серии труб, является суммой воды, протекающей в каждой трубе.
Шаг 5. Рассчитайте полное сопротивление электрической цепи
В параллельной цепи эффективность резистора снижается, поскольку он блокирует ток только по одному проводу. Фактически, чем больше проводов в цепи, тем легче току найти путь для плавного протекания. Чтобы найти полное сопротивление, найдите значение R. общий в этом уравнении:
- 1 / робщий = 1 / р1 + 1 / р2 + 1 / р3 …
- Например, в электрической цепи параллельно подключены резисторы на 2 Ом и 4 Ом соответственно. 1 / робщий = 1/2 + 1/4 = 3/4 → 1 = (3/4) Rобщий → Rобщий = 1 / (3/4) = 4/3 = ~ 1,33 Ом.
Шаг 6. Найдите напряжение по вашему ответу
Помните, что как только мы находим полное напряжение в электрической цепи, мы уже знаем величину напряжения в каждом параллельном проводе. Для завершения расчета используйте закон Ома. Взгляните на следующие примеры вопросов:
- Электрическая цепь имеет ток 5 ампер и полное сопротивление 1,33 Ом.
- Согласно закону Ома I = V / R, так что V = IR
- V = (5A) (1,33Ω) = 6,65 вольт.
подсказки
- Если у вас сложная электрическая цепь, например резисторы, подключенные параллельно а также серии выберите два ближайших резистора. Найдите полное сопротивление через два резистора, используя правила для резисторов в последовательной и параллельной цепях. Теперь вы можете рассматривать его как одиночный резистор. Продолжайте этот процесс, пока не получите схему, в которой расположены резисторы. Только последовательно или параллельно.
- Напряжение на резисторе часто называют «падением напряжения».
-
Поймите следующие термины:
- Электрическая цепь / жила - расположение различных компонентов (резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности), которые соединены кабелями и могут находиться под напряжением.
- Резистор - элемент, уменьшающий или подавляющий электрический ток.
- Ток - поток электрического заряда в кабеле. Выражается в амперах (A).
- Напряжение - количество электрического заряда, проходящего каждую секунду. Выражается в вольтах (В).
- Сопротивление - мера сопротивления элемента электрическому току. Выражается в Ом (Ом)
