Inden du beregner spændingen over en modstand, skal du først bestemme hvilken type kredsløb (streng) der bruges. Hvis du har brug for at revidere grundlæggende vilkår eller har brug for hjælp til at forstå elektriske kredsløb, skal du starte med det første afsnit. Ellers skal du gå direkte til den type kredsløb, du vil arbejde med
Trin
Del 1 af 3: Forståelse af elektriske kredsløb
Trin 1. Lær om elektrisk strøm
Du kan bruge følgende analogi: forestil dig, at du hælder korn i en skål. Hvert korn er en elektron, og kornstrømmen ind i skålen er en elektrisk strøm. Når du taler om elektricitet, forklarer du det ved at sige, hvor mange kornkorn der flyder hvert sekund. Når du taler om elektrisk strøm, måler du den i enheder af ampere (ampere), som er et bestemt antal elektroner (som er meget store værdier), der flyder hvert sekund.
Trin 2. Kend til elektrisk ladning
Elektroner har en "negativ" elektrisk ladning. Det vil sige, at elektroner tiltrækker (eller strømmer mod) positivt ladede objekter og frastøder (eller strømmer væk fra) negativt ladede objekter. Alle elektroner har en negativ ladning, så de skubber altid andre elektroner og spreder.
Trin 3. Forstå spænding
Spænding måler forskellen i elektrisk ladning mellem to punkter. Jo større forskellen er, jo stærkere tiltrækker de to punkter hinanden. Her er et eksempel på brug af et almindeligt batteri:
- Inde i batteriet producerer de kemiske reaktioner, der opstår, en pulje af elektroner. Disse elektroner går til batteriets negative pol, mens den positive pol forbliver næsten tom. Disse kaldes de positive og negative terminaler. Jo længere denne proces varer, jo større er spændingen mellem de to poler.
- Når du forbinder ledningerne mellem de positive og negative poler, har elektronerne ved den negative pol nu et sted at gå. Elektronerne ved den negative pol strømmer mod den positive pol og producerer en elektrisk strøm. Jo større spænding, jo flere elektroner bevæger sig til den positive pol hvert sekund.
Trin 4. Lær om modstand
En forhindring er noget, der blokerer elektroner. Jo større modstand, jo sværere er det for elektroner at passere. Modstanden bremser den elektriske strøm, fordi antallet af elektroner, der passerer hvert sekund, falder.
Modstande kan være alt i et elektrisk kredsløb, der tilføjer modstand. Du kan købe rigtige "modstande", men i problemer repræsenteres modstande normalt med pærer eller noget, der har modstand
Trin 5. Husk Ohms lov udenad
Der er en simpel sammenhæng mellem strøm, spænding og elektrisk modstand. Skriv eller husk følgende formel, da du får brug for den til at løse problemer i forbindelse med elektriske kredsløb:
- Strøm = spænding divideret med modstand
- Formlen kan skrives som følger: I = V / R
- Tænk på, hvad der sker, hvis V (spænding) eller R (modstand) i kredsløbet stiger. Er det i overensstemmelse med diskussionen ovenfor?
Del 2 af 3: Beregning af spændingen gennem en modstand (seriekredsløb)
Trin 1. Forstå seriekredsløb
Seriens elektriske kredsløb er meget lette at få øje på. Formen er i form af en kabelsløjfe med alle komponenter arrangeret i en række langs kablet. En elektrisk strøm strømmer gennem hele ledningen og gennem hver modstand eller element, den støder på.
- Elektrisk strøm altid det samme på hvert punkt i kredsløbet.
- Ved beregning af spænding er placeringen af modstanden i kredsløbet irrelevant. Du kan tage en modstand og flytte den hen over kredsløbet, og spændingen over hver modstand forbliver den samme.
- Vi vil bruge et eksempel på et elektrisk kredsløb med 3 modstande i serie: R1, R.2, og R.3. Kredsløbet får strøm fra et 12 volt batteri. Vi finder spændingen på tværs af hver modstand.
Trin 2. Beregn den samlede modstand
Saml alle modstandsværdierne i kredsløbet. Resultatet er seriekredsløbets samlede modstand.
For eksempel er de tre modstande R1, R.2, og R.3 har modstande på henholdsvis 2 (ohm), 3 og 5. Således er den samlede modstand 2 + 3 + 5 = 10 ohm.
Trin 3. Find strømmen i kredsløbet
Brug Ohms lov til at finde værdien af strømmen i et helt elektrisk kredsløb. Husk, at i et seriekredsløb er strømmen altid den samme på hvert punkt i kredsløbet. Efter at have opnået den aktuelle værdi, kan vi udføre alle de resterende beregninger.
Ohms lov siger, at nuværende I = V / R. Spændingen over kredsløbet er 12 volt, og kredsløbets samlede modstand er 10 ohm. Sæt disse tal i formlen for at få I = 12 / 10 = 1,2 ampere.
Trin 4. Juster Ohms lov for at finde spændingsværdien
Brug grundlæggende algebra til at finde værdien af spænding i stedet for strøm:
- Jeg = V / R
- IR = VR / R
- IR = V
- V = IR
Trin 5. Beregn spændingen over hver modstand
Vi kender allerede værdien af modstand og strøm. Nu kan vi lave alle beregningerne. Sæt tallene i formlen og afslut beregningen. Her er beregningerne for de tre modstande fra eksemplet ovenfor:
- Spænding ved R1 = V1 = (1, 2A) (2Ω) = 2, 4 volt.
- Spænding ved R2 = V2 = (1, 2A) (3Ω) = 3,6 volt.
- Spænding ved R3 = V3 = (1, 2A) (5Ω) = 6 volt.
Trin 6. Kontroller dine svar
I et seriekredsløb skal summen af alle svarene svare til den samlede spænding. Tilføj hver spænding, du har beregnet, og kontroller, at den matcher kredsløbets samlede spænding. Hvis ikke, så prøv at finde fejlen i dine beregninger.
- Ifølge eksemplet ovenfor er 2, 4 + 3, 6 + 6 = 12 volt svarende til den samlede spænding gennem det elektriske kredsløb.
- Hvis dit svar er lidt off (siger 11, 97 i stedet for 12), er der stor sandsynlighed for, at du har afrundet tal, mens du arbejder med formler. Bare rolig, dit svar er ikke forkert.
- Husk, spænding måler forskellen i ladning eller antallet af elektroner. Forestil dig, at du tæller de nye elektroner set, når de bevæger sig langs et elektrisk kredsløb. Hvis du beregner korrekt, kender du den samlede ændring i elektroner fra start til slut.
Del 3 af 3: Beregning af spændingen gennem en modstand (parallelt kredsløb)
Trin 1. Lær om parallelle kredsløb
Forestil dig et kabel, der forbinder til en pol på batteriet og derefter forgrener sig til to separate ledninger. Disse to ledninger er parallelle med hinanden, og forbind derefter igen, før de tilsluttes den anden pol på batteriet. Hvis ledningen til venstre er forbundet til en modstand, og ledningen til højre også er forbundet til en anden modstand, er de to modstande forbundet "parallelt".
Du kan tilføje så mange parallelle kabler, som du vil. Denne vejledning kan bruges til elektriske kredsløb, der forgrener sig til 100 ledninger, som derefter tilsluttes igen
Trin 2. Vide, hvordan elektrisk strøm strømmer i parallelle kredsløb
Elektrisk strøm strømmer gennem alle tilgængelige stier. Elektrisk strøm vil strømme gennem ledningen til venstre, gennem modstanden til venstre og helt til den anden ende. På samme tid strømmer der også strøm gennem tråden til højre, gennem modstanden til højre og helt til enden. Ingen ledninger eller modstande i et parallelt kredsløb passeres to gange.
Trin 3. Brug den samlede spænding til at finde spændingen over hver modstand
Hvis du kender spændingen over hele kredsløbet, er svaret let at finde. Hver paralleltråd har den samme spænding som hele det elektriske kredsløb. Sig et elektrisk kredsløb har to modstande parallelt og et 6 volt batteri. Barrierer er ikke særlig relevante i dag. For at forstå det skal du huske seriekredsløbet beskrevet ovenfor:
- Husk, at summen af spændingerne i et seriekredsløb altid er lig med den samlede spænding gennem det elektriske kredsløb.
- Forestil dig hver sti, som strømmen tager i et seriekredsløb. Det samme er tilfældet for parallelle kredsløb: Hvis du optæller alle spændinger, er resultatet lig med den samlede spænding.
- Da strømmen gennem hver paralleltråd kun er gennem en modstand, skal spændingen over modstanden svare til den samlede spænding.
Trin 4. Beregn den samlede strøm af det elektriske kredsløb
Hvis problemet ikke giver den samlede spænding over kredsløbet, skal du udføre et par ekstra trin. Start med at finde den samlede strøm gennem det elektriske kredsløb. I et parallelt kredsløb er den samlede strøm lig med summen af strømme gennem hver parallelsti.
- Formlen er som følger: Ii alt = Jeg1 + Jeg2 + Jeg3…
- Hvis du har problemer med at forstå det, kan du forestille dig et vandrør, der har to grene. Den samlede mængde vand, der strømmer i en række rør, er summen af vandet, der strømmer i hvert rør.
Trin 5. Beregn den samlede modstand for det elektriske kredsløb
Effektiviteten af en modstand reduceres i et parallelt kredsløb, fordi den kun blokerer strømmen gennem en ledning. Faktisk jo flere ledninger i et kredsløb, jo lettere er det for strøm at finde en sti til at flyde gnidningsløst. For at finde den samlede modstand finder du værdien af R. i alt i denne ligning:
- 1 / Ri alt = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 …
- For eksempel har et elektrisk kredsløb modstande på henholdsvis 2 ohm og 4 ohm forbundet parallelt. 1 / Ri alt = 1/2 + 1/4 = 3/4 → 1 = (3/4) Ri alt → Ri alt = 1/(3/4) = 4/3 = ~ 1,33 ohm.
Trin 6. Find spændingen fra dit svar
Husk, når vi har fundet den samlede spænding i det elektriske kredsløb, kender vi allerede størrelsen af spændingen gennem hver paralleltråd. Brug Ohms lov til at fuldføre beregningen. Tag et kig på følgende eksempler på spørgsmål:
- Det elektriske kredsløb har en strøm på 5 ampere og en samlet modstand på 1,33 ohm.
- I henhold til Ohms lov, I = V / R, så V = IR
- V = (5A) (1, 33Ω) = 6,65 volt.
Tips
- Hvis du har et kompliceret elektrisk kredsløb, for eksempel at have modstande forbundet parallelt og serie, vælg de to nærmeste modstande. Find den samlede modstand gennem de to modstande ved hjælp af reglerne for modstande i serie og parallelle kredsløb. Nu kan du behandle det som en enkelt modstand. Fortsæt denne proces, indtil du har et kredsløb, hvor modstandene er arrangeret kun i serier eller parallel.
- Spændingen over modstanden kaldes ofte "spændingsfaldet".
-
Forstå følgende udtryk:
- Elektrisk kredsløb/streng - Arrangementet af forskellige komponenter (modstande, kondensatorer og induktorer), som er forbundet med kabler og kan få strøm.
- Modstand - et element, der reducerer eller hæmmer elektrisk strøm.
- Strøm - Strømmen af elektrisk ladning i kablet. Udtrykt i Ampere (A).
- Spænding - Mængden af elektrisk ladning, der passerer hvert sekund. Udtrykt i enheder volt (V).
- Modstand - Et mål for et element modstand mod elektrisk strøm. Udtrykt i ohm (Ω)
