Enne takisti pinge arvutamist peate kõigepealt kindlaks määrama kasutatava vooluahela (ahela) tüübi. Kui peate põhitingimused uuesti läbi vaatama või vajate abi elektriahelate mõistmisel, alustage esimesest jaotisest. Vastasel juhul minge otse selle vooluahela tüübile, millega soovite töötada
Samm
Osa 1 /3: Elektriahelate mõistmine
Samm 1. Lugege elektrivoolu kohta
Võite kasutada järgmist analoogiat: kujutage ette, et valate teravilja kaussi. Iga tera on elektron ja vool kaussi on elektrivool. Kui räägite elektrienergiast, selgitate seda, öeldes, kui palju teravilja voolab sekundis. Kui räägite elektrivoolust, mõõdate seda ühikutes amprit (amprit), mis on teatud arv elektrone (mis on väga suured väärtused), mis voolavad iga sekund.
Samm 2. Teadke elektrilaengu kohta
Elektronidel on "negatiivne" elektrilaeng. See tähendab, et elektronid meelitavad positiivse laenguga objekte (või liiguvad nende poole) ja tõrjuvad (või voolavad eemale) negatiivselt laetud objekte. Kõigil elektronidel on negatiivne laeng, nii et nad suruvad alati teisi elektrone ja hajuvad laiali.
Samm 3. Mõistke pinget
Pinge mõõdab elektrilaengu erinevust kahe punkti vahel. Mida suurem erinevus, seda tugevamad kaks punkti üksteist tõmbavad. Siin on näide tavalise aku kasutamisest:
- Aku sees tekivad toimuvad keemilised reaktsioonid elektronide kogumi. Need elektronid lähevad aku negatiivsele poolusele, positiivne pool jääb aga peaaegu tühjaks. Neid nimetatakse positiivseteks ja negatiivseteks klemmideks. Mida kauem see protsess kestab, seda suurem on pinge kahe pooluse vahel.
- Kui ühendate juhtmed positiivse ja negatiivse pooluse vahel, on negatiivse pooluse elektronidel nüüd kuhugi minna. Negatiivse pooluse elektronid liiguvad positiivse pooluse poole ja tekitavad elektrivoolu. Mida suurem on pinge, seda rohkem elektrone liigub positiivsele poolusele iga sekund.
Samm 4. Lugege vastupanu kohta
Takistus on midagi, mis blokeerib elektronid. Mida suurem on takistus, seda raskem on elektronidel läbida. Takistus aeglustab elektrivoolu, sest iga sekundi mööduvate elektronide arv väheneb.
Takistid võivad elektriahelas olla kõik, mis lisab takistust. Saate osta tõelisi „takistid”, kuid probleemide korral tähistavad takistid tavaliselt lambipirne või kõike, millel on takistus
Samm 5. Pea meeles Ohmi seadust
Voolu, pinge ja elektritakistuse vahel on lihtne seos. Kirjutage või jätke meelde järgmine valem, kui vajate seda elektriahelatega seotud probleemide lahendamiseks:
- Vool = pinge jagatud takistusega
- Valemi saab kirjutada järgmiselt: I = V / R
- Mõelge, mis juhtub, kui vooluahelas suureneb V (pinge) või R (takistus). Kas see on kooskõlas ülaltoodud aruteluga?
Osa 2/3: Pinge arvutamine takisti kaudu (seeriaahel)
Samm 1. Mõista seeriaahelaid
Seeria elektriahelaid on väga lihtne märgata. Kuju on kaablisilmuse kujul, kõik komponendid on paigutatud reale piki kaablit. Elektrivool voolab läbi kogu juhtme ja läbi iga takisti või elemendi.
- Elektrivool ahela igas punktis alati sama.
- Pinge arvutamisel ei ole takisti asukoht ahelas oluline. Võite võtta takisti ja liigutada selle üle vooluahela ning pinge üle iga takisti jääb samaks.
- Kasutame näidet elektriahelast, millel on 3 takisti järjestikku: R1, R2ja R.3. Vooluahel saab toite 12 -voldisest akust. Leiame pinge iga takisti vahel.
Samm 2. Arvutage kogutakistus
Lisage kõik vooluahela takistuse väärtused. Tulemuseks on jadaahela kogutakistus.
Näiteks kolm takistit R1, R2ja R.3 takistused on vastavalt 2 (oomi), 3 ja 5. Seega on kogutakistus 2 + 3 + 5 = 10 oomi.
Samm 3. Leidke vooluahelast vool
Kasutage Ohmi seadust, et leida voolu väärtus kogu elektriahelas. Pidage meeles, et jadaahelas on vool ahela igas punktis alati sama. Pärast praeguse väärtuse saamist saame teha kõik ülejäänud arvutused.
Ohmi seadus ütleb, et praegune I = V / R. Ahela pinge on 12 volti ja ahela kogutakistus on 10 oomi. Ühendage need numbrid valemiga, et saada I = 12 / 10 = 1,2 amprit.
Samm 4. Pinge väärtuse leidmiseks reguleerige Ohmi seadust
Kasutage põhialgebra, et leida pinge väärtus voolu asemel:
- Mina = V / R
- IR = VR / R
- IR = V
- V = IR
Samm 5. Arvutage iga takisti pinge
Me teame juba takistuse ja voolu väärtust. Nüüd saame teha kõik arvutused. Ühendage numbrid valemiga ja lõpetage arvutus. Siin on ülaltoodud näite arvutused kolme takisti kohta:
- Pinge R juures1 = V1 = (1, 2A) (2Ω) = 2, 4 volti.
- Pinge R juures2 = V2 = (1, 2A) (3Ω) = 3,6 volti.
- Pinge R juures3 = V3 = (1, 2A) (5Ω) = 6 volti.
Samm 6. Kontrollige oma vastuseid
Jadaahelas peab kõigi vastuste summa olema võrdne kogupingega. Lisage iga arvutatud pinge ja kontrollige, kas see vastab ahela kogupingele. Kui ei, proovige viga arvutustes leida.
- Ülaltoodud näite kohaselt on 2, 4 + 3, 6 + 6 = 12 volti, mis on võrdne elektriskeemi läbiva kogupingega.
- Kui teie vastus on pisut vale (näiteks 12 asemel 11, 97), on tõenäoline, et olete valemitega töötades numbrid ümardanud. Ärge muretsege, teie vastus pole vale.
- Pidage meeles, et pinge mõõdab laengu erinevust või elektronide arvu. Kujutage ette, et loete uusi elektrone, mida on nähtud mööda vooluahelat. Kui arvutate õigesti, teate kogu elektronide muutust algusest lõpuni.
Osa 3/3: Pinge arvutamine läbi takisti (paralleelring)
Samm 1. Lugege paralleelsete ahelate kohta
Kujutage ette, et kaabel ühendatakse aku ühe poolusega ja hargneb seejärel kaheks eraldi juhtmeks. Need kaks juhtmest on üksteisega paralleelsed, seejärel ühendage uuesti, enne kui ühendate aku teise poolusega. Kui vasakpoolne juhe on ühendatud takistiga ja parempoolne juhe on ühendatud ka teise takistiga, on kaks takisti ühendatud "paralleelselt".
Saate lisada nii palju paralleelkaableid kui soovite. Seda juhendit saab kasutada elektriahelate jaoks, mis hargnevad 100 juhtmeks ja ühendatakse seejärel uuesti
Samm 2. Tea, kuidas elektrivool voolab paralleelsetes ahelates
Elektrivool voolab läbi iga olemasoleva tee. Elektrivool voolab läbi vasakul asuva traadi, vasakul oleva takisti ja teise otsa. Samal ajal voolab ka vool läbi paremal asuva juhtme, paremal oleva takisti ja lõpuni. Paralleelses vooluahelas olevaid juhtmeid ega takistit ei lasta kaks korda läbi.
Samm 3. Kasutage kogupinget, et leida pinge iga takisti vahel
Kui teate kogu vooluahela pinget, on vastust lihtne leida. Igal paralleelsel juhtmel on sama pinge kui kogu elektriahelal. Oletame, et elektriahelal on kaks paralleelset takistit ja 6 -voldine aku. Tõkked pole tänapäeval eriti asjakohased. Selle mõistmiseks meenutage ülalkirjeldatud seeriaahelat:
- Pidage meeles, et jadaahela pingete summa on alati võrdne elektriahela kogupingega.
- Kujutage ette iga rada, mida vool võtab jadaahelas. Sama kehtib ka paralleelsete ahelate kohta: kui liita kokku kõik pinged, on tulemus võrdne kogupingega.
- Kuna voolu läbi iga paralleeljuhtme läbib ainult üks takisti, peab takisti läbiv pinge olema võrdne kogupingega.
Samm 4. Arvutage elektriahela koguvool
Kui probleem ei anna vooluahela kogupinget, peate tegema mõned täiendavad toimingud. Alustage elektrivoolu kaudu koguvoolu leidmisega. Paralleelahelas on koguvool võrdne iga paralleeltee läbivate voolude summaga.
- Valem on järgmine: Ikokku = Mina1 + Mina2 + Mina3…
- Kui teil on selle mõistmisega probleeme, kujutage ette veetoru, millel on kaks haru. Torude seerias voolava vee koguhulk on igas torus voolava vee summa.
Samm 5. Arvutage elektriahela kogutakistus
Takisti efektiivsus väheneb paralleelses ahelas, kuna see blokeerib voolu ainult ühe juhtme kaudu. Tegelikult, mida rohkem juhtmeid ahelas, seda lihtsam on voolul leida tee sujuvaks vooluks. Kogu takistuse leidmiseks leidke R väärtus. kokku selles võrrandis:
- 1 / Rkokku = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 …
- Näiteks elektriskeemil on paralleelselt ühendatud vastavalt 2 oomi ja 4 oomi takistid. 1 / Rkokku = 1/2 + 1/4 = 3/4 → 1 = (3/4) Rkokku → Rkokku = 1/(3/4) = 4/3 = ~ 1,33 oomi.
Samm 6. Leidke oma vastusest pinge
Pidage meeles, et kui oleme leidnud elektriahela kogupinge, teame juba iga paralleeljuhtme pinge suurust. Arvutuse lõpuleviimiseks kasutage Ohmi seadust. Vaadake järgmisi näidisküsimusi:
- Elektriahela vool on 5 amprit ja kogutakistus 1,33 oomi.
- Vastavalt Ohmi seadusele on I = V / R, nii et V = IR
- V = (5A) (1, 33Ω) = 6,65 volti.
Näpunäiteid
- Kui teil on keeruline elektriahel, näiteks takistid on paralleelselt ühendatud ja seeria, valige kaks lähimat takistit. Leidke kogutakistus kahe takisti kaudu, kasutades jada- ja paralleelvooluahelate takistite reegleid. Nüüd saate seda käsitleda ühe takistina. Jätkake seda protsessi, kuni teil on vooluahel, milles takistid on paigutatud ainult sarjades või paralleelne.
- Takisti pinget nimetatakse sageli "pingelanguseks".
-
Mõistke järgmisi termineid:
- Elektriskeem/ahel - erinevate komponentide (takistid, kondensaatorid ja induktiivpoolid) paigutus, mis on ühendatud kaablitega ja mida saab pingestada.
- Takisti - element, mis vähendab või pärsib elektrivoolu.
- Vool - elektrilaengu vool kaablis. Väljendatakse amprites (A).
- Pinge - elektrilaengu hulk, mis möödub iga sekund. Väljendatakse voltide ühikutes (V).
- Resistentsus - mõõde elemendi vastuseisust elektrivoolule. Väljendatud oomides (Ω)
