gtemata.com

Cum se calculează rezistența la capul unei rezistențe

Pentru a calcula tensiunea electrică prezentă la capetele unui rezistor, trebuie mai întâi să identificați tipul de circuit care urmează să fie studiat. Dacă trebuie să dobândiți conceptele de bază referitoare la circuitele electrice sau dacă pur și simplu doriți să vă reîmprospătați cunoștințele școlare, începeți să citiți articolul din prima secțiune. În caz contrar, puteți trece direct la secțiunea dedicată analizei tipului de circuit în cauză.

paşi

Partea 1

Concepte de bază privind circuitele electrice
1
Curentul electric. Gândiți-vă la această cantitate fizică utilizând următoarea metaforă: imaginați-vă vărsarea de sâmburi de porumb în interiorul unui tureen supa mare - fiecare boabe reprezintă un electron și fluxul tuturor boabelor care cad în container reprezintă curentul electric. În exemplul nostru vorbim despre flux, adică numărul de boabe de porumb care intră în bolul de supă în fiecare secundă. În cazul curentului electric, cantitatea de electroni pe secundă trece prin circuitul electric. Curentul este măsurat în amper (simbolul A).
  • 2
    Înțelegeți semnificația încărcării electrice. Electronii sunt particule subatomice cu sarcină electrică negativă. Acest lucru înseamnă că elementele cu o încărcătură pozitivă sunt atrase (sau curg spre), în timp ce ele sunt respinse (sau se îndepărtează de la) elemente cu aceeași încărcare negativă. Dat fiind că toți electronii au o încărcătură negativă, ei tind să se respingă reciproc, ori de câte ori este posibil.
  • 3
    Înțelegeți semnificația tensiunii electrice. Tensiunea este o cantitate fizică care măsoară diferența de încărcare sau potențial prezentă între două puncte. Cu cât este mai mare diferența, cu atât mai mare este forța cu care cele două puncte se atrag reciproc. Iată un exemplu care implică un stack clasic.
  • Într-o baterie comună apar reacții chimice care generează o cantitate de electroni. Electronii tind să stea aproape de polul negativ al bateriei, în timp ce polul pozitiv este practic descărcat, adică nu are încărcături pozitive (o baterie este caracterizată prin două puncte: polul sau terminalul pozitiv și polul negativ sau terminalul). Cu cât procesul chimic din interiorul bateriei continuă, cu atât mai mare este diferența de potențial dintre poli.
  • Când conectați un cablu electric la cei doi poli ai bateriei, electronii din terminalul negativ au în final un punct de mișcare. Acestea vor fi apoi atrase rapid de polul pozitiv prin crearea unui flux de sarcini electrice, adică un curent. Cu cât este mai mare tensiunea, cu atât este mai mare cantitatea de electroni pe secundă care curge de la polul negativ la polul pozitiv al bateriei.
  • 4
    Înțelegeți semnificația rezistenței electrice. Această cantitate fizică este exact ceea ce pare, adică opoziția - sau tocmai rezistența - generată de un element atunci când trece curentul de electroni, adică curentul electric. Cu cât rezistența unui element este mai mare, cu atât va fi mai dificil să o traversați pentru electroni. Aceasta înseamnă că curentul electric va fi mai mic deoarece numărul de sarcini electrice pe secundă care va reuși să treacă elementul în obiect va fi inferior.
  • Un rezistor este reprezentat de orice element prezent într-un circuit electric cu rezistență. Puteți cumpăra a "rezistor" în orice magazin de componente electronice, dar atunci când studiază circuite electrice didactice, aceste elemente pot fi reprezentate de un bec sau de orice alt element care oferă rezistență.
  • 5
    Aflați legea lui Ohm. Această lege descrie relația simplă care leagă cele trei cantități fizice în joc: curent, tensiune și rezistență. Scrieți sau memorați-o, deoarece o veți folosi foarte des pentru a rezolva problemele legate de circuitele electrice, școala sau locul de muncă:
  • Curentul este dat de relația dintre tensiune și rezistență.
  • În mod normal, este indicată prin următoarea formulă: V / R
  • Acum, când cunoașteți relația care leagă cele trei forțe în joc, încercați să vă imaginați ce se întâmplă dacă crește tensiunea (V) sau rezistența (R). Răspunsul dvs. este de acord cu ceea ce ați învățat în această secțiune?

    • Partea 2

    Calculați tensiunea la capul unui rezistor (Circuitul de serie)
    1
    Înțelegeți semnificația unui circuit de serie. Acest tip de conexiune este ușor de identificat: este, de fapt, un circuit simplu în care fiecare componentă este conectată în ordine. Curentul curge în interiorul circuitului printr-o singură dată toate rezistoarele sau componentele prezente, în ordinea exactă în care acestea sunt localizate.
    • În acest caz curent este întotdeauna același în fiecare punct al circuitului.
    • La calcularea tensiunii, punctul în care sunt conectate rezistențele individuale nu este important. De fapt, puteți să le mișcați foarte bine de-a lungul circuitului la dispoziția dvs., fără tensiunea prezentă în fruntea fiecăruia afectată de această schimbare.
    • Să luăm un exemplu de circuit electric în care sunt conectate trei rezistoare în serie: R1, R2 și R3. Circuitul este alimentat de o baterie de 12 V. Trebuie să calculați tensiunea prezentă la capetele fiecărui rezistor.
  • 2
    Calculați rezistența totală. În cazul rezistențelor conectate în serie, rezistența totală este dată de suma rezistorilor individuali. Apoi procedați după cum urmează:
  • Să presupunem, de exemplu, că cele trei rezistențe R1, R2 și R3 au următoarele valori 2 Ω (ohmi), 3 Ω și 5 Ω. În acest caz, rezistența totală va fi de 2 + 3 + 5 = 10 Ω.
  • 3
    Calculați curentul. Pentru a calcula curentul total în circuit, puteți folosi legea lui Ohm. Amintiți-vă că într-un circuit conectat în serie curentul este întotdeauna același în fiecare punct. După calcularea curentului în acest fel, îl putem folosi pentru toate calculele ulterioare.
  • Legea lui Ohm afirmă că actualul I = V / R. Știm că tensiunea din circuit este de 12 V și că rezistența totală este de 10 Ω. Răspunsul la problema noastră va fi I = 12 / 10 = 1.2 A.
  • 4
    Utilizați legea lui Ohm pentru a calcula tensiunea. Aplicând reguli simple algebrice putem găsi formula inversă a legii lui Ohm pentru a calcula tensiunea pornind de la curent și rezistență:
  • I = V / R
  • I * R = VR / R
  • I * R = V
  • V = I * R


  • 5
    Calculați tensiunea la capetele fiecărui rezistor. Știm valoarea rezistenței și a relației actuale și, de asemenea, a relației care le leagă, astfel încât tot ceea ce rămâne este de a înlocui variabilele cu valorile exemplului nostru. Mai jos avem soluția la problema noastră folosind datele pe care le avem:
  • Tensiunea la capetele rezistorului R1 = V1 = (1.2 A) * (2 Ω) = 2,4 V.
  • Tensiunea la capetele rezistorului R2 = V2 = (1.2 A) * (3 Ω) = 3,6 V.
  • Tensiunea la capetele rezistorului R3 = V3 = (1.2 A) * (5 Ω) = 6 V.
  • 6
    Verificați calculele. Într-un circuit de serie, suma totală a tensiunilor individuale prezente la bornele rezistențelor trebuie să fie egală cu tensiunea totală furnizată circuitului. Adăugați tensiunile individuale pentru a verifica dacă rezultatul este egal cu tensiunea furnizată întregului circuit. Dacă nu este cazul, verificați toate calculele pentru a afla unde este eroarea.
  • În exemplul nostru: 2.4 + 3.6 + 6 = 12 V, exact tensiunea totală furnizată circuitului.
  • În cazul în care cele două date ar trebui să difere ușor, de exemplu 11,97 V în loc de 12 V, cel mai probabil eroarea va rezulta din rotunjirea efectuată în timpul diverselor pași. Soluția ta va fi în continuare corectă.
  • Amintiți-vă că tensiunea măsoară diferența de potențial prezent la capetele unui element, cu alte cuvinte, numărul de electroni. Imaginați-vă că ați putea număra numărul de electroni pe care îi întâlniți de-a lungul circuitului - numărați-le corect, la sfârșitul călătoriei veți avea exact același număr de electroni prezent la început.

    • Partea 3

    Calculați tensiunea la capul unui rezistor (circuit paralel)
    1
    Înțelegeți semnificația unui circuit paralel. Imaginați-vă că aveți un cablu electric a cărui capăt este conectat la un pol al unei baterii, în timp ce celălalt este împărțit în două cabluri separate. Cele două cabluri noi se execută paralel unul cu altul și apoi se reiau înainte de a ajunge la cel de-al doilea pol al aceleiași baterii. Prin introducerea unui rezistor în fiecare ramură a circuitului, cele două componente vor fi conectate unul la celălalt "în paralel".
    • Într-un circuit electric nu există nici o limită a numărului de conexiuni paralele care pot apărea. Conceptele și formulele din această secțiune pot fi de asemenea aplicate circuitelor care au sute de legături în paralel.
  • 2
    Imaginați-vă fluxul curentului. Într-un circuit paralel, curentul curge în interiorul fiecărei ramuri sau căi disponibile. În exemplul nostru, curentul va trece prin rezistorul drept (stâng) (inclusiv rezistorul) și apoi celălalt capăt. Nici un curent prezent într-un circuit paralel nu poate deplasa un rezistor de două ori sau curge în interiorul său în sens invers.
  • 3
    Pentru a găsi tensiunea prezentă la capetele fiecărui rezistor, folosim tensiunea totală aplicată circuitului. Știind aceste informații, găsirea soluției la problema noastră este foarte simplă. În circuit fiecare "ramură" conectat în paralel are aceeași tensiune aplicată întregului circuit. De exemplu, dacă circuitul nostru în care există două rezistențe în paralel este alimentat de o baterie de 6V, înseamnă că rezistorul de pe ramura stângă va avea o tensiune de 6 V, precum și cea de pe ramura dreaptă. Acest concept este întotdeauna adevărat, indiferent de valoarea rezistenței în joc. Pentru a înțelege motivul acestei afirmații, gândiți-vă puțin pentru circuitele de serie văzute anterior:
  • Amintiți-vă că într-un circuit de serie, suma tensiunilor prezente la capetele fiecărui rezistor este întotdeauna egală cu tensiunea totală aplicată circuitului.
  • Acum imaginați-vă fiecare "ramură" calea de la curent nu este nimic mai mult decât un simplu circuit de serie. De asemenea, în acest caz, conceptul exprimat în etapa anterioară rămâne adevărat: însumarea tensiunea peste rezistențele individuale și de a primi, ca urmare tensiunea totală.
  • In exemplul nostru, deoarece curentul curge prin fiecare dintre cele două ramuri paralele, în care există doar un singur rezistor, tensiunea aplicată la capetele celor din urmă trebuie să fie egală cu tensiunea totală aplicată circuitului.
  • 4
    Calculează curentul total prezent în circuit. Dacă problema care trebuie rezolvată nu furnizează valoarea totală de tensiune aplicată circuitului, pentru a ajunge la soluție, va trebui să efectuați calcule suplimentare. Începeți prin identificarea curentului total care curge în circuit. Într-un circuit paralel, curentul total este egal cu suma curenților individuali care trec prin fiecare dintre ramurile prezente.
  • Iată cum să exprimăm conceptul în termeni matematici: I.total = I1 + 2 + 3 + n.
  • Dacă aveți dificultăți în înțelegerea acestui concept, imaginați-vă că aveți o conductă de apă care, într-un anumit punct, este împărțită în două conducte secundare. Cantitatea totală de apă va fi dată pur și simplu de suma cantităților de apă care curg în interiorul fiecărei conducte secundare individuale.
  • 5
    Calculați rezistența totală a circuitului. Având în vedere faptul că poate oferi o rezistență numai pentru porțiunea de curent care traversează ramura lor, rezistențe într-o configurație paralelă nu funcționează, de fapt, o mai mare în efficient- astfel încât este numărul de ramificații paralele prezente în circuit, cu atât mai ușor va fi pentru curent găsi un calea de a traversa. Pentru a găsi rezistența totală, următoarea ecuație trebuie rezolvată în conformitate cu Rtotal:
  • 1 / Rtotal = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3
  • Luați exemplul unui circuit în care există 2 rezistoare în paralel, respectiv 2 și respectiv 4 Ω. Vom primi urmatoarele: 1 / Rtotal = 1/2 + 1/4 = 3/4 → 1 = (3/4) Rtotal → Rtotal = 1 / (3/4) = 4/3 = ~ 1,33 Ω.
  • 6
    Calculați tensiunea pornind de la datele aflate în posesia dvs. Amintiți-vă că odată ce ați identificat tensiunea totală aplicată circuitului, veți fi identificat, de asemenea, tensiunea aplicată fiecărei ramuri în paralel. Puteți găsi soluția la întrebare aplicând legea lui Ohm. Iată un exemplu:
  • Într-un circuit există un curent de 5 A. Rezistența totală este egală cu 1,33 Ω.
  • Conform legii lui Ohm știm că I = V / R, deci V = I * R.
  • V = (5 A) * (1,33 Ω) = 6,65 V.

    • Sfaturi

    • Dacă trebuie să studiați un circuit electric în care sunt prezente rezistoare de serie și rezistențe paralele, începe analiza pornind de la două rezistențe din apropiere. Identificați rezistența lor totală folosind formulele corespunzătoare legate de situație, legate de rezistoare în paralel sau în serie - acum puteți lua în considerare perechea de rezistențe ca un singur element. Continuați studiul circuitului utilizând această metodă până când îl veți reduce la un set simplu de rezistențe configurate în serie sau în paralel.
    • Tensiunea prezentă la capetele unui rezistor este adesea numită "scădere de tensiune".
    • Dobândiți terminologia corectă:
    • Circuit electric: set de elemente electrice (rezistențe, condensatoare și inductori) conectate una la alta printr-un cablu electric în care este prezent un curent.
    • Rezistor: componentă electrică care se opune unei anumite rezistențe la trecerea unui curent electric.
    • Curent: debit ordonat al sarcinilor electrice într-o unitate de măsurare a circuitului-amper (simbolul A).
    • Tensiune: diferența de potențial electric între două puncte de măsură de volt (simbolul V).
    • Rezistență: cantitatea fizică care măsoară tendința unui element de a se opune trecerii unui curent electric - unitate de măsură ohm (simbolul Ω).
    Afișați mai multe ... (5)
    Distribuiți pe rețelele sociale:

    înrudit