Înainte de a calcula tensiunea pe un rezistor, trebuie mai întâi să determinați tipul de circuit (fir) utilizat. Dacă trebuie să revizuiți termenii de bază sau aveți nevoie de ajutor pentru înțelegerea circuitelor electrice, începeți cu prima secțiune. În caz contrar, mergeți direct la tipul de circuit pe care doriți să lucrați
Etapa
Partea 1 din 3: Înțelegerea circuitelor electrice
Pasul 1. Aflați despre curentul electric
Puteți folosi următoarea analogie: imaginați-vă că turnați cereale într-un castron. Fiecare bob de cereale este un electron, iar fluxul de cereale în vas este un curent electric. Când vorbești despre electricitate, o explici spunând câte boabe de cereale curg în fiecare secundă. Când vorbiți despre curent electric, îl măsurați în unități de amper (amperi), care este un anumit număr de electroni (care sunt valori foarte mari) care curg în fiecare secundă.
Pasul 2. Cunoașteți sarcina electrică
Electronii au o sarcină electrică „negativă”. Adică, electronii atrag (sau curg spre) obiecte încărcate pozitiv și resping (sau curg de departe) obiecte încărcate negativ. Toți electronii au o sarcină negativă, astfel încât împing întotdeauna alți electroni și se împrăștie.
Pasul 3. Înțelegeți despre tensiune
Tensiunea măsoară diferența de încărcare electrică între două puncte. Cu cât diferența este mai mare, cu atât cele două puncte se atrag reciproc. Iată un exemplu de utilizare a unei baterii obișnuite:
- În interiorul bateriei, reacțiile chimice care apar produc un bazin de electroni. Acești electroni merg spre polul negativ al bateriei, în timp ce polul pozitiv rămâne aproape gol. Acestea sunt numite terminale pozitive și negative. Cu cât durează mai mult acest proces, cu atât este mai mare tensiunea dintre cei doi poli.
- Când conectați firele între polii pozitivi și negativi, electronii de la polul negativ au acum unde să meargă. Electronii de la polul negativ curg spre polul pozitiv și produc un curent electric. Cu cât tensiunea este mai mare, cu atât mai mulți electroni trec la polul pozitiv în fiecare secundă.
Pasul 4. Aflați despre rezistență
Un obstacol este ceva care blochează electronii. Cu cât rezistența este mai mare, cu atât este mai greu să treacă electronii. Rezistența încetinește curentul electric, deoarece numărul de electroni care trec în fiecare secundă scade.
Rezistoarele pot fi orice într-un circuit electric care adaugă rezistență. Puteți cumpăra „rezistențe” reale, dar în probleme, rezistențele sunt de obicei reprezentate de becuri sau orice altceva care are rezistență
Pasul 5. Memorează legea lui Ohm
Există o relație simplă între curent, tensiune și rezistență electrică. Scrieți sau memorați următoarea formulă, deoarece veți avea nevoie de ea pentru a rezolva problemele legate de circuitele electrice:
- Curent = tensiune împărțită la rezistență
- Formula poate fi scrisă astfel: I = V / R
- Gândiți-vă ce se întâmplă dacă crește V (tensiune) sau R (rezistență). Este în conformitate cu discuția de mai sus?
Partea 2 din 3: Calcularea tensiunii printr-un rezistor (circuit de serie)
Pasul 1. Înțelegeți circuitele de serie
Circuitele electrice din serie sunt foarte ușor de observat. Forma este sub forma unei bucle de cablu cu toate componentele aranjate la rând de-a lungul cablului. Un curent electric curge prin întregul fir și prin fiecare rezistor sau element pe care îl întâlnește.
- Curent electric întotdeauna la fel în fiecare punct al circuitului.
- La calcularea tensiunii, locația rezistorului în circuit este irelevantă. Puteți lua un rezistor și îl puteți muta pe circuit, iar tensiunea de pe fiecare rezistor rămâne aceeași.
- Vom folosi un exemplu de circuit electric cu 3 rezistențe în serie: R1, R2și R3. Circuitul primește energie de la o baterie de 12 volți. Vom găsi tensiunea pe fiecare rezistor.
Pasul 2. Calculați rezistența totală
Adăugați toate valorile de rezistență din circuit. Rezultatul este rezistența totală a circuitului de serie.
De exemplu, cele trei rezistențe R1, R2și R3 au rezistențe de 2 (ohmi), 3 și respectiv 5. Astfel, rezistența totală este de 2 + 3 + 5 = 10 ohmi.
Pasul 3. Găsiți curentul în circuit
Folosiți legea lui Ohm pentru a găsi valoarea curentului într-un întreg circuit electric. Amintiți-vă, într-un circuit de serie, curentul este întotdeauna același în fiecare punct al circuitului. După ce am obținut valoarea curentă, putem efectua toate calculele rămase.
Legea lui Ohm afirmă că curentul I = V / R. Tensiunea în circuit este de 12 volți, iar rezistența totală a circuitului este de 10 ohmi. Conectați aceste numere în formulă pentru a obține I = 12 / 10 = 1,2 amperi.
Pasul 4. Reglați legea lui Ohm pentru a găsi valoarea tensiunii
Folosiți algebra de bază pentru a găsi valoarea tensiunii în loc de curent:
- Eu = V / R
- IR = VR / R
- IR = V
- V = IR
Pasul 5. Calculați tensiunea pe fiecare rezistor
Știm deja valoarea rezistenței și a curentului. Acum, putem face toate calculele. Conectați numerele în formulă și finalizați calculul. Iată calculele pentru cele trei rezistențe din exemplul de mai sus:
- Tensiunea la R1 = V1 = (1, 2A) (2Ω) = 2, 4 volți.
- Tensiunea la R2 = V2 = (1, 2A) (3Ω) = 3,6 volți.
- Tensiunea la R3 = V3 = (1, 2A) (5Ω) = 6 volți.
Pasul 6. Verificați răspunsurile
Într-un circuit de serie, suma tuturor răspunsurilor trebuie să fie egală cu tensiunea totală. Adăugați fiecare tensiune calculată și verificați dacă se potrivește cu tensiunea totală a circuitului. Dacă nu, încercați să găsiți eroarea în calculele dvs.
- Conform exemplului de mai sus, 2, 4 + 3, 6 + 6 = 12 volți, egal cu tensiunea totală prin circuitul electric.
- Dacă răspunsul dvs. este puțin oprit (să zicem 11, 97 în loc de 12), este posibil să aveți numere rotunjite în timp ce lucrați la formule. Nu vă faceți griji, răspunsul dvs. nu este greșit.
- Amintiți-vă, tensiunea măsoară diferența de încărcare sau numărul de electroni. Imaginați-vă că numărați noii electroni văzuți în timp ce călătoresc de-a lungul unui circuit electric. Dacă calculați corect, veți cunoaște modificarea totală a electronilor de la început până la sfârșit.
Partea 3 din 3: Calcularea tensiunii printr-un rezistor (circuit paralel)
Pasul 1. Aflați despre circuitele paralele
Imaginați-vă un cablu care se conectează la un stâlp al bateriei, apoi se ramifică în două fire separate. Aceste două fire sunt paralele între ele, apoi reconectați-vă înainte de a vă conecta la celălalt pol al bateriei. Dacă firul din stânga este conectat la un rezistor, iar firul din dreapta este conectat și la un alt rezistor, cele două rezistențe sunt conectate în „paralel”.
Puteți adăuga câte cabluri paralele doriți. Acest ghid poate fi utilizat pentru circuitele electrice care se ramifică în 100 de fire care apoi se reconectează
Pasul 2. Știți cum curge curentul electric în circuite paralele
Curentul electric circulă prin fiecare cale disponibilă. Curentul electric va curge prin firul din stânga, prin rezistorul din stânga și până la celălalt capăt. În același timp, curentul curge și prin firul din dreapta, prin rezistorul din dreapta și până la capăt. Nu sunt trecute de două ori fire sau rezistențe într-un circuit paralel.
Pasul 3. Folosiți tensiunea totală pentru a găsi tensiunea pe fiecare rezistor
Dacă știți tensiunea pe întregul circuit, răspunsul este ușor de găsit. Fiecare fir paralel are aceeași tensiune ca întregul circuit electric. Să presupunem că un circuit electric are două rezistențe în paralel și o baterie de 6 volți. Barierele nu sunt foarte relevante astăzi. Pentru a o înțelege, amintiți-vă circuitul de serie descris mai sus:
- Amintiți-vă că suma tensiunilor dintr-un circuit de serie este întotdeauna egală cu tensiunea totală prin circuitul electric.
- Imaginați-vă fiecare cale pe care o ia curentul într-un circuit de serie. Același lucru este valabil și pentru circuitele paralele: dacă adăugați toate tensiunile, rezultatul este egal cu tensiunea totală.
- Deoarece curentul prin fiecare fir paralel este doar printr-un rezistor, tensiunea pe rezistor trebuie să fie egală cu tensiunea totală.
Pasul 4. Calculați curentul total al circuitului electric
Dacă problema nu dă tensiunea totală în circuit, va trebui să parcurgeți câțiva pași suplimentari. Începeți prin a găsi curentul total prin circuitul electric. Într-un circuit paralel, curentul total este egal cu suma curenților prin fiecare cale paralelă.
- Formula este următoarea: Itotal = Eu1 + Eu2 + Eu3…
- Dacă aveți probleme să o înțelegeți, imaginați-vă o conductă de apă care are două ramuri. Cantitatea totală de apă care curge într-o serie de conducte este suma apei care curge în fiecare conductă.
Pasul 5. Calculați rezistența totală a circuitului electric
Eficiența unui rezistor este redusă într-un circuit paralel, deoarece blochează doar curentul printr-un fir. De fapt, cu cât sunt mai multe fire într-un circuit, cu atât este mai ușor pentru curent să găsească o cale care să curgă lin. Pentru a găsi rezistența totală, găsiți valoarea lui R. total în această ecuație:
- 1 / Rtotal = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 …
- De exemplu, un circuit electric are rezistențe de 2 ohmi și respectiv 4 ohmi conectați în paralel. 1 / Rtotal = 1/2 + 1/4 = 3/4 → 1 = (3/4) Rtotal → Rtotal = 1 / (3/4) = 4/3 = ~ 1,33 ohmi.
Pasul 6. Găsiți tensiunea din răspunsul dvs
Amintiți-vă, odată ce găsim tensiunea totală a circuitului electric, știm deja magnitudinea tensiunii prin fiecare fir paralel. Folosiți Legea lui Ohm pentru a finaliza calculul. Aruncați o privire la următoarele exemple de întrebări:
- Circuitul electric are un curent de 5 amperi și o rezistență totală de 1,33 ohmi.
- Conform Legii lui Ohm, I = V / R astfel încât V = IR
- V = (5A) (1, 33Ω) = 6,65 volți.
sfaturi
- Dacă aveți un circuit electric complicat, de exemplu având rezistențe conectate în paralel și serie, selectați cele două cele mai apropiate rezistențe. Găsiți rezistența totală prin cele două rezistențe folosind regulile pentru rezistențe în circuite în serie și paralele. Acum, îl puteți trata ca un singur rezistor. Continuați acest proces până când aveți un circuit în care sunt aranjate rezistențele numai în serie sau paralel.
- Tensiunea din rezistor este adesea numită „cădere de tensiune”.
-
Înțelegeți următorii termeni:
- Circuit electric / fir - Dispunerea diferitelor componente (rezistențe, condensatori și inductoare), care sunt conectate prin cabluri și care pot fi alimentate.
- Rezistor - un element care reduce sau inhibă curentul electric.
- Curent - Debitul de sarcină electrică din cablu. Exprimat în ampere (A).
- Tensiune - Cantitatea de încărcare electrică care trece în fiecare secundă. Exprimat în unități de volți (V).
- Rezistență - O măsură a opoziției unui element față de curentul electric. Exprimat în ohmi (Ω)
