Vienību, ko mēs varam izmantot, lai izmērītu potenciālo starpību jebkurā punktā, sauc par a Volt . Volts ir potenciāla starpība, kas tiek pielietota 1 omu pretestībai, un tas radīs elektriskās strāvas plūsmu no augstākās spailes uz apakšējo spaili.
Potenciālās atšķirības vienmēr plūst no augstākas potenciāla vērtības uz zemāku potenciālo vērtību. Mēs varam arī definēt 1 V kā potenciālu, kad 1 ampēru strāvu reizina ar 1 omu pretestību. Lai aprakstītu potenciālo starpību, tiek izmantota Ohma likuma formula, kas ir vienāda ar V=IxR .
Saskaņā ar Oma likumu strāva lineārajās ķēdēs palielinās, palielinoties potenciālajai starpībai. Ķēde ar lielu potenciālu starpību starp jebkuriem diviem punktiem radīs lielāku strāvas plūsmu šajos divos ķēdes punktos.
Piemēram, apsveriet 10 Ω rezistoru, un spriegums, kas tiek pielietots tā vienā galā, ir 8 V. Tāpat spriegums tā otrā galā ir 5 V. Tātad rezistora spailē mēs iegūsim 3V (8V-5V) potenciāla starpību. Lai atrastu strāvu pāri rezistoram, mēs varam izmantot Ohma likumu. Šīs ķēdes strāva būtu 0,3 A.
Ja palielināsim spriegumu no 8V uz 40V, rezistoru potenciālu starpība kļūs 40V – 5V = 35V. Tas radīs 3,5 A strāvas plūsmas. Palielinoties potenciāla starpībai rezistorā, palielināsies arī strāva.
Lai izmērītu jebkura punkta spriegumu ķēdē, mums tas ir jāsalīdzina ar kopējo atskaites punktu. Mēs parasti izmantojam 0 V vai zemējuma tapu kā atskaites punktu ķēdē potenciālās starpības mērīšanai.
Ātrā kontūra
- Kāda ir iespējamā atšķirība
- Iespējamās atšķirības piemērs
- Sprieguma dalītāju tīkls
- Sprieguma dalītāja formula
- Sprieguma dalītāja piemērs
- Secinājums
Kāda ir iespējamā atšķirība
Potenciālā atšķirība, kas pazīstama arī kā spriegums, ir elektroenerģijas pamatjēdziens. Tas būtībā apraksta elektriskās potenciālās enerģijas atšķirību starp diviem elektriskās ķēdes punktiem. Potenciāla atšķirība starp diviem punktiem izraisa lādiņa pārvietošanos no augstāka uz zemāku potenciāla punktu. Tas radīs elektriskās strāvas plūsmu. Mēs izmērām potenciālo starpību voltos (V), un tas ir būtisks faktors, lai noteiktu, kā elektrība darbojas ķēdē un kā darbojas elektriskās ierīces.
Iespējamās atšķirības piemērs
Attēlā potenciāls, kas pielikts pāri rezistoram vienā galā, ir 10 V. Potenciāls rezistora otrajā galā ir 5 V.
Lai aprēķinātu potenciālu starpību rezistora galā, atņemiet augstāko potenciālu no zemākā:
Aprēķinātā potenciāla starpība visā rezistorā ir 5 V.
Strāva rezistorā ir proporcionāla pielietotajam potenciālam. Ja potenciālā starpība starp jebkuriem diviem punktiem ir lielāka, jūs redzēsit lielu strāvas plūsmu.
Izmantojiet Oma likumu, lai atrastu strāvu.
Tagad palieliniet potenciālu no 10 V līdz 20 V vienā rezistora galā un 5 V līdz 10 V otrā galā. Potenciālu starpība kļūs par 10 V. Izmantojot Ohma likumu, jūs varat atrast strāvu caur rezistoru, kas ir 8 ampēri.
Elektriskais lādiņš izraisa elektriskās strāvas plūsmu. Bet potenciāls fiziski nepārvietojas un neplūst. Potenciāls tiek pielietots jebkuros divos konkrētos ķēdes punktos.
Lai atrastu kopējo ķēdes spriegumu, mums ir jāsaskaita visi virknes ķēdē pievienotie spriegumi. Tas nozīmē, ka tad, kad jums ir rezistori (IN 1 , IN 2 , un IN 3 ) virknē savienoti, vienkārši summējiet to spriegumus, lai atrastu kopējo spriegumu:
No otras puses, paralēli savienojot rezistorus, spriegums katrā rezistorā vai elementā paliek nemainīgs. Paralēli spriegums katrā rezistorā ir vienāds, un to var izteikt šādi:
Sprieguma dalītāju tīkls
Mēs zinām, ka, ja mēs savienojam vairākus rezistorus virknē potenciālajai atšķirībai, rodas jauns sprieguma dalītāja ķēde veidosies. Šī ķēde sadala barošanas spriegumu starp rezistoriem noteiktā proporcijā. Katrs rezistors saņem daļu no sprieguma attiecībā pret tā pretestību.
Šis sprieguma dalītāja shēmas princips attiecas tikai uz rezistoriem, kas ir savienoti virknē. Ja mēs savienosim rezistorus paralēli, tas radīs pilnīgi citu iestatījumu, ko sauc par a pašreizējais dalītāju tīkls.
Sprieguma nodaļa
Dotā shēma izskaidro sprieguma dalītāja ķēdes pamatjēdzienu. Šajā shēmā dažādi rezistori ir virknē. Nosauktajā sērijā ir 4 rezistori R 1 , R 2 , R 3 , un R 4 . Visiem šiem rezistoriem ir kopīgs atskaites punkts, kas ir vienāds ar nulli voltiem vai zemi.
Kad jūs savienojat rezistorus virknē, barošanas spriegums (IN S ) ir sadalīts pa katru rezistoru. Jūs redzēsiet, ka katrs rezistors samazinās spriegumu. Tas nozīmē, ka katrs rezistors iegūst daļu no kopējā sprieguma.
Pēc tam izmantojiet Ohma likumu, lai izteiktu šo ķēdi. Saskaņā ar Ohma likuma definīciju strāva (I), kas plūst caur rezistoru sēriju, ir vienāda ar barošanas spriegumu (IN S ) dalīts ar kopējo pretestību (R T ).
Oma likuma matemātiskā izteiksme ir dota kā
Tagad izmantojiet Oma likumu un vienkārši reiziniet strāvu (es) ar pretestību (R) katra rezistora vērtība.
Kur IN apzīmē sprieguma kritumu.
Pēc pārvietošanās no viena punkta uz otru pa rezistoru sēriju, spriegums katrā punktā palielinās, summējot sprieguma kritumus. Visas individuālās sprieguma krituma summas ir vienādas ar ķēdes ieejas spriegumu (IN S ) .
Nav nepieciešams atrast kopējo ķēdes strāvu, lai noteiktu spriegumu noteiktā punktā. Varat izmantot vienkāršu formulu, lai aprēķinātu sprieguma kritumu jebkurā punktā, ņemot vērā rezistora pretestību un caur to plūstošo strāvu. Tas vienkāršo ķēdes analīzi un palīdz saprast, kā spriegums tiek sadalīts ķēdē.
Sprieguma dalītāja formula
Iepriekš minētajā formulā V(x) apzīmē spriegumu un R(x) ir vienāds ar šī sprieguma radīto pretestību. Simbols RT apzīmē rezistoru kopējo virknes pretestību, un VS ir barošanas spriegums.
Sprieguma dalītāja formula
Apsveriet tālāk norādīto shēmu, lai atrastu ķēdes izejas spriegumu pāri R2, izmantojot sprieguma dalītāja noteikumu.
Šajā ķēdē V iekšā apzīmē barošanas spriegumu. Tā ir strāva, kas plūst caur ķēdi. Šī strāva plūst abos virzienos.
Apsvērsim IN R1 un IN R2 būt sprieguma kritumam R 1 un R 2 . Tā kā dotie rezistori ir savienoti virknē, ieejas spriegums V IN ķēdes daļa būs vienāda ar visu individuālo spriegumu summu, kas tiek nomests pret katru rezistoru.
Lai aprēķinātu individuālo sprieguma kritumu katrā rezistorā, izmantojiet Ohma likuma vienādojumu:
Līdzīgi arī rezistoram R 2
No attēla mēs redzam, ka spriegums pāri R 2 ir V ĀRĀ . Šo izejas spriegumu var norādīt šādi:
No iepriekš minētā vienādojuma mēs varam aprēķināt ieejas spriegumu V IN .
Lai aprēķinātu kopējo strāvu V izteiksmē ārā spriegumu, izmantojiet iepriekš minēto V ārā vienādojums.
Tātad V ārā vienādojums kļūs:
Tagad apsveriet vairāku sprieguma dalītāju ķēdi, kas satur vairākas rezistoros izejas.
Izvades vienādojums kļūs:
Šeit, iepriekš minētajā vienādojumā, IN X ir izejas spriegums.
R X ir visu ķēdē pievienoto rezistoru summa.
Iespējamās vērtības R X ir:
Ja IN apzīmē barošanas spriegumu. Tad iespējamie izejas spriegumi tiek norādīti šādi:
No iepriekšminētajiem vienādojumiem mēs varam secināt, ka spriegums, kas pazeminās virknē savienotajos rezistoros, ir proporcionāls rezistora vērtībai vai lielumam. Saskaņā ar Kirhhofa sprieguma likumu spriegumam, kas krities visos norādītajos rezistoros, jābūt vienādam ar avota ieejas spriegumu.
Tātad jūs varat atrast rezistoru sprieguma kritumu, izmantojot sprieguma dalītāja formulu.
Sprieguma dalītāja piemērs
Apsveriet sprieguma dalītāja ķēdi ar trim virknē rezistoriem, kas rada divus izejas spriegumus no a 240 V piegāde. Pretestības vērtības ir šādas:
- R1 = 10 Ω
- R2 = 20 Ω
- R3 = 30 Ω
Ķēdes ekvivalento pretestību aprēķina šādi:
Tagad divi izejas spriegumi tiek noteikti šādi:
Strāvu ķēdē nosaka:
Tāpēc sprieguma kritumi katrā rezistorā ir šādi:
Secinājums
Sprieguma dalītājs ir pamata pasīvā ķēde, ko izmanto elektronikā. Šī ķēde var samazināt izejas spriegumu attiecībā pret ieejas spriegumu. Šo sprieguma samazinājumu var panākt pēc vairāku pretestību virknes pievienošanas. Pretestības vērtība ir atkarīga no sprieguma krituma vērtības, kuru vēlaties sasniegt. Šie rezistori radīs fiksētu sprieguma daļu, ko nosaka rezistoru attiecības.
Rezistori ir svarīgi ķēdes elementi, jo tie var ierobežot ķēdes spriegumu saskaņā ar Oma likumu. Sērijas rezistoriem caur katru rezistoru ir pastāvīga strāva. Jūs varat aprēķināt un uzturēt pastāvīgu spriegumu, izstrādājot elektroniskās shēmas, izmantojot sprieguma dalītāja formulu.