Před výpočtem napětí na rezistoru musíte nejprve určit typ použitého obvodu (vlákna). Pokud se potřebujete vrátit k základním pojmům nebo potřebujete pomoci porozumět elektrickým obvodům, začněte první částí. V opačném případě přejděte přímo na typ obvodu, na kterém chcete pracovat
Krok
Část 1 ze 3: Pochopení elektrických obvodů
Krok 1. Seznamte se s elektrickým proudem
Můžete použít následující analogii: představte si, že do misky nasypete obiloviny. Každé zrno zrna je elektron a tok zrna do mísy je elektrický proud. Když mluvíte o elektřině, vysvětlujete to tím, kolik zrn obilovin proudí každou sekundu. Když mluvíte o elektrickém proudu, měříte ho v jednotkách ampér (ampéry), což je určitý počet elektronů (což jsou velmi velké hodnoty), které proudí každou sekundu.
Krok 2. Vědět o elektrickém náboji
Elektrony mají „negativní“elektrický náboj. To znamená, že elektrony přitahují (nebo proudí směrem) kladně nabité objekty a odpuzují (nebo odlétají od) záporně nabité objekty. Všechny elektrony mají záporný náboj, takže vždy tlačí ostatní elektrony a rozptylují se.
Krok 3. Pochopte napětí
Napětí měří rozdíl elektrického náboje mezi dvěma body. Čím větší je rozdíl, tím silnější jsou dva body, které se navzájem přitahují. Zde je příklad použití běžné baterie:
- Chemické reakce uvnitř baterie vytvářejí hromadu elektronů. Tyto elektrony jdou na záporný pól baterie, zatímco kladný pól zůstává téměř prázdný. Nazývají se kladné a záporné svorky. Čím déle tento proces trvá, tím větší je napětí mezi dvěma póly.
- Když propojíte vodiče mezi kladným a záporným pólem, elektrony na záporném pólu mají nyní kam jít. Elektrony na záporném pólu proudí směrem k kladnému pólu a produkují elektrický proud. Čím větší je napětí, tím více elektronů se každou sekundu pohybuje na kladný pól.
Krok 4. Přečtěte si o odporu
Překážka je něco, co blokuje elektrony. Čím větší je odpor, tím těžší je průchod elektronů. Odpor zpomaluje elektrický proud, protože počet elektronů, které procházejí každou sekundu, klesá.
Rezistory mohou být cokoli v elektrickém obvodu, které přidává odpor. Můžete si koupit skutečné „odpory“, ale v problémech jsou odpory obvykle reprezentovány žárovkami nebo čímkoli, co má odpor
Krok 5. Zapamatujte si Ohmův zákon
Mezi proudem, napětím a elektrickým odporem existuje jednoduchý vztah. Napište nebo si zapamatujte následující vzorec, protože jej budete potřebovat k řešení problémů souvisejících s elektrickými obvody:
- Proud = napětí děleno odporem
- Vzorec lze zapsat následovně: I = PROTI / R.
- Zamyslete se nad tím, co se stane, pokud se V (napětí) nebo R (odpor) v obvodu zvýší. Je to v souladu s výše uvedenou diskusí?
Část 2 ze 3: Výpočet napětí přes odpor (obvod řady)
Krok 1. Porozumět sériovým obvodům
Elektrické obvody řady jsou velmi snadno rozpoznatelné. Tvar je ve formě kabelové smyčky se všemi součástmi uspořádanými v řadě podél kabelu. Elektrický proud protéká celým vodičem a každým odporem nebo prvkem, na který narazí.
- Elektrický proud vždy stejný v každém bodě obvodu.
- Při výpočtu napětí je umístění odporu v obvodu irelevantní. Můžete vzít odpor a přesunout jej po obvodu a napětí na každém rezistoru zůstává stejné.
- Použijeme příklad elektrického obvodu se 3 odpory v sérii: R1, R.2a R.3. Obvod je napájen 12voltovou baterií. Napětí najdeme na každém rezistoru.
Krok 2. Vypočítejte celkový odpor
Sečtěte všechny hodnoty odporu v obvodu. Výsledkem je celkový odpor sériového obvodu.
Například tři odpory R1, R.2a R.3 mají odpory 2 (ohmy), 3 a 5. Celkový odpor je tedy 2 + 3 + 5 = 10 ohmů.
Krok 3. Najděte proud v obvodu
Pomocí Ohmova zákona najděte hodnotu proudu v celém elektrickém obvodu. Pamatujte, že v sériovém obvodu je proud vždy stejný v každém bodě obvodu. Po získání aktuální hodnoty můžeme provést všechny zbývající výpočty.
Ohmův zákon uvádí, že proud I = PROTI / R.. Napětí v obvodu je 12 voltů a celkový odpor obvodu je 10 ohmů. Zapojením těchto čísel do vzorce získáte I = 12 / 10 = 1,2 ampéru.
Krok 4. Upravením Ohmova zákona vyhledejte hodnotu napětí
Použijte základní algebru k nalezení hodnoty napětí místo proudu:
- Já = PROTI / R.
- IR = PROTIR / R.
- IR = V
- V = IR
Krok 5. Vypočítejte napětí na každém rezistoru
Hodnotu odporu a proudu již známe. Nyní můžeme provést všechny výpočty. Zapojte čísla do vzorce a dokončete výpočet. Zde jsou výpočty pro tři odpory z výše uvedeného příkladu:
- Napětí na R1 = V1 = (1, 2A) (2Ω) = 2, 4 volty.
- Napětí na R2 = V2 = (1, 2A) (3Ω) = 3,6 voltů.
- Napětí na R3 = V3 = (1, 2A) (5Ω) = 6 voltů.
Krok 6. Zkontrolujte své odpovědi
V sériovém obvodu se součet všech odpovědí musí rovnat celkovému napětí. Sečtěte každé vypočítané napětí a zkontrolujte, zda odpovídá celkovému napětí obvodu. Pokud ne, zkuste najít chybu ve svých výpočtech.
- Podle výše uvedeného příkladu 2, 4 + 3, 6 + 6 = 12 voltů, které se rovná celkovému napětí v elektrickém obvodu.
- Pokud je vaše odpověď trochu mimo (řekněme 11, 97 místo 12), je pravděpodobné, že jste při práci na vzorcích zaokrouhlili čísla. Nebojte se, vaše odpověď není špatná.
- Pamatujte, že napětí měří rozdíl v náboji nebo počet elektronů. Představte si, že počítáte nové elektrony pozorované při jejich cestování po elektrickém obvodu. Pokud počítáte správně, budete znát celkovou změnu elektronů od začátku do konce.
Část 3 ze 3: Výpočet napětí přes odpor (paralelní obvod)
Krok 1. Seznamte se s paralelními obvody
Představte si kabel připojený k jednomu pólu baterie a poté odbočující do dvou samostatných vodičů. Tyto dva vodiče jsou navzájem rovnoběžné a poté se znovu připojí před připojením k druhému pólu baterie. Pokud je vodič vlevo připojen k rezistoru a vodič vpravo je také připojen k jinému rezistoru, jsou dva rezistory zapojeny „paralelně“.
Můžete přidat libovolný počet paralelních kabelů. Tuto příručku lze použít pro elektrické obvody, které se rozvětvují na 100 vodičů, které se poté znovu připojí
Krok 2. Vědět, jak elektrický proud protéká v paralelních obvodech
Elektrický proud protéká každou dostupnou cestou. Elektrický proud bude protékat vodičem vlevo, odporem vlevo a až na druhý konec. Současně také proud protéká vodičem vpravo, odporem napravo a až na konec. Dvakrát neprocházejí žádné dráty ani odpory v paralelním obvodu.
Krok 3. Použijte celkové napětí k nalezení napětí na každém rezistoru
Pokud znáte napětí v celém obvodu, odpověď najdete snadno. Každý paralelní vodič má stejné napětí jako celý elektrický obvod. Řekněme, že elektrický obvod má dva odpory paralelně a 6voltovou baterii. Bariéry dnes nejsou příliš relevantní. Abyste to pochopili, vybavte si výše popsaný sériový obvod:
- Pamatujte, že součet napětí v sériovém obvodu je vždy roven celkovému napětí v elektrickém obvodu.
- Představte si každou cestu, kterou proud prochází v sériovém obvodu. Totéž platí pro paralelní obvody: pokud sečtete všechna napětí, výsledek se rovná celkovému napětí.
- Protože proud procházející každým paralelním vodičem prochází pouze jedním rezistorem, musí se napětí na rezistoru rovnat celkovému napětí.
Krok 4. Vypočítejte celkový proud elektrického obvodu
Pokud problém nedává celkové napětí v obvodu, budete muset provést několik dalších kroků. Začněte tím, že zjistíte celkový proud elektrickým obvodem. V paralelním obvodu je celkový proud roven součtu proudů každou paralelní cestou.
- Vzorec je následující: Icelkový = Já1 + Já2 + Já3…
- Pokud máte problém to pochopit, představte si vodní dýmku, která má dvě větve. Celkové množství vody proudící v řadě trubek je součtem vody protékající v každé trubce.
Krok 5. Vypočítejte celkový odpor elektrického obvodu
Účinnost rezistoru je v paralelním obvodu snížena, protože blokuje proud pouze jedním vodičem. Ve skutečnosti, čím více vodičů v obvodu, tím snáze proud najde cestu k plynulému toku. Chcete -li zjistit celkový odpor, najděte hodnotu R. celkový v této rovnici:
- 1 / R.celkový = 1 / R.1 + 1 / R.2 + 1 / R.3 …
- Například elektrický obvod má paralelně zapojené odpory 2 ohmy a 4 ohmy. 1 / R.celkový = 1/2 + 1/4 = 3/4 → 1 = (3/4) Rcelkový → R.celkový = 1/(3/4) = 4/3 = ~ 1,33 ohmů.
Krok 6. Najděte napětí z vaší odpovědi
Pamatujte, že jakmile zjistíme celkové napětí elektrického obvodu, již známe velikost napětí přes každý paralelní vodič. K dokončení výpočtu použijte Ohmův zákon. Podívejte se na následující příklady otázek:
- Elektrický obvod má proud 5 ampérů a celkový odpor 1,33 ohmu.
- Podle Ohmova zákona I = V / R tak, že V = IR
- V = (5A) (1, 33Ω) = 6,65 voltů.
Tipy
- Pokud máte komplikovaný elektrický obvod, například paralelně zapojené odpory a série, vyberte dva nejbližší odpory. Najděte celkový odpor prostřednictvím dvou rezistorů pomocí pravidel pro rezistory v sériových a paralelních obvodech. Nyní to můžete považovat za jeden odpor. Pokračujte v tomto procesu, dokud nebudete mít obvod, ve kterém jsou uspořádány odpory pouze v sériích nebo paralelní.
- Napětí na rezistoru se často nazývá „pokles napětí“.
-
Pochopte následující pojmy:
- Elektrický obvod/vlákno - Uspořádání různých komponent (odpory, kondenzátory a induktory), které jsou propojeny kabely a lze je napájet.
- Rezistor - prvek, který snižuje nebo inhibuje elektrický proud.
- Proud - tok elektrického náboje v kabelu. Vyjádřeno v ampérech (A).
- Napětí - množství elektrického náboje, které projde každou sekundu. Vyjádřeno v jednotkách voltů (V).
- Odpor - Míra odporu prvku k elektrickému proudu. Vyjádřeno v ohmech (Ω)
