Conţinut
- TL; DR (Prea lung; nu a citit)
- Scăderea tensiunii în circuitul seriei
- Circuite paralele vs. serii
- Circuite paralele în serie
TL; DR (Prea lung; nu a citit)
În diagrama de circuit paralel de mai sus, căderea de tensiune poate fi găsită prin însumarea rezistențelor fiecărui rezistor și determinarea ce tensiune rezultă din curent în această configurație. Aceste exemple de circuite paralele ilustrează conceptele de curent și tensiune pe diferite ramuri.
În diagrama circuitului paralel, Voltaj căderea pe o rezistență într-un circuit paralel este aceeași pe toate rezistențele din fiecare ramură a circuitului paralel. Tensiunea, exprimată în volți, măsoară forța electromotivă sau diferența de potențial care rulează circuitul.
Când aveți un circuit cu o cantitate cunoscută de actual, fluxul de sarcină electrică, puteți calcula căderea de tensiune în diagramele de circuit paralele prin:
Această metodă de soluționare a ecuațiilor funcționează deoarece curentul care intră în orice punct dintr-un circuit paralel ar trebui să egaleze ieșirea curentului. Acest lucru apare din cauza Legea actuală a lui Kirchhoff, care afirmă că „suma algebrică a curenților dintr-o rețea de conductori care se întâlnesc la un punct este zero”. Un calculator cu circuit paralel ar folosi această lege în ramurile unui circuit paralel.
Dacă comparăm curentul care intră în cele trei ramuri ale circuitului paralel, ar trebui să fie egal cu curentul total care iese din ramuri. Deoarece căderea de tensiune rămâne constantă pe fiecare rezistență în paralel, această cădere de tensiune, puteți însuma fiecare rezistență pentru a obține rezistența totală și a determina tensiunea de la acea valoare. Exemple de circuite paralele arată acest lucru.
Scăderea tensiunii în circuitul seriei
••• Syed Hussain AtherPe de altă parte, într-un circuit de serie, puteți calcula căderea de tensiune pe fiecare rezistență știind că, într-un circuit de serie, curentul este constant pe tot parcursul. Asta înseamnă că căderea de tensiune diferă de la fiecare rezistor și depinde de rezistență conform Legii Ohms V = IR. În exemplul de mai sus, căderea de tensiune pe fiecare rezistor este:
V1 = R1 x I = 3 Ω x 3 A = 9 V
V2 = R2 x I = 10 Ω x 3 A = 30 V
V3 = __ R3 x I = 5 Ω x 3 A = 15 V
Suma fiecărei căderi de tensiune trebuie să fie egală cu tensiunea bateriei din circuitul seriei. Aceasta înseamnă că bateria noastră are o tensiune de 54 V.
Această metodă de soluționare a ecuațiilor funcționează deoarece căderea de tensiune care intră în toate rezistențele dispuse în serie ar trebui să însumeze tensiunea totală a circuitului seriei. Acest lucru apare din cauza Legea tensiunii Kirchhoffs, care afirmă că „suma direcționată a diferențelor de potențial (tensiuni) în jurul oricărei bucle închise este zero”. Aceasta înseamnă că, la orice punct dat dintr-un circuit în serie închis, scăderea tensiunii pe fiecare rezistență ar trebui să însume tensiunea totală a circuitului. Deoarece curentul este constant într-un circuit în serie, căderea de tensiune trebuie să difere între fiecare rezistență.
Circuite paralele vs. serii
Într-un circuit paralel, toate componentele circuitului sunt conectate între aceleași puncte ale circuitului. Acest lucru le conferă structura lor de ramificare în care curentul se împarte între fiecare ramură, dar căderea de tensiune pe fiecare ramură rămâne aceeași. Suma fiecărui rezistor dă o rezistență totală bazată pe inversul fiecărei rezistențe (1 / Rtotal = 1 / R1 + 1 / R2 ... pentru fiecare rezistor).
În schimb, într-un circuit în serie, există o singură cale pentru a curge curentul. Aceasta înseamnă că curentul rămâne constant pe tot parcursul și, în schimb, scăderea tensiunii diferă între fiecare rezistență. Suma fiecărui rezistor dă o rezistență totală atunci când se rezumă liniar (Rtotal = R1 + R2 ... pentru fiecare rezistor).
Circuite paralele în serie
Puteți utiliza ambele legi Kirchhoffs pentru orice punct sau buclă din orice circuit și le puteți aplica pentru a determina tensiunea și curentul. Legile Kirchhoffs vă oferă o metodă de determinare a curentului și a tensiunii în situațiile în care natura circuitului ca serie și paralel s-ar putea să nu fie atât de simplă.
În general, pentru circuitele care au componente atât în serie cât și în paralel, puteți trata părți individuale ale circuitului ca serie sau paralel și să le combinați în consecință.
Aceste circuite complicate în serie paralele pot fi rezolvate în mai multe moduri. Tratarea părților din ele ca paralele sau serii este o metodă. Utilizarea legilor Kirchhoffs pentru a determina soluții generalizate care utilizează un sistem de ecuații este o altă metodă. Un calculator cu circuit paralel în serie va ține cont de natura diferită a circuitelor.
În exemplul de mai sus, punctul de ieșire curent A ar trebui să egaleze punctul de ieșire curent A. Aceasta înseamnă că puteți scrie:
(1) Eu1 = Eu2 + Eu3 sau eu1 - Eu2 - Eu3 = 0
Dacă tratați bucla superioară ca un circuit în serie închis și tratați căderea de tensiune pe fiecare rezistor folosind Ohms Law cu rezistența corespunzătoare, puteți scrie:
(2) V1 - R1eu1 - R2eu2 = 0
și, procedând la fel pentru bucla de jos, puteți trata fiecare cădere de tensiune în direcția curentului, în funcție de curent și de rezistența la scriere:
(3) V1 + V__2 + R3eu3 - R2eu2 = 0
Aceasta vă oferă trei ecuații care pot fi rezolvate în mai multe moduri. Puteți rescrie fiecare dintre ecuațiile (1) - (3) astfel încât tensiunea să fie pe o parte și curentul și rezistența pe cealaltă. În acest fel, puteți trata cele trei ecuații ca fiind dependente de trei variabile I1, Eu2 și eu3, cu coeficienți de combinații de R1, R2 și R3.
(1) Eu1 + - Eu2+ - Eu3 = 0
(2) R1eu1 + R2eu2 + 0 x I3 = V1
(3) 0 x I1 + R2eu2 - R3eu3 = V1 + V2
Aceste trei ecuații demonstrează modul în care tensiunea în fiecare punct al circuitului depinde într-un fel de curent și de rezistență. Dacă vă amintiți legile Kirchhoffs, puteți crea aceste soluții generalizate la problemele de circuit și puteți utiliza notarea matricei pentru a le rezolva. În acest fel, puteți conecta valori pentru două cantități (între tensiune, curent, rezistență) pentru a rezolva pentru a treia.