Vsebina
- TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
- Padec napetosti v serijskem vezju
- Vzporedni in serijski vezji
- Serijsko-vzporedna vezja
TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
V zgornjem diagramu vzporednega vezja lahko padec napetosti ugotovimo tako, da seštejemo upore vsakega upora in določimo, kakšna napetost je posledica toka v tej konfiguraciji. Ti primeri vzporednih vezij prikazujejo koncepte toka in napetosti v različnih vejah.
V diagramu vzporednega vezja je Napetost padec upornika v vzporednem vezju je enak v vseh uporih v vsaki veji vzporednega vezja. Napetost, izražena v voltih, meri elektromotorno silo ali razliko potencialov, ki vodi tokokrog.
Ko imate vezje z znano količino trenutno, pretok električnega naboja, lahko izračunate padec napetosti v diagramih vzporednih vezij po:
Ta metoda reševanja enačb deluje, ker mora biti tok, ki vstopa v katero koli točko vzporednega vezja, enak izhodu toka. Do tega pride zaradi Kirchhoffov veljavni zakon, ki navaja, da je "algebrska vsota tokov v mreži vodnikov, ki se srečujejo na neki točki, enaka nič". Kalkulator vzporednega vezja bi uporabil ta zakon v vejah vzporednega vezja.
Če primerjamo tok, ki vstopa v tri veje vzporednega vezja, bi moral biti enak skupnemu toku, ki zapusti veje. Ker padec napetosti ostane enak vzporedno na vsakem uporu, lahko ta padec napetosti seštejete odpornosti vsakega upora, da dobite skupni upor in določite napetost iz te vrednosti. Primeri vzporednih vezij to kažejo.
Padec napetosti v serijskem vezju
••• Syed Hussain AtherV serijskem vezju lahko na drugi strani izračunate padec napetosti na vsakem uporu, saj veste, da je v serijskem vezju tok ves čas stalen. To pomeni, da se padec napetosti razlikuje po vsakem uporu in je odvisen od upora po Ohmsovem zakonu V = IR. V zgornjem primeru je padec napetosti na vsakem uporu:
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
Vsota vsakega padca napetosti mora biti enaka napetosti akumulatorja v serijskem vezju. To pomeni, da ima naša baterija napetost 54 V.
Ta metoda reševanja enačb deluje, ker naj bi padci napetosti, ki vstopajo v upornike, razporejene v seriji, ustrezali skupni napetosti serijskega vezja. Do tega pride zaradi Kirchhoffov zakon o napetosti, ki navaja "usmerjena vsota potencialnih razlik (napetosti) okoli katere koli zaprte zanke je nič". To pomeni, da bi na kateri koli točki v zaprtem tokokrogu padci napetosti na vsakem uporu morali ustrezati skupni napetosti vezja. Ker je tok v serijskem vezju konstanten, se morajo padci napetosti med posameznimi upori razlikovati.
Vzporedni in serijski vezji
V vzporednem vezju so vse komponente vezja povezane med istimi točkami na vezju. To jim daje razvejano strukturo, v kateri se tok razdeli med vsako vejo, toda padec napetosti na vsaki veji ostane enak. Vsota vsakega upora daje skupni upor glede na inverzno vrednost vsakega upora (1 / Rskupaj = 1 / R1 + 1 / R2 ... za vsak upor).
V zaporednem tokokrogu je nasprotno samo ena pot, da teče tok. To pomeni, da tok ostane konstanten skozi ves čas, namesto tega pa se padci napetosti med posameznimi upori razlikujejo. Vsota posameznih uporov daje skupni upor, če sešteje linearno (Rskupaj = R1 + R2 ... za vsak upor).
Serijsko-vzporedna vezja
Oba zakona Kirchhoffa lahko uporabite za katero koli točko ali zanko v katerem koli vezju in jih uporabite za določitev napetosti in toka. Kirchhoffovi zakoni vam omogočajo način določanja toka in napetosti v okoliščinah, ko narava vezja kot serije in vzporednika morda ne bosta tako preprosta.
Na splošno lahko za vezja, ki imajo komponente tako serijske kot vzporedne, posamezne dele vezja obravnavate kot zaporedne ali vzporedne in jih ustrezno kombinirate.
Ta zapletena serijsko-vzporedna vezja je mogoče rešiti na več načinov. Ena metoda je obravnava kot vzporedne ali zaporedne. Uporaba Kirchhoffovih zakonov za določitev posplošenih rešitev, ki uporabljajo sistem enačb, je druga metoda. Kalkulator serijsko-vzporednega vezja bi upošteval različne narave tokokrogov.
V zgornjem primeru mora biti trenutna odhodna točka A enaka trenutni odhodni točki A. To pomeni, da lahko napišete:
(1) Jaz1 = Jaz2 + Jaz3 ali jaz1 - JAZ2 - JAZ3 = 0
Če obravnavate zgornjo zanko kot vezje zaprtega tipa in obravnavate padec napetosti na vsakem uporu z uporabo Ohmovega zakona z ustreznim uporom, lahko napišete:
(2) V1 - R1jaz1 - R2jaz2 = 0
in tako storite enako za spodnjo zanko, lahko vsak padec napetosti v smeri toka obravnavate kot odvisno od toka in upora za pisanje:
(3) V1 + V__2 + R3jaz3 - R2jaz2 = 0
Tako dobite tri enačbe, ki jih je mogoče rešiti na več načinov. Vsako izmed enačb (1) - (3) lahko napišete tako, da je napetost na eni strani, tok in upor na drugi. Tako lahko tri enačbe obravnavate kot odvisne od treh spremenljivk I1, JAZ2 in jaz3, s koeficienti kombinacij R1, R2 in R3.
(1) Jaz1 + - jaz2+ - JAZ3 = 0
(2) R1jaz1 + R2jaz2 + 0 x I3 = V1
(3) 0 x I1 + R2jaz2 - R3jaz3 = V1 + V2
Te tri enačbe prikazujejo, kako je napetost v vsaki točki vezja na nek način odvisna od toka in upora. Če se spomnite Kirchhoffovih zakonov, lahko ustvarite te posplošene rešitve za težave z vezjem in uporabite matrične zapise za njihovo reševanje. Na ta način lahko vstavite vrednosti za dve količini (med napetostjo, tokom, upornostjo), da rešite za tretjo.