Vsebina

• Stopati
• 1. del od 4: Razumevanje osnovne terminologije
• 2. del od 4: Določite skupni tok serijskega vezja
• 3. del od 4: Izračun skupnega toka v vzporednih tokokrogih
• 4. del od 4: Reševanje primera z vzporednimi vezji
• Nasveti
• Pogoji

Serijsko povezavo si najlažje predstavljamo kot verigo komponent. Komponente se dodajo zaporedno in poravnajo. Elektroni in pristanki lahko tečejo samo po eni poti. Ko imate osnovno idejo o tem, kaj pomeni serijska povezava, se lahko naučite izračunati skupni tok.

Stopati

1. del od 4: Razumevanje osnovne terminologije

1. Seznanite se s tem, kaj je tok. Tok je gibanje električno nabitih nosilcev, kot so elektroni, tok naboja na enoto časa. Toda kaj je naboj in kaj elektron? Elektron je negativno nabit delec. Naboj je lastnost snovi, s katero označujemo, ali je nekaj pozitivno ali negativno nabito. Tako kot magneti se enaki naboji odbijajo, različni naboji pa se privlačijo.
   • To lahko ponazorimo z vodo. Voda je sestavljena iz molekule H2O - ki pomeni vez 2 atoma vodika in 1 atoma kisika. Vemo, da atom kisika in dva atoma vodika skupaj tvorita molekulo vode (H2O).
   • Tekoča voda je sestavljena iz milijonov in milijonov te molekule. Pretočno količino vode lahko primerjamo z električnim tokom; molekula z elektronom; in naboj z atomi.
2. Razumeti, na katero napetost se nanaša. Napetost je "sila", ki poganja tok. Za najboljšo ponazoritev napetosti za primer uporabimo baterijo. V notranjosti baterije je vrsta kemičnih reakcij, zaradi katerih se elektroni kopičijo v pozitivnem polu akumulatorja.
   • Zdaj, če na negativni priključek akumulatorja pritrdimo pozitivno priključno točko medija (npr. Žico), se bodo elektroni začeli premikati, da se bodo oddaljili drug od drugega, ker se, kot smo že omenili, enaki naboji odbijajo.
   • Poleg tega bodo zaradi zakona o ohranjanju naboja (ki določa, da mora neto naboj izoliranega sistema ostati enak) elektroni poskušali uravnotežiti naboje s premikom iz višje koncentracije elektronov v nižjo koncentracijo. od pozitivnega pola do negativnega pola.
   • To gibanje ustvarja potencialno razliko na vsakem od koncev, ki mu zdaj lahko rečemo napetost.
3. Vedeti, kaj je odpor. Upor pa je odpornost nekaterih elementov proti toku naboja.
   • Upori so elementi z veliko odpornostjo. Postavljeni so na določena mesta znotraj vezja ali vezja, da uravnavajo pretok naboja ali elektronov.
   • Če ni uporov, elektroni ne bodo regulirani, oprema pa bo morda prekomerno napolnjena in poškodovana ali pa se bo zagorela zaradi pregrevanja.

2. del od 4: Določite skupni tok serijskega vezja

1. Določa skupno upornost vezja. Predstavljajte si slamico, zaradi katere pijete. Stisnite ga z več prsti. Kaj opaziš? Pretok vode se bo zmanjšal. Stiskanje tvori odpor. S prsti blokirate vodo (ki predstavlja pretok). Ker se stiskanje dogaja v ravni črti, poteka v seriji. Iz tega primera sledi skupna upornost uporov v seriji:
   • R (skupaj) = R1 + R2 + R3
2. Določite skupno napetost upora. Običajno bo skupna napetost že podana, toda v primerih, ko so podane posamezne napetosti, lahko uporabimo naslednjo enačbo:
   • V (skupaj) = V1 + V2 + V3
   • Toda zakaj je temu tako? Spet po analogiji s slamo, kaj pričakujete, da se bo zgodilo, ko boste stisnili slamo? Potem je treba več truda spraviti skozi slamo. Skupni napor, ki ga morate narediti, je odvisen od posamezne sile, ki je potrebna za posamezne bradavice.
   • Potrebna "sila" se imenuje napetost, ker poganja pretok vode. Zato je povsem naravno, da je skupna napetost posledica seštevanja posameznih napetosti na vsakem uporu.
3. Izračunajte skupni tok v sistemu. Spet po analogiji s slamo: Ali se je kaj spremenilo v količini vode, čeprav ste stisnili slamo? Ne Čeprav se je hitrost zaužitja vode spremenila, je količina vode, ki ste jo lahko popili, ostala enaka. In če natančneje pogledate količino vode, ki vstopa in izstopa, so ščepci enaki, ker je hitrost vode konstantna, zato lahko rečemo, da:
   • I1 = I2 = I3 = I (skupaj)
4. Zapomni si Ohmov zakon. Ampak še niste tam! Ne pozabite, da teh podatkov nimamo, lahko pa uporabimo Ohmov zakon, razmerje med napetostjo, tokom in uporom:
   • V = IR
5. Poskusite najti primer. Trije upori, R1 = 10Ω, R2 = 2Ω in R3 = 9Ω, so povezani zaporedno. Na vezju je napetost 2,5 V. Izračunajte skupni tok v vezju. Najprej izračunajmo skupni upor:
   • R (skupaj) = 10 Ω R2 + 2 Ω R3 + 9 Ω
   • Tako R (skupaj) = 21 Ω
6. Za izračun skupnega toka uporabite Ohmov zakon:
   • V (skupaj) = I (skupaj) x R (skupaj)
   • I (skupaj) = V (skupaj) / R (skupaj)
   • I (skupaj) = 2,5 V / 21 Ω
   • I (skupaj) = 0,1190 A.

3. del od 4: Izračun skupnega toka v vzporednih tokokrogih

1. Razumeti, kaj je vzporedno vezje. Kot že ime pove, je vzporedno vezje sestavljeno iz vzporednih komponent. Ta uporablja več ožičenja in ustvarja poti za vodenje toka.
2. Izračunajte skupno napetost. Ker smo v prejšnjem poglavju že zajeli različne izraze, lahko zdaj nadaljujemo neposredno z izračuni. Na primer, vzemite cev z dvema vejama, vsak z različnim premerom. Da bi voda tekla v obeh ceveh, ali morate v vsaki cevi uporabiti neenake sile? Ne Potrebujete le dovolj moči, da voda teče. Zato lahko z analogijo, da je voda tok in sila napetost, lahko rečemo, da:
   • V (skupaj) = V1 + V2 + V3
3. Izračunajte skupni upor. Recimo, da želite regulirati vodo, ki teče skozi obe cevi. Kako blokirate cevi? Ali samo postavite blok v vsako vejo ali postavite več blokov zaporedoma, da lahko nadzirate pretok vode? Slednje boste morali storiti. Ista analogija velja za upore. Zaporedno povezani upori uravnavajo tok veliko bolje kot vzporedno razporejeni upori. Enačba skupnega upora v vzporednem vezju je:
   • 1 / R (skupaj) = (1 / R1) + (1 / R2) + (1 / R3)
4. Izračunajte skupni pretok. Če se vrnemo na naš primer, se voda, ki teče od vira do razcepa, razdeli. Enako velja za električno energijo. Ker obstaja več poti, po katerih lahko teče naboj, lahko rečemo, da je bil razdeljen. Poti niso nujno enakovredne naboja. To je odvisno od uporov in materialov komponent v vsaki veji. Zato je enačba skupnega toka preprosto vsota vsega toka na vseh poteh:
   • I (skupaj) = I1 + I2 + I3
   • Tega seveda še ne moremo uporabiti, ker posameznih tokov še ne poznamo. V tem primeru se lahko uporabi tudi Ohmov zakon.

4. del od 4: Reševanje primera z vzporednimi vezji

1. Preizkusite primer. 4 upori so razdeljeni na dve vzporedno povezani veji ali poti. V veji 1 najdemo R1 = 1 Ω in R2 = 2 Ω, v veji dve pa R3 = 0,5 Ω in R4 = 1,5 Ω. Upori v vsaki blazinici so povezani zaporedno. Napetost na odcepu 1 je 3 V. Določa skupni tok.
2. Najprej določite skupni upor. Ker so upori v vsaki veji povezani zaporedno, bomo najprej določili skupni upor na vsaki veji.
   • R (skupaj 1 in 2) = R1 + R2
   • R (skupaj 1 in 2) = 1 Ω + 2 Ω
   • R (skupaj 1 in 2) = 3 Ω
   • R (skupaj 3 in 4) = R3 + R4
   • R (skupaj 3 in 4) = 0,5 Ω + 1,5 Ω
   • R (skupaj 3 in 4) = 2 Ω
3. Vnesite to v enačbo za vzporedno povezavo. Ker so veje povezane vzporedno, bomo uporabili enačbo za vzporedno povezavo
   • (1 / R (skupaj)) = (1 / R (skupaj 1 in 2)) + (1 / R (skupaj 3 in 4))
   • (1 / R (skupaj)) = (1/3 Ω) + (1/2 Ω)
   • (1 / R (skupaj)) = ⅚
   • R (skupaj) = 1,2 Ω
4. Določite skupno napetost. Zdaj izračunajte skupno napetost. Ker je skupna napetost enaka vsaki posamezni napetosti:
   • V (skupaj) = V1 = 3 V.
5. Za določitev skupnega toka uporabite Ohmov zakon. Zdaj lahko izračunamo skupni tok z uporabo Ohmovega zakona.
   • V (skupaj) = I (skupaj) x R (skupaj)
   • I (skupaj) = V (skupaj) / R (skupaj)
   • I (skupaj) = 3 V / 1,2 Ω
   • I (skupaj) = 2,5 A.

Nasveti

• Skupni upor vzporednega vezja je vedno manjši od KAKRŠNEGA vsakega posameznega upora.

Pogoji

• Vezje - sestavljeno iz komponent (kot so upori, kondenzatorji in tuljave), povezanih z žicami, skozi katere lahko teče tok.
• Upori - sestavni deli, ki lahko zmanjšajo ali uprejo tok
• Tok - tok naboja skozi žice; enota Ampere (A)
• Napetost - delo na enoto obremenitve; enota Napetost (V)
• Odpornost - meri odpornost komponente na električni tok; enota Ohm (Ω)