Tartalom
- TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
- Feszültségcsökkenés a soros áramkörben
- Párhuzamos és soros áramkörök
- Soros-párhuzamos áramkörök
••• Syed Hussain Ather
TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
A fenti párhuzamos kapcsolási rajzon a feszültségcsökkenést az egyes ellenállások ellenállásának összegzésével és annak meghatározásával határozhatjuk meg, hogy a feszültség milyen áramot eredményez ebben a konfigurációban. Ezek a párhuzamos áramköri példák szemléltetik az áram és a feszültség fogalmát a különféle ágak között.
A párhuzamos kapcsolási rajzon a feszültség A párhuzamos áramkör ellenállása közötti esés azonos a párhuzamos áramkör minden ágának minden ellenállása esetén. A feszültség voltban kifejezve méri az áramkört végző elektromotoros erőt vagy potenciálkülönbséget.
Ha van egy áramköre ismert összegű jelenlegi, az elektromos töltés áramlását, a feszültségcsökkenést a párhuzamos kapcsolási rajzok segítségével kiszámíthatja:
Az egyenletek megoldásának ez a módszere azért működik, mert a párhuzamos áramkör bármely pontjára belépő áramnak meg kell egyeznie a távozó árammal. Ennek oka az Kirchhoffs jelenlegi törvénye, amely kimondja, hogy "a pontokban találkozó vezetők hálózatában az áramok algebrai összege nulla". A párhuzamos áramköri számológép ezt a törvényt fogja használni a párhuzamos áramkör ágain.
Ha összehasonlítjuk a párhuzamos áramkör három ágába belépő áramot, akkor annak egyenlőnek kell lennie az ágból távozó teljes árammal. Mivel a feszültségcsökkenés minden ellenálláson párhuzamosan állandó marad, ez a feszültségcsökkenés összeadható az egyes ellenállások ellenállásával, hogy megkapjuk a teljes ellenállást, és ennek alapján meghatározzuk a feszültséget. A párhuzamos áramköri példák ezt mutatják.
Feszültségcsökkenés a soros áramkörben
••• Syed Hussain AtherEgy soros áramkörben viszont kiszámolhatja az egyes ellenállások közötti feszültségcsökkenést, tudva, hogy egy soros áramkörben az áram állandó. Ez azt jelenti, hogy a feszültségesés az ellenállásonként eltérő, és az Ohms-törvény szerint az ellenállástól függ V = IR. A fenti példában az egyes ellenállások feszültségcsökkenése:
V1 = R1 x I = 3 Ω x 3 A = 9 V
V2 = R2 x I = 10 x x 3 A = 30 V
V3 = __ R3 x I = 5 × x 3 A = 15 V
Az egyes feszültségcsökkenések összegének meg kell egyeznie az akkumulátor feszültségével a soros áramkörben. Ez azt jelenti, hogy akkumulátorunk feszültsége: 54 V.
Az egyenletek megoldásának ez a módja azért működik, mert az összes sorba rendezett ellenállásba belépő feszültség esésének össze kell számolnia a soros áramkör teljes feszültségét. Ennek oka az Kirchhoffs feszültség törvénye, amely kimondja, hogy "a potenciális különbségek (feszültségek) irányított összege bármely zárt hurok körül nulla". Ez azt jelenti, hogy egy zárt sorozatú áramkör bármely pontján az ellenálláson át eső feszültségnek össze kell lennie az áramkör teljes feszültségével. Mivel az áram állandó egy soros áramkörben, a feszültségcsökkenéseknek az ellenállások között különbségeknek kell lenniük.
Párhuzamos és soros áramkörök
Párhuzamos áramkörben az áramköri alkatrészek az áramkör ugyanazon pontjai között vannak egymással összekötve. Ez megadja nekik elágazási szerkezetüket, amelyben az áram megoszlik az egyes ágak között, de az egyes ágak közötti feszültségcsökkenés változatlan marad. Az egyes ellenállások összege az ellenállás inverzén alapuló teljes ellenállást adja (1 / Rteljes = 1 / R1 + 1 / R2 ... minden ellenálláshoz).
Ezzel szemben egy soros áramkörben csak egy út van az áram áramlásához. Ez azt jelenti, hogy az áram állandó marad az egész, és ehelyett a feszültségesések az ellenállások között különböznek. Az egyes ellenállások összege lineárisan összeadva adja a teljes ellenállást (Rteljes = R1 + R2 ... minden ellenálláshoz).
Soros-párhuzamos áramkörök
Használhatja mindkét Kirchhoff-törvényt bármelyik áramkör bármely pontjára vagy hurkára, és alkalmazhatja azokat a feszültség és az áram meghatározására. Kirchhoffs törvényei megadják az áram és a feszültség meghatározásának módszerét olyan helyzetekben, amikor az áramkör soros és párhuzamos jellege nem olyan egyértelmű.
Általában az olyan áramköröknél, amelyek soros és párhuzamos komponenseket tartalmaznak, az áramkör egyes részeit sorozatként vagy párhuzamosan kezelhetik, és ennek megfelelően kombinálhatják.
Ezek a bonyolult soros párhuzamos áramkörök egynél több módon oldhatók meg. Az egyik módszer a részek párhuzamos vagy soros kezelése. Egy másik módszer Kirchhoff-törvények alkalmazása az általánosítási megoldások meghatározására, amelyek egyenletrendszert használnak. A soros párhuzamos áramköri számológép figyelembe veszi az áramkörök eltérő természetét.
A fenti példában az A aktuális távozási pontnak meg kell egyeznie az A aktuális távozási ponttal. Ez azt jelenti, hogy írhat:
(1) én1 = Én2 + Én3 vagy én1 - én2 - én3 = 0
Ha úgy kezeljük a felső hurkot, mint egy zárt sorozatú áramkört, és az ellenállások feszültségcsökkenését az Ohms törvény alkalmazásával kezeljük a megfelelő ellenállással, akkor a következőt írhatjuk:
(2) V.1 - R1én1 - R2én2 = 0
és ha ugyanezt tesszük az alsó huroknál, akkor az egyes feszültségcsökkenéseket az áram irányában kezelhetjük az áramtól és az írási ellenállástól függően:
(3) V.1 + V__2 + R3én3 - R2én2 = 0
Ez három egyenletet ad, amelyeket többféle módon lehet megoldani. Az (1) - (3) egyenleteket átírhatja úgy, hogy az egyik oldalon a feszültség, a másik oldalon az áram és az ellenállás legyen. Ily módon úgy kezelheti a három egyenletet, hogy három I változótól függ1, Én2 és én3, R kombinációs együtthatóival1, R2 és R3.
(1) én1 + - én2+ - én3 = 0
(2) R1én1 + R2én2 + 0 x I3 = V1
(3) 0 x I1 + R2én2 - R3én3 = V1 + V2
Ez a három egyenlet azt szemlélteti, hogy a feszültség az áramkör egyes pontjain valamilyen módon függ az áramtól és az ellenállástól. Ha emlékszik a Kirchhoff-i törvényekre, létrehozhatja ezeket az általánosított megoldásokat az áramköri problémákra, és a mátrix jelöléssel oldhatja meg őket. Ily módon két nagyságot (feszültség, áram, ellenállás között) bedughat a harmadikhoz.