En enkel elektrisk krets innehåller en källa till spänning (en strömförsörjning, såsom ett batteri, en generator eller nätledningarna som kommer in i din byggnad), en tråd för att bära ström i form av elektroner och en källa till elektriskt motstånd. I verkligheten är sådana kretsar sällan enkla och inkluderar ett antal förgrenings- och återkopplingspunkter.
- Spänningen (V) mäts i volt (symbolen är också V) ; ström (I) mäts i ampere eller ”ampere” (A); och resistans (R) mäts i ohm (Ω).
Längs grenarna, och ibland längs huvudstammen på kretsen, placeras föremål som hushållsapparater (lampor, kylskåp, tv-apparater) som varje drar ström att hålla sig igång. Men exakt vad händer med spänningen och strömmen inom en given elektrisk kretsuppställning ur fysiksynpunkt när varje motstånd påträffas och spänningen ”faller”?
Grundläggande om elektriska kretsar
Ohms lag säger att strömflöde är spänning dividerat med resistans. Detta kan gälla en krets som helhet, en isolerad uppsättning grenar eller ett enda motstånd, som du kommer att se. Den vanligaste formen av denna lag är skriven:
V = IRKretsar kan ordnas på två grundläggande sätt.
Seriekrets: Här, ström flyter helt längs en väg, genom en enda tråd. Oavsett vilka resistanser som ström stöter på längs vägen, läggs helt enkelt ihop för att ge det totala motståndet för kretsen som helhet:
RS
= R1+ R2 + … + RN(seriekrets)Parallell krets: I det här fallet förgrenar sig en primär ledning (visad som räta vinklar) till två eller flera andra ledningar, var och en med sitt eget motstånd. I detta fall ges det totala motståndet av:
1/RP
= 1/R1 + 1/R2 + … + 1/RN (parallell krets)Om du Utforska denna ekvation, finner du att genom att lägga till resistanser av samma storlek, minskar du resistansen i kretsen som helhet. (Att välja 1 ohm, eller 1 Ω, gör matematiken lättare.) Enligt Ohms lag ökar detta faktiskt strömmen!
Om detta verkar kontraintuitivt, föreställ dig flödet av bilar på en trafikerad motorväg som betjänas av en enda betalstation som backar upp trafiken i en mil , och föreställ dig sedan samma scenario med ytterligare fyra betalstationer identiska med det första. Detta kommer helt klart att öka flödet av bilar trots tekniskt ökat motstånd.
Spänningsfall: seriekretsOm du vill hitta spänningsfall över enskilda motstånd i en serie, gör du så här:
- Beräkna det totala motståndet genom att lägga till de individuella R-värdena.
- Beräkna strömmen i kretsen, som är densamma över varje motstånd eftersom det bara finns en tråd i kretsen.
Beräkna spänningsfallet över varje motstånd med Ohms lag.
Exempel: En 24-V strömkälla och tre motstånd är anslutna i serie med R1= 4 Ω, R2
= 2 Ω och R3= 6 Ω. Vad är spänningsfallet över varje motstånd?Beräkna först totalt motstånd: 4 + 2 + 6 = 12 ΩBeräkna sedan strömmen: 24 V/12 Ω = 2 A
Använd nu strömmen för att beräkna spänningsfallet över varje motstånd. Med hjälp av V = IR för varje, värdena för R1
, R2 och R3 är 8 V, 4 V och 12 V.Spänningsfall: Parallell krets
Exempel: En 24-V strömkälla och tre motstånd är anslutna
parallellt med R1= 4 Ω, R2= 2 Ω och R3= 6 Ω, som tidigare. Vad är spänningsfallet över varje motstånd?I det här fallet är historien enklare: Oavsett resistansvärde är spänningsfallet över varje motstånd detsamma, vilket gör att strömmen variabeln som skiljer sig mellan motstånden i detta fall. Detta betyder att spänningsfallet över var och en bara är kretsens totala spänning dividerat med antalet motstånd i kretsen, eller 24 V/3 = 8 V.
Resistor Voltage Drop Calculator
Se resurserna för ett exempel på ett fall där du kan använda ett automatiskt verktyg för att beräkna spänningsfallet i ett slags kretsarrangemang som kallas spänningsdelare.
Relaterade Inlägg
- Beräkna det totala motståndet genom att lägga till de individuella R-värdena.
