Før du beregner spenningen over en motstand, må du først bestemme hvilken type krets (streng) som brukes. Hvis du trenger å gå tilbake til grunnleggende begreper eller trenger hjelp til å forstå elektriske kretser, starter du med den første delen. Ellers går du direkte til kretstypen du vil jobbe med
Steg
Del 1 av 3: Forstå elektriske kretser
Trinn 1. Lær om elektrisk strøm
Du kan bruke følgende analogi: forestill deg at du heller hel frokostblandinger i en bolle. Hvert korn er et elektron, og kornstrømmen inn i bollen er en elektrisk strøm. Når du snakker om elektrisitet, forklarer du det ved å si hvor mange kornblandinger som flyter hvert sekund. Når du snakker om elektrisk strøm, måler du den i enheter av ampere (ampere), som er et visst antall elektroner (som er veldig store verdier) som flyter hvert sekund.
Trinn 2. Vet om elektrisk ladning
Elektroner har en "negativ" elektrisk ladning. Det vil si at elektroner tiltrekker (eller flyter mot) positivt ladede objekter, og frastøter (eller flyter bort fra) negativt ladede objekter. Alle elektroner har en negativ ladning, så de skyver alltid andre elektroner og sprer seg.
Trinn 3. Forstå om spenning
Spenning måler forskjellen i elektrisk ladning mellom to punkter. Jo større forskjell, desto sterkere tiltrekker de to punktene hverandre. Her er et eksempel på bruk av et vanlig batteri:
- Inne i batteriet produserer de kjemiske reaksjonene som oppstår en pool av elektroner. Disse elektronene går til den negative polen på batteriet, mens den positive polen forblir nesten tom. Disse kalles de positive og negative terminalene. Jo lenger denne prosessen varer, desto større er spenningen mellom de to polene.
- Når du kobler ledningene mellom de positive og negative polene, har elektronene på den negative polen nå et sted å gå. Elektronene ved den negative polen strømmer mot den positive polen og produserer en elektrisk strøm. Jo større spenning, jo flere elektroner beveger seg til den positive polen hvert sekund.
Trinn 4. Lær om motstand
En hindring er noe som blokkerer elektroner. Jo større motstand, desto vanskeligere er det for elektroner å passere. Motstanden bremser den elektriske strømmen fordi antallet elektroner som passerer hvert sekund minker.
Motstander kan være alt i en elektrisk krets som tilfører motstand. Du kan kjøpe ekte "motstander", men i problemer er motstander vanligvis representert med lyspærer eller noe som har motstand
Trinn 5. Memoriser Ohms lov
Det er et enkelt forhold mellom strøm, spenning og elektrisk motstand. Skriv eller husk følgende formel, da du trenger den for å løse problemer knyttet til elektriske kretser:
- Strøm = spenning delt på motstand
- Formelen kan skrives som følger: I = V / R
- Tenk hva som skjer hvis V (spenning) eller R (motstand) i kretsen øker. Er det i samsvar med diskusjonen ovenfor?
Del 2 av 3: Beregning av spenningen gjennom en motstand (seriekrets)
Trinn 1. Forstå om seriekretser
Serie elektriske kretser er veldig enkle å få øye på. Formen er i form av en kabelsløyfe med alle komponenter arrangert på rad langs kabelen. En elektrisk strøm strømmer gjennom hele ledningen og gjennom hver motstand eller element den møter.
- Elektrisk strøm alltid det samme på hvert punkt i kretsen.
- Ved beregning av spenning er plasseringen av motstanden i kretsen irrelevant. Du kan ta en motstand og flytte den over kretsen, og spenningen over hver motstand forblir den samme.
- Vi vil bruke et eksempel på en elektrisk krets med 3 motstander i serie: R1, R.2, og R.3. Kretsen får strøm fra et 12 volt batteri. Vi finner spenningen over hver motstand.
Trinn 2. Beregn den totale motstanden
Legg sammen alle motstandsverdiene i kretsen. Resultatet er den totale motstanden til seriekretsen.
For eksempel er de tre motstandene R1, R.2, og R.3 har motstander på henholdsvis 2 (ohm), 3 og 5. Dermed er den totale motstanden 2 + 3 + 5 = 10 ohm.
Trinn 3. Finn strømmen i kretsen
Bruk Ohms lov for å finne verdien av strømmen i en hel elektrisk krets. Husk at i en seriekrets er strømmen alltid den samme på hvert punkt i kretsen. Etter å ha fått den nåværende verdien, kan vi utføre alle gjenværende beregninger.
Ohms lov sier at nåværende I = V / R. Spenningen over kretsen er 12 volt, og den totale motstanden til kretsen er 10 ohm. Koble disse tallene til formelen for å få I = 12 / 10 = 1,2 ampere.
Trinn 4. Juster Ohms lov for å finne spenningsverdien
Bruk grunnleggende algebra for å finne verdien av spenning i stedet for strøm:
- Jeg = V / R
- IR = VR / R
- IR = V
- V = IR
Trinn 5. Beregn spenningen over hver motstand
Vi vet allerede verdien av motstand og strøm. Nå kan vi gjøre alle beregningene. Plugg tallene inn i formelen og fullfør beregningen. Her er beregningene for de tre motstandene fra eksemplet ovenfor:
- Spenning ved R.1 = V1 = (1, 2A) (2Ω) = 2, 4 volt.
- Spenning ved R.2 = V2 = (1, 2A) (3Ω) = 3,6 volt.
- Spenning ved R.3 = V3 = (1, 2A) (5Ω) = 6 volt.
Trinn 6. Sjekk svarene dine
I en seriekrets må summen av alle svarene være lik den totale spenningen. Legg sammen hver spenning du har beregnet, og kontroller at den samsvarer med den totale spenningen i kretsen. Hvis ikke, kan du prøve å finne feilen i beregningene dine.
- I følge eksemplet ovenfor er 2, 4 + 3, 6 + 6 = 12 volt, lik den totale spenningen gjennom den elektriske kretsen.
- Hvis svaret ditt er litt dårlig (si 11, 97 i stedet for 12), er det sannsynlig at du har avrundet tall mens du jobber med formler. Ikke bekymre deg, svaret ditt er ikke feil.
- Husk at spenning måler forskjellen i ladning, eller antall elektroner. Tenk deg at du teller de nye elektronene sett når de beveger seg langs en elektrisk krets. Hvis du beregner riktig, vet du den totale endringen i elektroner fra start til slutt.
Del 3 av 3: Beregning av spenningen gjennom en motstand (parallell krets)
Trinn 1. Lær om parallelle kretser
Tenk deg en kabel som kobles til en pol på batteriet og deretter forgrener seg til to separate ledninger. Disse to ledningene er parallelle med hverandre, for deretter å koble til igjen før du kobler til den andre polen på batteriet. Hvis ledningen til venstre er koblet til en motstand, og ledningen til høyre også er koblet til en annen motstand, er de to motstandene koblet i "parallell".
Du kan legge til så mange parallelle kabler du vil. Denne veiledningen kan brukes for elektriske kretser som forgrener seg til 100 ledninger som deretter kobles til igjen
Trinn 2. Vet hvordan elektrisk strøm flyter i parallelle kretser
Elektrisk strøm strømmer gjennom alle tilgjengelige stier. Elektrisk strøm vil strømme gjennom ledningen til venstre, gjennom motstanden til venstre og helt til den andre enden. Samtidig strømmer også strøm gjennom ledningen til høyre, gjennom motstanden til høyre, og helt til enden. Ingen ledninger eller motstander i en parallell krets passeres to ganger.
Trinn 3. Bruk den totale spenningen til å finne spenningen over hver motstand
Hvis du kjenner spenningen over hele kretsen, er svaret lett å finne. Hver parallellledning har samme spenning som hele den elektriske kretsen. Si at en elektrisk krets har to motstander parallelt og et 6 volt batteri. Barrierer er lite relevante i dag. For å forstå det, husk seriekretsen beskrevet ovenfor:
- Husk at summen av spenningene i en seriekrets alltid er lik den totale spenningen gjennom den elektriske kretsen.
- Tenk deg hver bane som strømmen tar i en seriekrets. Det samme gjelder parallelle kretser: Hvis du legger sammen alle spenningene, er resultatet lik den totale spenningen.
- Siden strømmen gjennom hver parallellledning bare er gjennom en motstand, må spenningen over motstanden være lik den totale spenningen.
Trinn 4. Beregn den totale strømmen til den elektriske kretsen
Hvis problemet ikke gir den totale spenningen over kretsen, må du fullføre noen ekstra trinn. Start med å finne den totale strømmen gjennom den elektriske kretsen. I en parallell krets er den totale strømmen lik summen av strømmene gjennom hver parallelle bane.
- Formelen er som følger: ITotal = Jeg1 + Jeg2 + Jeg3…
- Hvis du har problemer med å forstå det, kan du tenke deg et vannrør som har to grener. Den totale mengden vann som strømmer i en serie rør er summen av vannet som strømmer i hvert rør.
Trinn 5. Beregn den totale motstanden til den elektriske kretsen
Effektiviteten til en motstand reduseres i en parallell krets fordi den bare blokkerer strømmen gjennom en ledning. Faktisk, jo flere ledninger i en krets, jo lettere er det for strøm å finne en bane som flyter jevnt. For å finne den totale motstanden, finn verdien av R. Total i denne ligningen:
- 1 / RTotal = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 …
- For eksempel har en elektrisk krets motstander på henholdsvis 2 ohm og 4 ohm parallelt koblet. 1 / RTotal = 1/2 + 1/4 = 3/4 → 1 = (3/4) RTotal → RTotal = 1/(3/4) = 4/3 = ~ 1,33 ohm.
Trinn 6. Finn spenningen fra svaret ditt
Husk at når vi finner den totale spenningen til den elektriske kretsen, vet vi allerede størrelsen på spenningen gjennom hver parallellledning. Bruk Ohms lov for å fullføre beregningen. Ta en titt på følgende eksempler på spørsmål:
- Den elektriske kretsen har en strøm på 5 ampere og en total motstand på 1,33 ohm.
- I følge Ohms lov er I = V / R slik at V = IR
- V = (5A) (1, 33Ω) = 6,65 volt.
Tips
- Hvis du har en komplisert elektrisk krets, for eksempel å ha motstander koblet parallelt og serien, velg de to nærmeste motstandene. Finn den totale motstanden gjennom de to motstandene ved å bruke reglene for motstander i serie og parallelle kretser. Nå kan du behandle det som en enkelt motstand. Fortsett denne prosessen til du har en krets der motstandene er arrangert kun i serier eller parallell.
- Spenningen over motstanden kalles ofte "spenningsfallet".
-
Forstå følgende vilkår:
- Elektrisk krets/streng - Arrangementet av forskjellige komponenter (motstander, kondensatorer og induktorer), som er forbundet med kabler og kan få strøm.
- Motstand - et element som reduserer eller hemmer elektrisk strøm.
- Strøm - strømmen av elektrisk ladning i kabelen. Uttrykt i Ampere (A).
- Spenning - Mengden elektrisk ladning som passerer hvert sekund. Uttrykt i voltenheter (V).
- Motstand - Et mål på et elements motstand mot elektrisk strøm. Uttrykt i ohm (Ω)
