Pred výpočtom napätia na rezistore musíte najskôr určiť typ použitého obvodu (vlákna). Ak sa potrebujete vrátiť k základným pojmom alebo potrebujete pomoc s porozumením elektrických obvodov, začnite prvou časťou. V opačnom prípade prejdite priamo na typ obvodu, na ktorom chcete pracovať
Krok
Časť 1 z 3: Pochopenie elektrických obvodov
Krok 1. Získajte informácie o elektrickom prúde
Môžete použiť nasledujúce prirovnanie: predstavte si, že do misky nasypete obilniny. Každé zrnko zrna je elektrón a tok zrna do nádoby je elektrický prúd. Keď hovoríte o elektrine, vysvetľujete to tým, koľko zrniek obilnín prúdi každú sekundu. Keď hovoríte o elektrickom prúde, meriate ho v jednotkách ampér (ampéry), čo je určitý počet elektrónov (čo sú veľmi veľké hodnoty), ktoré prúdia každú sekundu.
Krok 2. Vedieť o elektrickom náboji
Elektróny majú „negatívny“elektrický náboj. To znamená, že elektróny priťahujú (alebo prúdia k) kladne nabitým predmetom a odpudzujú (alebo od neho prúdia) negatívne nabité objekty. Všetky elektróny majú negatívny náboj, takže vždy tlačia ostatné elektróny a rozptyľujú sa.
Krok 3. Pochopte napätie
Napätie meria rozdiel v elektrickom náboji medzi dvoma bodmi. Čím väčší je rozdiel, tým silnejšie sa dva body navzájom priťahujú. Tu je príklad použitia bežnej batérie:
- Vo vnútri batérie dochádza k chemickým reakciám, ktoré vytvárajú skupinu elektrónov. Tieto elektróny idú na záporný pól batérie, zatiaľ čo kladný pól zostáva takmer prázdny. Nazývajú sa kladné a záporné póly. Čím dlhšie tento proces trvá, tým väčšie je napätie medzi dvoma pólmi.
- Keď spojíte vodiče medzi kladným a záporným pólom, elektróny na zápornom póle majú teraz kam ísť. Elektróny na zápornom póle prúdia k kladnému pólu a produkujú elektrický prúd. Čím je napätie vyššie, tým viac elektrónov sa každú sekundu pohybuje k kladnému pólu.
Krok 4. Zoznámte sa s odporom
Prekážkou je niečo, čo blokuje elektróny. Čím väčší je odpor, tým ťažšie prechádzajú elektróny. Odpor spomaľuje elektrický prúd, pretože počet elektrónov, ktoré prechádzajú každú sekundu, klesá.
Rezistory môžu byť čokoľvek v elektrickom obvode, ktorý zvyšuje odpor. Môžete si kúpiť skutočné „odpory“, ale v problémoch sú odpory zvyčajne reprezentované žiarovkami alebo čokoľvek, čo má odpor
Krok 5. Zapamätajte si Ohmov zákon
Medzi prúdom, napätím a elektrickým odporom existuje jednoduchý vzťah. Napíšte alebo si zapamätajte nasledujúci vzorec, pretože ho budete potrebovať na riešenie problémov spojených s elektrickými obvodmi:
- Prúd = napätie delené odporom
- Vzorec je možné napísať nasledovne: I = V. / R.
- Zamyslite sa nad tým, čo sa stane, ak sa V (napätie) alebo R (odpor) v obvode zvýši. Je to v súlade s diskusiou vyššie?
Časť 2 z 3: Výpočet napätia cez odpor (sériový obvod)
Krok 1. Pochopte sériové obvody
Elektrické obvody radu sú veľmi ľahko rozpoznateľné. Tvar je vo forme káblovej slučky so všetkými komponentmi usporiadanými v rade pozdĺž kábla. Elektrický prúd preteká celým vodičom a každým odporom alebo prvkom, s ktorým sa stretne.
- Elektrický prúd vždy rovnaký v každom bode obvodu.
- Pri výpočte napätia je umiestnenie odporu v obvode irelevantné. Môžete vziať odpor a pohybovať ním po obvode a napätie na každom odpore zostáva rovnaké.
- Použijeme príklad elektrického obvodu s 3 odpormi v sérii: R.1, R.2a R.3. Obvod je napájaný 12 V batériou. Napätie nájdeme na každom odpore.
Krok 2. Vypočítajte celkový odpor
Sčítajte všetky hodnoty odporu v obvode. Výsledkom je celkový odpor sériového obvodu.
Napríklad tri odpory R.1, R.2a R.3 majú odpor 2 (ohmy), 3 a 5. Celkový odpor je teda 2 + 3 + 5 = 10 ohmov.
Krok 3. Nájdite prúd v obvode
Pomocou Ohmovho zákona nájdite hodnotu prúdu v celom elektrickom obvode. Pamätajte si, že v sériovom obvode je prúd vždy rovnaký v každom bode obvodu. Po získaní aktuálnej hodnoty môžeme vykonať všetky zostávajúce výpočty.
Ohmov zákon uvádza, že prúd I = V. / R.. Napätie v obvode je 12 voltov a celkový odpor obvodu je 10 ohmov. Pripojte tieto čísla do vzorca a získajte I = 12 / 10 = 1,2 ampéra.
Krok 4. Upravením Ohmovho zákona nájdite hodnotu napätia
Na nájdenie hodnoty napätia namiesto prúdu použite základnú algebru:
- Ja = V. / R.
- IR = V.R / R.
- IR = V
- V = IR
Krok 5. Vypočítajte napätie na každom odpore
Hodnotu odporu a prúdu už poznáme. Teraz môžeme vykonať všetky výpočty. Pripojte čísla do vzorca a dokončite výpočet. Tu sú výpočty pre tri odpory z vyššie uvedeného príkladu:
- Napätie pri R.1 = V1 = (1, 2A) (2Ω) = 2, 4 volty.
- Napätie pri R.2 = V2 = (1, 2A) (3Ω) = 3,6 voltov.
- Napätie pri R.3 = V3 = (1, 2A) (5Ω) = 6 voltov.
Krok 6. Skontrolujte svoje odpovede
V sériovom obvode sa súčet všetkých odpovedí musí rovnať celkovému napätiu. Sčítajte každé vypočítané napätie a skontrolujte, či sa zhoduje s celkovým napätím obvodu. Ak nie, pokúste sa nájsť chybu vo svojich výpočtoch.
- Podľa vyššie uvedeného príkladu 2, 4 + 3, 6 + 6 = 12 voltov, ktoré sa rovná celkovému napätiu v elektrickom obvode.
- Ak je vaša odpoveď trochu mimo (povedzme 11, 97 namiesto 12), je pravdepodobné, že ste pri práci na vzorcoch zaokrúhlili čísla. Nebojte sa, vaša odpoveď nie je zlá.
- Pamätajte si, že napätie meria rozdiel v náboji alebo počet elektrónov. Predstavte si, že počítate nové elektróny, ktoré sa pohybujú po elektrickom obvode. Ak správne počítate, budete poznať celkovú zmenu elektrónov od začiatku do konca.
Časť 3 z 3: Výpočet napätia cez odpor (paralelný obvod)
Krok 1. Získajte informácie o paralelných obvodoch
Predstavte si kábel, ktorý sa pripája k jednému pólu batérie a potom sa vetví do dvoch samostatných vodičov. Tieto dva vodiče sú navzájom rovnobežné a potom sa znova pripojte pred pripojením k druhému pólu batérie. Ak je vodič vľavo pripojený k odporu a vodič vpravo je tiež spojený s iným odporom, dva odpory sú zapojené „paralelne“.
Môžete pridať ľubovoľný počet paralelných káblov. Túto príručku je možné použiť pre elektrické obvody, ktoré sa rozvetvia na 100 drôtov, ktoré sa potom znova pripoja
Krok 2. Vedieť, ako prúdi elektrický prúd v paralelných obvodoch
Elektrický prúd preteká každou dostupnou cestou. Elektrický prúd bude pretekať drôtom vľavo, cez odpor vľavo a až na druhý koniec. Súčasne prúd preteká aj drôtom vpravo, cez odpor vpravo a až do konca. Dvakrát neprechádzajú žiadne drôty ani odpory v paralelnom obvode.
Krok 3. Na zistenie napätia na každom odpore použite celkové napätie
Ak poznáte napätie v celom obvode, odpoveď je ľahké nájsť. Každý paralelný vodič má rovnaké napätie ako celý elektrický obvod. Povedzme, že elektrický obvod má dva odpory paralelne a 6 voltovú batériu. Bariéry dnes nie sú veľmi relevantné. Aby ste to pochopili, spomeňte si na vyššie popísaný sériový obvod:
- Nezabudnite, že súčet napätí v sériovom obvode sa vždy rovná celkovému napätiu v elektrickom obvode.
- Predstavte si každú cestu, ktorou prúd prechádza v sériovom obvode. To isté platí pre paralelné obvody: ak spočítate všetky napätia, výsledok sa rovná celkovému napätiu.
- Pretože prúd cez každý paralelný vodič prechádza iba jedným odporom, napätie na rezistore sa musí rovnať celkovému napätiu.
Krok 4. Vypočítajte celkový prúd elektrického obvodu
Ak problém neposkytuje celkové napätie v obvode, budete musieť vykonať niekoľko ďalších krokov. Začnite tým, že nájdete celkový prúd cez elektrický obvod. V paralelnom obvode sa celkový prúd rovná súčtu prúdov prechádzajúcich každou paralelnou cestou.
- Vzorec je nasledujúci: ICelkom = Ja1 + Ja2 + Ja3…
- Ak máte problém tomu porozumieť, predstavte si vodnú fajku, ktorá má dve vetvy. Celkové množstvo vody prúdiacej v sérii potrubí je súčtom vody pretekajúcej v každom potrubí.
Krok 5. Vypočítajte celkový odpor elektrického obvodu
Účinnosť rezistora je v paralelnom obvode znížená, pretože blokuje prúd iba jedným vodičom. V skutočnosti platí, že čím viac vodičov v obvode je, tým prúd ľahšie nájde cestu, ktorou bude plynulo prúdiť. Ak chcete nájsť celkový odpor, nájdite hodnotu R. Celkom v tejto rovnici:
- 1 / R.Celkom = 1 / R.1 + 1 / R.2 + 1 / R.3 …
- Napríklad elektrický obvod má paralelne zapojené odpory 2 ohmy a 4 ohmy. 1 / R.Celkom = 1/2 + 1/4 = 3/4 → 1 = (3/4) RCelkom → R.Celkom = 1/(3/4) = 4/3 = ~ 1,33 ohmov.
Krok 6. Nájdite napätie vo svojej odpovedi
Pamätajte si, že akonáhle nájdeme celkové napätie elektrického obvodu, už poznáme veľkosť napätia cez každý paralelný vodič. Na dokončenie výpočtu použite Ohmov zákon. Pozrite sa na nasledujúce ukážkové otázky:
- Elektrický obvod má prúd 5 ampérov a celkový odpor 1,33 ohmu.
- Podľa Ohmovho zákona I = V / R tak, že V = IR
- V = (5A) (1, 33Ω) = 6,65 voltov.
Tipy
- Ak máte komplikovaný elektrický obvod, napríklad máte paralelne zapojené odpory a vyberte dva najbližšie odpory. Nájdite celkový odpor prostredníctvom dvoch rezistorov podľa pravidiel pre rezistory v sériových a paralelných obvodoch. Teraz to môžete považovať za jeden odpor. Pokračujte v tomto procese, kým nebudete mať obvod, v ktorom sú usporiadané odpory iba v sérii alebo paralelné.
- Napätie na rezistore sa často nazýva „pokles napätia“.
-
Pochopte nasledujúce pojmy:
- Elektrický obvod/prameň - zostava rôznych komponentov (odpory, kondenzátory a induktory), ktoré sú prepojené káblami a je možné ich napájať.
- Rezistor - prvok, ktorý znižuje alebo inhibuje elektrický prúd.
- Prúd - tok elektrického náboja v kábli. Vyjadrené v ampéroch (A).
- Napätie - množstvo elektrického náboja, ktorý prejde každú sekundu. Vyjadrené v jednotkách voltov (V).
- Odpor - miera odporu prvku voči elektrickému prúdu. Vyjadrené v ohmoch (Ω)
