Beräkna det totala flödet

Det enklaste sättet att föreställa sig en seriekrets är som en kedja av komponenter. Komponenterna läggs till sekventiellt och justeras. Det finns bara en väg genom vilken elektronerna och landningarna kan flöda. När du har en grundläggande uppfattning om vad en seriekrets är, kan du börja lära dig hur man beräknar den totala strömmen.

Steg

Del 1 av 4: Förstå den grundläggande terminologin

Bild med titeln Beräkna total nuvarande steg 1
1. Bekanta dig med vad el är. Ström är rörelsen av elektriskt laddade bärare som elektroner, laddningsflödet per tidsenhet. Men vad är laddning och vad är en elektron? En elektron är en negativt laddad partikel. En laddning är en egenskap hos materia som används för att indikera om något är positivt eller negativt laddat. Liksom magneter stöter liknande laddningar bort och olika laddningar attraherar.
  • Vi kan illustrera detta med vatten. Vatten består av molekylen H2O – som står för en bindning av 2 väteatomer och 1 syreatom. Vi vet att syreatomen och två väteatomer tillsammans bildar en molekyl av vatten (H2O).
  • Flödande vatten består av miljoner och åter miljoner av denna molekyl. Vi kan jämföra den strömmande mängden vatten med elektrisk ström; molekylen med en elektron; och laddningen med atomerna.
Bild med titeln Beräkna total nuvarande steg 2
2. Förstå vad spänning avser. Spänning är "kraften" som driver strömmen. För att bäst illustrera spänningen, låt oss använda batteriet som ett exempel. Inuti ett batteri finns en serie kemiska reaktioner som bygger upp elektroner i batteriets positiva pol.
  • Om vi ​​nu tar den positiva anslutningspunkten för ett medium (t.ex. tråd) till batteriets minuspol, kommer elektronerna att flytta sig bort från varandra eftersom, som vi nämnde tidigare, som laddningar stöter bort varandra.
  • Dessutom, på grund av lagen om bevarande av laddning (som indikerar att nettoladdningen i ett isolerat system måste förbli densamma), kommer elektronerna att försöka balansera laddningarna genom att flytta från den högre koncentrationen av elektroner till den lägre koncentrationen. gå, eller från den positiva polen till den negativa polen.
  • Denna rörelse skapar en potentialskillnad i var och en av ändarna, som vi nu kan kalla en spänning.
  • Bild med titeln Beräkna total nuvarande steg 3
    3. Vet vad motstånd är. Motstånd, å andra sidan, är vissa elements motstånd mot laddningsflödet.
  • Motstånd är element med betydande motstånd. De placeras på vissa ställen i en krets eller krets för att reglera flödet av laddningen eller elektronerna.
  • Om det inte finns några motstånd regleras inte elektronerna och utrustningen kan överladdas och skadas, eller ta eld på grund av överhettning.
  • Del 2 av 4: Bestäm den totala strömmen för en seriekrets

    Bild med titeln Beräkna total nuvarande steg 4
    1. Bestämmer kretsens totala resistans. Föreställ dig ett sugrör genom vilket du dricker. Kläm den med flera fingrar. Vad märker du? Vattnets flöde kommer att minska. Att klämma ihop bildar ett motstånd. Dina fingrar blockerar vattnet (representerar strömmen). Eftersom klämningen sker i en rak linje, sker den i serie. Från detta exempel följer den totala resistansen för motstånd i serie:
    • R(totalt)=R1 + R2 + R3
    Bild med titeln Beräkna total nuvarande steg 5
    2. Bestäm den totala spänningen för motståndet. Vanligtvis kommer den totala spänningen redan att anges, men i de fall där individuella spänningar anges kan vi använda följande ekvation:
  • V(totalt)=V1 + V2 + V3
  • Men varför är det så? Om du använder halmanalogin igen, vad förväntar du dig kommer att hända när du klämmer halmen? Då krävs det mer ansträngning för att få vatten genom halmen. Den totala ansträngningen du måste göra genereras av den individuella kraft som krävs för de individuella nypningarna.
  • Den `kraft` som behövs kallas spänningen, eftersom den driver vattnets flöde. Därför är det bara logiskt att den totala spänningen ska härledas från att addera de individuella spänningarna över varje motstånd.
  • Bild med titeln Beräkna total nuvarande steg 6
    3. Beräkna den totala strömmen genom systemet. Återigen med halmanalogin: Förändrades mängden vatten trots att du klämde på halmen?? ny. Även om hastigheten med vilken du tog in vattnet ändrades, förblev mängden vatten du kunde dricka densamma. Och om du tittar närmare på mängden vatten som kommer in och går ut, är nypningarna desamma, eftersom vattnets hastighet är konstant, så vi kan säga att:
  • I1=I2=I3=I(totalt)
  • Bild med titeln Beräkna total nuvarande steg 7
    4. Kom ihåg Ohms lag. Men du är inte där än! Kom ihåg att vi inte har någon av dessa data, men vi kan använda Ohms lag, förhållandet mellan spänning, ström och resistans:
  • V=IR
  • Bild med titeln Beräkna total nuvarande steg 8
    5. Försök att ta fram ett exempel. Tre motstånd, R1=10Ω, R2=2Ω och R3=9Ω är seriekopplade. En spänning på 2,5V finns på kretsen. Beräkna den totala strömmen i kretsen. Låt oss först beräkna det totala motståndet:
  • R(totalt)=10 Ω R2 + 2 Ω R3 + 9 Ω
  • Således R(totalt)=21 Ω
  • Bild med titeln Beräkna total nuvarande steg 9
    6. Använd Ohms lag för att beräkna den totala strömmen:
  • V(totalt)=I(totalt) x R(totalt)
  • I(totalt)=V(totalt) / R(totalt)
  • I(totalt)=2,5 V / 21
  • I(totalt)=0,1190 A
  • Del 3 av 4: Beräkna den totala strömmen i parallella kretsar

    Bild med titeln Beräkna total nuvarande steg 10
    1. Förstå vad en parallellkrets är. Som namnet antyder består en parallellkrets av komponenter anordnade på ett parallellt sätt. Den använder flera ledningar, vilket skapar banor för att leda ström.
    Bild med titeln Beräkna total nuvarande steg 11
    2. Beräkna den totala spänningen. Eftersom vi redan har täckt de olika termerna i föregående avsnitt kan vi nu gå direkt vidare till beräkningarna. Ta till exempel ett rör med två grenar, var och en med olika diameter. För att vattnet ska rinna i båda rören måste man använda olika krafter i vart och ett av rören? ny. Du behöver bara tillräckligt med kraft för att få vattnet att flyta. Därför, om vi antar analogin att vattnet är strömmen och effekten är spänningen, kan vi säga att:
  • V(totalt)=V1 + V2 + V3
  • Bild med titeln Beräkna total nuvarande steg 12
    3. Beräkna det totala motståndet. Anta att du vill reglera vattnet som strömmar genom båda rören. Hur blockerar du rören? Placera helt enkelt ett block i varje gren eller placera flera block i rad för att kontrollera vattenflödet? Du måste göra det senare. Samma analogi gäller för motstånd. Motstånd kopplade i serie reglerar strömmen mycket bättre än de som är parallellt. Ekvationen för det totala motståndet i en parallellkrets är:
  • 1/R(totalt)=(1/R1) + (1/R2) + (1/R3)
  • Bild med titeln Beräkna total nuvarande steg 13
    4. Beräkna det totala flödet. För att återgå till vårt exempel, delas vattnet som strömmar från källan till korsningen. Detsamma gäller för elektrisk ström. Eftersom det finns flera vägar genom vilka laddning kan flöda, kan man säga att den är delad. Banorna får inte nödvändigtvis lika mycket laddning. Det beror på resistanserna och materialen i komponenterna i varje gren. Därför är ekvationen för total ström helt enkelt uppräkningen av all ström i alla banor:
  • I(totalt)=I1 + I2 + I3
  • Naturligtvis kan vi inte använda detta ännu, eftersom vi inte känner till de enskilda strömmarna ännu. I detta fall kan Ohms lag också användas.
  • Del 4 av 4: Lösning av ett parallellkretsexempel

    Bild med titeln Beräkna total nuvarande steg 14
    1. Försök med ett exempel. 4 motstånd är uppdelade i två parallellkopplade grenar eller banor. I gren 1 finner vi R1=1 Ω och R2=2 Ω, och i gren två R3=0,5 Ω och R4=1,5 Ω. Motstånden i varje pad är seriekopplade. Den pålagda spänningen över gren 1 är 3 V. Bestämmer det totala flödet.
    Bild med titeln Beräkna total nuvarande steg 15
    2. Bestäm först det totala motståndet. Eftersom motstånden i varje gren är seriekopplade, låt oss först bestämma det totala motståndet över varje gren.
  • R(totalt 1&2)=Rl + R2
  • R(totalt 1&2)=1 + 2
  • R(totalt 1&2)=3
  • R(totalt 3&4)=R3 + R4
  • R(totalt 3&4)=0,5 + 1,5
  • R(totalt 3&4)=2
  • Bild med titeln Beräkna total nuvarande steg 16
    3. Ange detta i ekvationen för parallellkopplingen. Nu, eftersom grenarna är parallellkopplade, kommer vi att använda ekvationen för en parallellkoppling
  • (1/R(totalt))=(1/R(totalt 1&2)) + (1/R(totalt 3&4))
  • (1/R(totalt))=(1/3 ) + (1/2 Ω)
  • (1/R(totalt))=⅚
  • R(totalt)=1,2 Ω
  • Bild med titeln Beräkna total nuvarande steg 17
    4. Bestäm den totala spänningen. Beräkna nu den totala spänningen. Eftersom den totala spänningen är lika med varje enskild spänning:
  • V(totalt)=V1=3V
  • Bild med titeln Beräkna total nuvarande steg 18
    5. Använd Ohms lag för att bestämma den totala strömmen. Nu kan vi beräkna den totala strömmen med Ohms lag.
  • V(totalt)=I(totalt) x R(totalt)
  • I(totalt)=V(totalt)/R(totalt)
  • I(totalt)=3 V/1,2 Ω
  • I(totalt)=2,5 A
  • Tips

    • Det totala motståndet för en parallellkrets är alltid mindre än ALLT individuellt motstånd.

    Villkor

    • Krets – bestående av komponenter (som motstånd, kondensatorer och spolar) anslutna med ledningar, genom vilka ström kan flöda.
    • Motstånd – komponenter som kan minska eller motstå ström
    • Ström - flödet av laddning genom ledningarna; enhet Ampere (A)
    • Spänning – arbete per laddningsenhet; enhet Spänning (V)
    • Resistans – mått på resistansen hos en komponent mot den elektriska strömmen; enhet Ohm (Ω)

    Оцените, пожалуйста статью