Indhold

• At træde
• Del 1 af 4: Forståelse af den grundlæggende terminologi
• Del 2 af 4: Bestem den totale strøm for et seriekredsløb
• Del 3 af 4: Beregning af den samlede strøm i parallelle kredsløb
• Del 4 af 4: Løsning af et eksempel med parallelle kredsløb
• Tips
• Vilkår

Den nemmeste måde at forestille sig en serieforbindelse på er som en kæde af komponenter. Komponenterne tilføjes sekventielt og justeres. Der er kun en sti, gennem hvilken elektroner og landinger kan strømme. Når du først har en grundlæggende idé om, hvad en serieforbindelse indebærer, kan du lære at beregne den samlede strøm.

At træde

Del 1 af 4: Forståelse af den grundlæggende terminologi

1. Bliv fortrolig med, hvad flow er. Strøm er bevægelsen af ​​elektrisk ladede bærere såsom elektroner, strømmen af ​​ladningen pr. Tidsenhed. Men hvad er ladning, og hvad er en elektron? En elektron er en negativt ladet partikel. En ladning er en egenskab af stof, der bruges til at indikere, om noget er positivt eller negativt ladet. Ligesom magneter frastøder lige ladninger hinanden, og forskellige ladninger tiltrækker hinanden.
   • Vi kan illustrere dette med vand. Vand består af molekylet H2O - som står for en binding af 2 atomer hydrogen og 1 oxygenatom. Vi ved, at iltatomet og to hydrogenatomer sammen udgør et vandmolekyle (H2O).
   • Strømmende vand består af millioner og millioner af dette molekyle. Vi kan sammenligne den flydende mængde vand med elektrisk strøm; molekylet med en elektron; og ladningen med atomerne.
2. Forstå, hvad spænding refererer til. Spænding er den "kraft", der driver strømmen. For at illustrere spændingen bedst bruger vi batteriet som et eksempel. Inde i et batteri er der en række kemiske reaktioner, der får elektroner til at opbygges i batteriets positive pol.
   • Hvis vi nu tilslutter et medias positive forbindelsespunkt (f.eks. En ledning) til den negative terminal på batteriet, så begynder elektronerne at bevæge sig for at bevæge sig væk fra hinanden, fordi, som vi nævnte før, lige opladninger afviser hinanden.
   • Hertil kommer, på grund af loven om bevarelse af ladning (som siger, at nettoladningen for et isoleret system skal forblive den samme), vil elektronerne forsøge at afbalancere ladningerne ved at flytte fra den højere koncentration af elektroner til den lavere koncentration. fra henholdsvis den positive pol og den negative pol.
   • Denne bevægelse skaber en potentiel forskel i hver af enderne, som vi nu kan kalde en spænding.
3. Ved hvad modstand er. Modstand er på den anden side modstanden fra visse elementer mod ladningens strømning.
   • Modstande er elementer med betydelig modstand. De er anbragt visse steder i et kredsløb eller kredsløb for at regulere strømmen af ​​ladningen eller elektronerne.
   • Hvis der ikke er nogen modstande, vil elektronerne ikke blive reguleret, og udstyret kan være overopladet og beskadiget eller antænde ved overophedning.

Del 2 af 4: Bestem den totale strøm for et seriekredsløb

1. Bestemmer kredsløbets samlede modstand. Forestil dig et sugerør, der får dig til at drikke. Klem det med flere fingre. Hvad bemærker du? Vandstrømmen falder. Klemningen danner en modstand. Dine fingre blokerer vandet (som repræsenterer strømmen). Da klemningen sker i en lige linje, finder den sted i serie. Fra dette eksempel følger den samlede modstand af modstande i serie:
   • R (total) = R1 + R2 + R3
2. Bestem modstandens samlede spænding. Normalt vil den samlede spænding allerede være givet, men i de tilfælde hvor individuelle spændinger er givet, kan vi bruge følgende ligning:
   • V (total) = V1 + V2 + V3
   • Men hvorfor er det sådan? Igen ved hjælp af halm-analogien, hvad forventer du, at der sker, når du klemmer halmen? Så kræver det en større indsats for at få vand gennem halmen. Den samlede indsats, du skal gøre, produceres af den individuelle kraft, der kræves til de enkelte nip.
   • Den "kraft", den tager, kaldes spænding, fordi den driver strømmen af ​​vandet. Derfor er det kun naturligt, at den totale spænding skyldes tilføjelse af de enkelte spændinger på tværs af hver modstand.
3. Beregn den samlede strøm over systemet. Igen ved hjælp af halm-analogien: Har der ændret sig noget i vandmængden, selvom du pressede halmen? Ingen. Selvom den hastighed, hvormed du indtog vandet, ændrede sig, forblev den mængde vand, du kunne drikke, den samme. Og hvis du ser nærmere på mængden af ​​vand, der kommer ind og ud, er klemme de samme, fordi vandets hastighed er konstant, så vi kan sige det:
   • I1 = I2 = I3 = I (total)
4. Husk Ohms lov. Men du er ikke der endnu! Husk, at vi ikke har nogen af ​​disse data, men vi kan bruge Ohms lov, forholdet mellem spænding, strøm og modstand:
   • V = IR
5. Prøv at finde ud af et eksempel. Tre modstande, R1 = 10Ω, R2 = 2Ω og R3 = 9Ω er forbundet i serie. En spænding på 2,5 V er på kredsløbet. Beregn den samlede strøm i kredsløbet. Lad os først beregne den samlede modstand:
   • R (total) = 10 Ω R2 + 2 Ω R3 + 9 Ω
   • Dermed R (total) = 21 Ω
6. Brug Ohms lov til at beregne den samlede strøm:
   • V (total) = I (total) x R (total)
   • I (total) = V (total) / R (total)
   • I (total) = 2,5 V / 21 Ω
   • I (total) = 0,1190 A.

Del 3 af 4: Beregning af den samlede strøm i parallelle kredsløb

1. Forstå hvad et parallelt kredsløb er. Som navnet antyder, består et parallelt kredsløb af komponenter arrangeret på en parallel måde. Dette bruger flere ledninger, hvilket skaber stier til at lede strøm.
2. Beregn den samlede spænding. Da vi allerede har dækket de forskellige termer i det foregående afsnit, kan vi nu gå direkte til beregningerne. Tag f.eks. Et rør med to grene, hver med forskellig diameter. For at vandet kan strømme i begge rør, skal du bruge ulige kræfter i hvert af rørene? Ingen. Du har kun brug for nok strøm til at få vandet til at strømme. Derfor kan vi ved hjælp af analogien om, at vandet er strømmen og kraften er spændingen, sige at:
   • V (total) = V1 + V2 + V3
3. Beregn den samlede modstand. Antag, at du vil regulere vandet, der strømmer gennem begge rør. Hvordan blokerer du rørene? Placerer du bare en blok i hver gren, eller placerer du flere blokke på hinanden følgende måde for at være i stand til at kontrollere vandgennemstrømningen? Du bliver nødt til at gøre sidstnævnte. Den samme analogi gælder for modstande. Modstande, der er forbundet i serie, regulerer strømmen meget bedre end dem, der er arrangeret parallelt. Ligningen for den samlede modstand i et parallel kredsløb er:
   • 1 / R (total) = (1 / R1) + (1 / R2) + (1 / R3)
4. Beregn det samlede flow. Når vi vender tilbage til vores eksempel, deles vandet, der strømmer fra kilden til gaflen. Det samme gælder for elektrisk kraft. Da der er flere stier, gennem hvilke opladning kan strømme, kan du sige, at den er opdelt. Stierne modtager ikke nødvendigvis lige store beløb. Det afhænger af modstanden og materialerne til komponenterne i hver gren. Derfor er den samlede strømligning simpelthen summen af ​​al strøm i alle stier:
   • I (total) = I1 + I2 + I3
   • Naturligvis kan vi ikke bruge dette endnu, fordi vi endnu ikke kender de enkelte strømme. I dette tilfælde kan Ohms lov også bruges.

Del 4 af 4: Løsning af et eksempel med parallelle kredsløb

1. Prøv et eksempel. 4 modstande er opdelt i to grene eller stier, der er forbundet parallelt. I gren 1 finder vi R1 = 1 Ω og R2 = 2 Ω, og i gren to finder vi R3 = 0,5 Ω og R4 = 1,5 Ω. Modstandene i hver pude er forbundet i serie. Den påførte spænding over gren 1 er 3 V. Bestemmer den samlede strøm.
2. Bestem først den samlede modstand. Da modstandene i hver gren er forbundet i serie, skal vi først bestemme den samlede modstand på tværs af hver gren.
   • R (total 1 & 2) = R1 + R2
   • R (total 1 & 2) = 1 Ω + 2 Ω
   • R (total 1 & 2) = 3 Ω
   • R (total 3 & 4) = R3 + R4
   • R (total 3 & 4) = 0,5 Ω + 1,5 Ω
   • R (total 3 & 4) = 2 Ω
3. Indtast dette i ligningen for den parallelle forbindelse. Da grenene er forbundet parallelt, skal vi nu bruge ligningen til en parallel forbindelse
   • (1 / R (total)) = (1 / R (total 1 & 2)) + (1 / R (total 3 & 4))
   • (1 / R (total)) = (1/3 Ω) + (1/2 Ω)
   • (1 / R (total)) = ⅚
   • R (total) = 1,2 Ω
4. Bestem den samlede spænding. Beregn nu den samlede spænding. Da den samlede spænding er lig med hver enkelt spænding:
   • V (total) = V1 = 3 V.
5. Brug Ohms lov til at bestemme den samlede strøm. Nu kan vi beregne den samlede strøm ved hjælp af Ohms lov.
   • V (total) = I (total) x R (total)
   • I (total) = V (total) / R (total)
   • I (total) = 3 V / 1,2 Ω
   • I (total) = 2,5 A.

Tips

• Den samlede modstand af et parallelt kredsløb er altid mindre end ALLE individuelle modstande.

Vilkår

• Kredsløb - bestående af komponenter (såsom modstande, kondensatorer og spoler) forbundet med ledninger, gennem hvilke strøm kan strømme.
• Modstande - komponenter, der kan reducere eller modstå strøm
• Strøm - strømmen af ​​ladning gennem ledningerne; enhed Ampere (A)
• Spænding - arbejde pr. Belastningsenhed; enhed Spænding (V)
• Modstand - måling af en komponents modstand mod den elektriske strøm; enhed Ohm (Ω)