Sisu

• Astuda
• 1. osa 4-st: Põhiterminoloogia mõistmine
• 2. osa 4-st: määrake jadaahela kogu vool
• 3. osa 4-st: paralleelsetes vooluringides kogu voolu arvutamine
• 4. osa 4-st: näite lahendamine paralleelsete ahelatega
• Näpunäited
• Tingimused

Seeriaühendust on kõige lihtsam ette kujutada komponentide ahelana. Komponendid lisatakse järjestikku ja joondatakse. On ainult üks rada, mille kaudu elektronid ja maandumised saavad voolata. Kui teil on põhiidee, mida seeriaühendus endast kujutab, saate teada, kuidas kogu voolu arvutada.

Astuda

1. osa 4-st: Põhiterminoloogia mõistmine

1. Tutvuge vooluga. Vool on elektriliselt laetud kandjate, näiteks elektronide liikumine, laengu vool ajaühikus. Kuid mis on laeng ja mis on elektron? Elektron on negatiivselt laetud osake. Laeng on aine omadus, mida kasutatakse selleks, et näidata, kas midagi on positiivselt või negatiivselt laetud. Nagu magnetid, tõrjuvad võrdsed laengud üksteist ja erinevad laadid meelitavad üksteist.
   • Seda saame illustreerida veega. Vesi koosneb molekulist H2O - mis tähistab 2 vesiniku aatomi ja 1 hapniku aatomi sidet. Me teame, et hapniku aatom ja kaks vesiniku aatomit moodustavad koos vee molekuli (H2O).
   • Voolav vesi koosneb miljonitest ja miljonitest sellest molekulist. Võime võrrelda voolavat veekogust elektrivooluga; molekul elektroniga; ja laeng aatomitega.
2. Saage aru, millele pinge viitab. Pinge on "jõud", mis juhib voolu. Pinge parimaks illustreerimiseks kasutame näiteks akut. Aku sees on rida keemilisi reaktsioone, mis põhjustavad elektronide kogunemist aku positiivsesse poolusesse.
   • Kui nüüd meediumi (nt traadi) positiivse ühenduspunkti kinnitame aku negatiivsele klemmile, siis hakkavad elektronid üksteisest eemale liikuma, sest nagu me varem mainisime, tõrjuvad võrdsed laengud üksteist.
   • Lisaks püüavad elektronid laengu jäävuse seaduse tõttu (mis ütleb, et isoleeritud süsteemi netolaeng peab jääma samaks) elektronid kõrgemast kontsentratsioonist madalama kontsentratsioonini liikudes tasusid tasakaalus või vastavalt positiivsest poolusest negatiivsesse poolusesse.
   • See liikumine tekitab mõlemas otsas potentsiaalse erinevuse, mida nüüd võime nimetada pingeks.
3. Tea, mis on vastupanu. Vastupanu on seevastu teatud elementide vastupidavus laengu voolule.
   • Takistid on märkimisväärse takistusega elemendid. Need on paigutatud vooluahela või vooluringi teatud kohtadesse laengu või elektronide voolu reguleerimiseks.
   • Takistite puudumisel ei reguleerita elektrone ja seadmed võivad olla üle laetud ja kahjustatud või võivad ülekuumenemise tõttu süttida.

2. osa 4-st: määrake jadaahela kogu vool

1. Määrab vooluahela kogu takistuse. Kujutage ette õlekõrre, mis paneb teid jooma. Pigistage seda mitme sõrmega. Mida märkate? Vee vool väheneb. Pigistamine moodustab vastupanu. Teie sõrmed blokeerivad vett (mis tähistab voolu). Kuna pigistamine toimub sirgjooneliselt, toimub see järjestikku. Sellest näitest tuleneb takistite kogutakistus järjestikku:
   • R (kokku) = R1 + R2 + R3
2. Määrake takisti kogupinge. Tavaliselt antakse kogu pinge juba ette, kuid nendel juhtudel, kui antakse individuaalsed pinged, võime kasutada järgmist võrrandit:
   • V (kokku) = V1 + V2 + V3
   • Aga miks see nii on? Jällegi, kasutades kõrre analoogiat, siis mis juhtub siis, kui õlgi pigistate? Siis võtab õlgedest vee saamiseks rohkem vaeva. Kogu pingutus, mille peate tegema, on loodud üksikute nippide jaoks vajaliku individuaalse jõuga.
   • "Jõudu", mida see võtab, nimetatakse pingeks, kuna see juhib vee voolu. Seetõttu on loomulik, et kogu pinge tuleneb iga takisti üksikute pingete liitmisest.
3. Arvutage süsteemi kogu vool. Jällegi õlgede analoogia põhjal: kas midagi muutus veekoguses, isegi kui te põhku pigistasite? Ei Kuigi vee neelamise kiirus muutus, jäi veekogus samaks. Ja kui vaatate lähemale siseneva ja väljuva vee hulka, on pigistused ühesugused, kuna vee kiirus on püsiv, nii et võime öelda, et:
   • I1 = I2 = I3 = I (kokku)
4. Pidage meeles Ohmi seadust. Kuid te pole veel seal! Pidage meeles, et meil pole ühtegi neist andmetest, kuid võime kasutada Ohmi seadust, pinge, voolu ja takistuse suhet:
   • V = IR
5. Proovige välja töötada näide. Kolm takistit, R1 = 10Ω, R2 = 2Ω ja R3 = 9Ω, on ühendatud järjestikku. Vooluahelal on pinge 2,5 V. Arvutage vooluahela kogu vool. Kõigepealt arvutame kogu takistuse:
   • R (kokku) = 10 Ω R2 + 2 Ω R3 + 9 Ω
   • Seega R (kokku) = 21 Ω
6. Kogu voolu arvutamiseks kasutage Ohmi seadust:
   • V (kokku) = I (kokku) x R (kokku)
   • I (kokku) = V (kokku) / R (kokku)
   • I (kokku) = 2,5 V / 21 Ω
   • I (kokku) = 0,1190 A.

3. osa 4-st: paralleelsetes vooluringides kogu voolu arvutamine

1. Saage aru, mis on paralleelne vooluring. Nagu nimigi ütleb, koosneb paralleelringkond paralleelselt paigutatud komponentidest. See kasutab mitut juhtmestikku, luues voolu juhtimiseks teed.
2. Arvutage kogu pinge. Kuna oleme juba eelmises jaotises käsitlenud erinevaid termineid, saame nüüd otse arvutuste juurde asuda. Näiteks võtke toru, millel on kaks haru, igaüks erineva läbimõõduga. Kas selleks, et vesi voolaks mõlemas torus, kas peate igas torus kasutama ebavõrdseid jõude? Ei Vee voolamiseks on vaja ainult piisavalt jõudu. Seega, kasutades analoogiat, et vesi on vool ja jõud on pinge, võime öelda, et:
   • V (kokku) = V1 + V2 + V3
3. Arvutage kogu takistus. Oletame, et soovite reguleerida mõlema toru kaudu voolavat vett. Kuidas te torusid blokeerite? Kas asetate lihtsalt ploki igasse harusse või asetate mitu plokki järjestikku, et oleks võimalik veevoolu kontrollida? Te peate tegema viimast. Sama analoogia kehtib ka takistite kohta. Järjestikku ühendatud takistid reguleerivad voolu palju paremini kui paralleelselt paigutatud. Paralleelahela kogutakistuse võrrand on:
   • 1 / R (kokku) = (1 / R1) + (1 / R2) + (1 / R3)
4. Arvutage kogu voog. Naastes meie näite juurde, jaguneb vesi, mis voolab allikast kahvli poole. Sama kehtib ka elektrienergia kohta. Kuna laengu liikumiseks on mitu rada, võite öelda, et see on jagatud. Rajad ei pruugi tingimata saada võrdset summat. See sõltub igas harus olevate komponentide takistustest ja materjalidest. Seetõttu on kogu vooluvõrrand lihtsalt kõigi radade kogu voolu summa:
   • I (kokku) = I1 + I2 + I3
   • Muidugi ei saa me seda veel kasutada, sest me ei tea veel üksikuid hoovusi. Sel juhul saab kasutada ka Ohmi seadust.

4. osa 4-st: näite lahendamine paralleelsete ahelatega

1. Proovige näidet. 4 takistit on jagatud kaheks paralleelselt ühendatud haruks või teeks. Harus 1 leiame R1 = 1 Ω ja R2 = 2 Ω ning teises harus leiame R3 = 0,5 Ω ja R4 = 1,5 Ω. Igas padjas olevad takistid on ühendatud järjestikku. Rakendatud pinge harus 1 on 3 V. Määrab kogu voolu.
2. Kõigepealt määrake kogu takistus. Kuna igas harus olevad takistid on ühendatud järjestikku, määrame kõigepealt kindlaks kogu haru kogu takistuse.
   • R (kokku 1 ja 2) = R1 + R2
   • R (kokku 1 ja 2) = 1 Ω + 2 Ω
   • R (kokku 1 ja 2) = 3 Ω
   • R (kokku 3 ja 4) = R3 + R4
   • R (kokku 3 ja 4) = 0,5 Ω + 1,5 Ω
   • R (kokku 3 ja 4) = 2 Ω
3. Sisestage see paralleelühenduse võrrandisse. Kuna harud on ühendatud paralleelselt, siis kasutame võrrandit paralleelühenduse jaoks
   • (1 / R (kokku)) = (1 / R (kokku 1 ja 2)) + (1 / R (kokku 3 ja 4))
   • (1 / R (kokku)) = (1/3 Ω) + (1/2 Ω)
   • (1 / R (kokku)) = ⅚
   • R (kokku) = 1,2 Ω
4. Määrake kogu pinge. Nüüd arvutage kogu pinge. Kuna kogu pinge on võrdne iga üksiku pingega:
   • V (kokku) = V1 = 3 V.
5. Kogu voolu määramiseks kasutage Ohmi seadust. Nüüd saame kogu voolu arvutada Ohmi seaduse abil.
   • V (kokku) = I (kokku) x R (kokku)
   • I (kokku) = V (kokku) / R (kokku)
   • I (kokku) = 3 V / 1,2 Ω
   • I (kokku) = 2,5 A.

Näpunäited

• Paralleelse vooluahela kogutakistus on alati väiksem kui mis tahes üksikut takistit.

Tingimused

• Vooluahel - koosneb juhtmetega ühendatud komponentidest (nagu takistid, kondensaatorid ja mähised), mille kaudu vool võib voolata.
• Takistid - komponendid, mis võivad voolu vähendada või sellele vastu panna
• Praegune - laengu vool läbi juhtmete; ühik Ampere (A)
• Pinge - töö koormusühiku kohta; ühik Pinge (V)
• Takistus - komponendi takistuse mõõtmine elektrivoolule; ühik Ohm (Ω)