Зміст

• Крок
• Частина 1 з 4: Розуміння основної термінології
• Частина 2 з 4: Визначте загальний струм послідовного кола
• Частина 3 з 4: Розрахунок загального струму в паралельних ланцюгах
• Частина 4 з 4: Розв’язування прикладу з паралельними схемами
• Поради
• Умови

Найпростіший спосіб уявити собі послідовне з'єднання - це ланцюг компонентів. Компоненти додаються послідовно і вирівнюються. Є лише один шлях, по якому можуть протікати електрони і посадки. Отримавши базове уявлення про те, що передбачає послідовне з'єднання, ви можете навчитися розраховувати загальний струм.

Крок

Частина 1 з 4: Розуміння основної термінології

1. Ознайомтесь із тим, що таке потік. Струм - це рух електрично заряджених носіїв, таких як електрони, струм заряду в одиницю часу. Але що таке заряд, а що електрон? Електрон - це негативно заряджена частинка. Заряд - це властивість речовини, яке використовується, щоб вказати, чи є щось зарядженим позитивно чи негативно. Як і магніти, рівні заряди відштовхують один одного, а різнорідні заряди притягують один одного.
   • Ми можемо проілюструвати це водою. Вода складається з молекули H2O - це зв'язок 2 атомів водню і 1 атома кисню. Ми знаємо, що атом кисню та два атоми водню разом утворюють молекулу води (H2O).
   • Проточна вода складається з мільйонів і мільйонів цієї молекули. Ми можемо порівняти проточну кількість води з електричним струмом; молекула з електроном; і заряду з атомами.
2. Зрозумійте, до чого відноситься напруга. Напруга - це «сила», яка рухає струмом. Щоб найкраще проілюструвати напругу, ми використовуємо акумулятор як приклад. Усередині батареї відбувається ряд хімічних реакцій, які призводять до накопичення електронів у позитивному полюсі батареї.
   • Тепер, якщо ми приєднаємо позитивну точку з'єднання середовища (наприклад, дроту) до негативної клеми акумулятора, тоді електрони почнуть рухатися, щоб віддалятися один від одного, оскільки, як ми вже згадували раніше, рівні заряди відштовхують один одного.
   • Крім того, через закон збереження заряду (який говорить, що чистий заряд ізольованої системи повинен залишатися незмінним), електрони намагатимуться збалансувати заряди, переходячи від вищої концентрації електронів до нижчої концентрації. Або від позитивного до негативного полюса відповідно.
   • Цей рух створює різницю потенціалів на кожному з кінців, яку ми зараз можемо назвати напругою.
3. Знайте, що таке опір. Опір, з іншого боку, - це опір певних елементів проти потоку заряду.
   • Резистори - це елементи зі значним опором. Вони розміщуються в певних місцях в ланцюзі або ланцюзі для регулювання потоку заряду або електронів.
   • Якщо резисторів немає, електрони не будуть регулюватися, і обладнання може бути перезарядженим і пошкодженим, або загорітися від перегріву.

Частина 2 з 4: Визначте загальний струм послідовного кола

1. Визначає загальний опір ланцюга. Уявіть соломинку, яка змушує вас пити. Стисніть його кількома пальцями. Що ви помічаєте? Потік води зменшиться. Стискання формує опір. Ваші пальці блокують воду (яка представляє потік). Оскільки здавлювання відбувається по прямій лінії, воно відбувається послідовно. З цього прикладу випливає загальний опір резисторів послідовно:
   • R (загальний) = R1 + R2 + R3
2. Визначте загальну напругу резистора. Зазвичай загальна напруга вже буде задана, але в тих випадках, коли даються окремі напруги, ми можемо використовувати наступне рівняння:
   • V (загальний) = V1 + V2 + V3
   • Але чому це так? Знову ж таки, використовуючи аналогію із соломою, що ви очікуєте, коли здавите солому? Тоді потрібно більше зусиль, щоб пропустити воду через солому. Загальні зусилля, які ви повинні докласти, забезпечуються індивідуальною силою, необхідною для окремих щипків.
   • "Сила", яку вона приймає, називається напругою, оскільки вона рухає потік води. Тому цілком природно, що загальна напруга виникає в результаті додавання окремих напруг на кожному резисторі.
3. Обчисліть загальний струм по системі. Знову ж таки, використовуючи аналогію із соломою: Чи щось змінилось у кількості води, навіть якщо ти віджав солому? Немає. Хоча швидкість, з якою ви вживали воду, змінювалася, кількість води, яку ви могли пити, залишалося незмінним. І якщо уважніше поглянути на кількість води, яка надходить і виходить, щіпки однакові, оскільки швидкість води постійна, тож можна сказати, що:
   • I1 = I2 = I3 = I (усього)
4. Згадайте Закон Ома. Але вас ще немає! Пам’ятайте, ми не маємо жодних з цих даних, але ми можемо використовувати закон Ома, відношення напруги, струму та опору:
   • V = ІЧ
5. Спробуйте опрацювати приклад. Три резистори, R1 = 10Ω, R2 = 2Ω і R3 = 9Ω, підключені послідовно. На ланцюзі знаходиться напруга 2,5 В. Обчисліть загальний струм в ланцюзі. Спочатку обчислимо загальний опір:
   • R (загальний) = 10 Ом R2 + 2 Ом R3 + 9 Ом
   • Таким чином R (загальний) = 21 Ом
6. За допомогою закону Ома розрахуйте загальний струм:
   • V (загальний) = I (загальний) x R (загальний)
   • I (загальний) = V (загальний) / R (загальний)
   • I (загальний) = 2,5 В / 21 Ом
   • I (всього) = 0,1190 А.

Частина 3 з 4: Розрахунок загального струму в паралельних ланцюгах

1. Зрозумійте, що таке паралельний контур. Як випливає з назви, паралельна схема складається з компонентів, розташованих паралельно. При цьому використовується кілька проводів, створюються шляхи для проведення струму.
2. Обчисліть загальну напругу. Оскільки ми вже розглядали різні терміни в попередньому розділі, тепер ми можемо перейти безпосередньо до розрахунків. Наприклад, візьмемо трубу з двома гілками, кожна з різним діаметром. Щоб вода стікала в обидві труби, чи потрібно застосовувати неоднакові сили в кожній із трубок? Немає. Вам потрібно лише достатньо енергії, щоб вода текла. Тому, використовуючи аналогію, що вода є струмом, а сила - напругою, ми можемо сказати, що:
   • V (загальний) = V1 + V2 + V3
3. Обчисліть загальний опір. Припустимо, ви хочете регулювати протікання води через обидві труби. Як перекрити труби? Ви просто розміщуєте блок у кожній гілці або розміщуєте кілька блоків послідовно, щоб мати можливість контролювати потік води? Вам доведеться зробити останнє. Така ж аналогія стосується резисторів. Послідовно з'єднані резистори набагато краще регулюють струм, ніж паралельно розташовані. Рівняння загального опору в паралельному контурі має вигляд:
   • 1 / R (загальний) = (1 / R1) + (1 / R2) + (1 / R3)
4. Обчисліть загальний потік. Повертаючись до нашого прикладу, вода, яка тече від джерела до розвилки, ділиться. Те саме стосується електричної енергії. Оскільки існує кілька шляхів, по яких може протікати заряд, можна сказати, що він розділився. Шляхи не обов'язково отримують однакову кількість заряду. Це залежить від опорів та матеріалів компонентів у кожній гілці. Отже, рівняння загального струму - це просто сума всього струму за всіма шляхами:
   • I (всього) = I1 + I2 + I3
   • Звичайно, ми поки не можемо цим користуватися, оскільки ми ще не знаємо окремих течій. У цьому випадку також може бути використаний закон Ома.

Частина 4 з 4: Розв’язування прикладу з паралельними схемами

1. Спробуйте приклад. 4 резистори розділені на дві гілки або шляхи, з'єднані паралельно. У гілці 1 знаходимо R1 = 1 Ом і R2 = 2 Ом, а у гілці дві знаходимо R3 = 0,5 Ом і R4 = 1,5 Ом. Резистори в кожній колодці з'єднані послідовно. Прикладена напруга на гілці 1 становить 3 В. Визначає загальний струм.
2. Спочатку визначте загальний опір. Оскільки резистори в кожній гілці з'єднані послідовно, спочатку ми визначимо загальний опір на кожній гілці.
   • R (всього 1 і 2) = R1 + R2
   • R (всього 1 і 2) = 1 Ом + 2 Ом
   • R (всього 1 і 2) = 3 Ом
   • R (всього 3 і 4) = R3 + R4
   • R (всього 3 і 4) = 0,5 Ом + 1,5 Ом
   • R (всього 3 і 4) = 2 Ом
3. Введіть це в рівняння для паралельного з'єднання. Тепер, оскільки гілки з'єднані паралельно, ми будемо використовувати рівняння для паралельного з'єднання
   • (1 / R (усього)) = (1 / R (усього 1 & 2)) + (1 / R (усього 3 & 4))
   • (1 / R (загальний)) = (1/3 Ω) + (1/2 Ω)
   • (1 / R (загальний)) = ⅚
   • R (загальний) = 1,2 Ом
4. Визначте загальну напругу. Тепер обчисліть загальну напругу. Оскільки загальна напруга дорівнює кожній окремій напрузі:
   • V (загальний) = V1 = 3 В.
5. За допомогою закону Ома визначте загальний струм. Тепер ми можемо розрахувати загальний струм, використовуючи закон Ома.
   • V (загальний) = I (загальний) x R (загальний)
   • I (загальний) = V (загальний) / R (загальний)
   • I (загальний) = 3 В / 1,2 Ом
   • I (загальний) = 2,5 А.

Поради

• Загальний опір паралельної схеми завжди менший, ніж БУДЬ-ЯКИЙ окремий резистор.

Умови

• Схема - складається з компонентів (таких як резистори, конденсатори та котушки), з'єднаних проводами, через які може протікати струм.
• Резистори - компоненти, здатні зменшити або протистояти струму
• Струм - потік заряду по проводах; одиниця Ампера (А)
• Напруга - робота на одиницю навантаження; одиниця напруги (В)
• Опір - міра опору компонента електричному струму; одиниця Ом (Ом)