Hoe om spanningsval in 'n reeks stroombaan te bereken: gedetailleerde feite

Hierdie artikel verduidelik wat spanningsval is en hoe om spanningsval in 'n reeks stroombaan te bereken. Wanneer die spanning enige weerstandselement in die stroombaan ontmoet, neem die waarde af of "val".

In 'n seriestroombaan is daar verskeie weerstande of impedansies. Elke keer wanneer stroom deur hulle gaan, neem die spanning af. Dus, ons moet die waarde van 'n spesifieke weerstand ken en die stroom wat daardeur gaan om die spanningsval daaroor te bereken. Die spanningsval is stroom vermenigvuldig met die weerstand.

Wat is spanningsval?

Gestel ons verbind 'n battery met 'n weerstand deur 'n draad. Elektrone is geneig om van die negatiewe na die positiewe kant van die battery te vloei. Dit is soos 'n elektriese lading wat van die positiewe na die negatiewe terminaal gaan. 

Wanneer een eenheid lading die resistor teëkom, stop dit vir 'n rukkie. Wanneer dit die resistor verbygaan, kom 'n ander ladingseenheid en stop. Die hoeveelheid lading aan die einde van die resistor is te eniger tyd minder as die lading aan die begin van die resistor. Hierdie verskynsel skep 'n "potensiaal of spanningsval."

Lees meer op…..Is spanning konstant in reeks: volledige insigte en algemene vrae

Hoe om die totale spanningsval in 'n seriestroombaan te bereken?

Totale spanningsval in 'n seriestroombaan is die byvoeging van alle individuele spanningsval wat deur die impedansieparameters veroorsaak word. Die som is ook gelyk aan die totale spanning wat aan die stroombaan gelewer word of die spanning voor enige "val".

Kom ons ondersoek die verskynsels met behulp van 'n stroombaan. In die stroombaan hieronder is daar twee resistors, R1 van 100 ohm en R2 van 200 ohm, gekoppel aan 'n toevoer V van 30 volt. Stroom i = V/(R1 + R2) = 30/(100+200) = 0.1 A. Daarom val spanning oor R1 = ix R1 = 0.1 x 100 = 10V en oor R2 = ix R2 = 0.1 x 200 = 20 V. 

Hoe om spanningsval in 'n reeks stroombaan te bereken - voorbeeld

Hoe bereken jy spanningsval in 'n WS-reeksbaan?

AC of wisselstroom stroombane is elektriese stroombane met 'n WS-toevoerspanning. 'n AC reeksbaan bestaan ​​uit enige kombinasie van weerstand, induktor en kapasitor wat via seriekonfigurasie verbind is.

Net soos GS, kan ons die netto impedansie van 'n WS-reeksbaan bereken deur hulle by te tel. Die spanningsval kan ook op 'n soortgelyke wyse gevind word. Die spanningsval oor enige element in 'n WS-reeksbaan is V= iZ, waar Z die netto impedansie van die stroombaan is, en i die totale stroom is wat daardeur vloei.

Lêer:AC Source-RC.svg
"Lêer: AC Source-RC.svg" by Pierre5018 is gelisensieer onder CC BY-SA 4.0

Lees meer op…..Hoe om spanning in 'n reeks stroombaan te bereken: gedetailleerde feite

Spanningsval in serie RLC stroombaan:

RLC stroombaan is 'n spesifieke geval van AC stroombane. 'n RLC-stroombaan bestaan ​​uit resistors, kapasitors en induktors wat in serie verbind is. Laat ons die spanningsval oor 'n RLC-reeksbaan deur 'n voorbeeld.

Die stroombaan het drie komponente wat hieronder geteken is: 'n R ohm-weerstand, 'n L Henry-induktor en 'n C farad-kapasitor. Ons het voorheen geweet, die spanningsval oor enige van hulle = impedansie × stroom. Dus,

Spanningsval oor die resistor = iR, die induktor= iXL en die kapasitor = iXC waar XL= 2πfL en XC = 1/ 2πfC

Hoe om spanningsval in 'n reeks stroombaan te bereken - Numeriese voorbeelde

V1. Drie resistors is in serie verbind met waardes as R1= 4 Ω, R2= 5 Ω, en R3 = 6 Ω. Die stroombaan is verbind met 'n 15 V kragbron. Vind uit die spanningsval oor die resistors.

Vir die berekening van die potensiaaldalings oor R1R2, en R3, moet ons eers die stroom in die stroombaan verkry. Ons weet, stroom = netto spanning/ekwivalente weerstand

Die ekwivalente weerstand Req =R1 + R2 + R3 = 4 + 5 + 6 = 15Ω

Dus, totale stroom = 15V/15Ω = 1A

Nou kan ons ohm se wet (V = IR) vir elke resistor gebruik en die spanningsval oor hulle vind.

Dus, V1 = I x R1 = 1 x 4 = 4V

V2 = I x R2 = 1 x 5 = 5V

V3 = I x R3 = 1 x 6 = 6 V

V2. Vir die onderstaande stroombaan is die spanningsval oor die 6-ohm-weerstand 12 V. Vind die ander spanningsval uit en bereken die totale spanningsval of toevoerspanning.

Ons weet, die spanningsval oor enige weerstand in die serie stroombaan = weerstand × totale stroom

As stroom i in die stroombaan vloei, is die spanningsval oor die 6-ohm-weerstand 6i.

6i = 12 of i = 2 amp

Daarom is spanningsval oor die 2 ohm-weerstand = 2 x 2 = 4 V

Spanningsval oor die 4 ohm-weerstand = 2 x 4 = 8 V

Dus die net Spanning daling of die toevoerspanning = (12 + 4 + 8) = 24 V

V3. Die prent hieronder beeld 'n RLC-reeksbaan uit met die volgende komponente: 'n 120 V, 50 Hz AC-toevoer, 'n 100 ohm-weerstand, 'n 20 μF kapasitor, 'n 420 mH induktor. Bereken spanningsval oor al drie impedansies.

Ons het voorheen geweet hoe om spanningsval te bereken vir 'n reeks RLC-kring. Die stroom vermenigvuldig met die impedansie (R of XL of XC) gee ons die spanningsval. Kom ons vind uit XL en XC eerste.

XL= 2πfL (f is die frekwensie van die AC-toevoer)

Dus, XL = 2 x π x 50 x 420 x 10^{-3} = 131.95 Ω

XC = 1/2 x π x 50 x 20 x 10^{-6} }= 159.15Ω

Daarom, netto impedansie,

Nou, vir WS-kringe, is daar 'n entiteit wat die fasehoek genoem word. Dit gee 'n maatstaf van die hoek waarmee stroom die spanning agterbly of lei. Fasehoek φ = arctan (XC – XL/R)

φ = arctan(27.2/100) = 15.22°

So, huidige

Daarom,

Hier lei stroom die spanning as XC > XL.

Lees meer op….Wat is spanning in seriekring: gedetailleerde feite

Scroll na bo