Hoe om spanning oor weerstand te vind: verskeie benaderings en probleme voorbeeld


Hierdie artikel het bespreek hoe om spanning oor weerstand op 'n moeitelose manier te vind, soos in seriekombinasies, parallelle kombinasies en ander stroombaankombinasies.

Spanning oor enige weerstand kan bepaal word deur:

  • Verskillende stroombaanwette of reëls soos Kirchhoff se wet, stroomverdeling of spanningsverdelingsreël.
  • Ekwivalente weerstand van die vereiste deel van 'n stroombaan.
  • Deur die eienskappe of funksies van die geheel of deel van die stroombaan te bepaal.

Hoe om spanning oor resistor in serie te vind ?

'n Serieweerstandstroombaan het slegs een pad of vertakking vir stroombaanstrome om deur te vloei. Alle weerstande is gekoppel aan 'n enkele pad of tak van die stroombaan in hierdie kringtipe verbinding.

Die spanningsval oor enige reeks kombinasie van weerstand kan verskil met die algehele of individuele weerstandwaarde.

Gestel daar is meer as een weerstand wat aan die reekskombinasie gekoppel is, dan kan die hele kombinasie van weerstand vervang word deur 'n enkele weerstand van ekwivalente weerstand. Gestel die resistor in a reeksbaan het dieselfde waardes. In daardie geval kan die spanningsval (of elektriese potensiaalval) oor elke weerstand geïdentifiseer word aangesien die stroom wat deur elke weerstand in die stroombaan vloei dieselfde is.

Die algehele spanningsval in enige reeksweerstandkring is gelyk aan die som van spanning of potensiaalval oor elke individuele weerstand van die reeksbaankombinasie.

In watter tipe weerstandstroombaankombinasie word die algehele stroombaanspanning verdeel tussen verskillende resistors van die reeksbaan kombinasie. Die grootte spanning oor elke weerstand hang af van die waarde van weerstand van die onderskeie weerstand om die grootte van die stroom wat deur die resistor vloei te bepaal. 

Aanvaar daar is verskeie resistors in 'n seriestroombaan gekoppel en [latex] V_1, V_2, V_3 … V_n [/latex] is die individu spanningsval oor elke weerstand in 'n seriestroombaan kombinasie, dan kan die totale spanningsval oor die seriekring aangedui word kan gedefinieer word as

[latex] V =V_1 +V_2 +V_3 . . . +V_n [/latex]

Om die totale of algehele ekwivalente weerstand van 'n reeksbaankombinasie van 'n' aantal resistors te bepaal, maak gebruik van die formule:

[latex] R_e = R_1+ R_2 + R_3……+R_n [/latex]

Waar [latex] R_e [/latex] die ekwivalent of algehele weerstand van die reeksweerstandkombinasie is

[latex] R_1, R_2, R_3. . . . .R_n [/latex] die weerstand van individuele resistors gekoppel aan die seriekring van 'n' getalle resistors.

Hoe om spanning oor resistor in parallel te vind ?

Enige stroombaan kan gevorm word met serie of parallel 'n kombinasie van beide reekse en parallelle stroombaan ontwerp. 

Die spanningsval (of elektriese potensiaal drop) oor die resistor in parallel kan maklik bepaal of bereken word deur met inagneming van die kenmerk van 'n parallelle weerstandstroombaan, aangesien die spanningsval of elektriese potensiaalval oor elke pad of tak in parallelle kombinasie identies is.

Lêer:Resistors in parallel.svg
Beeldkrediet: Weerstande is in parallelle kombinasie. OmegatronWeerstande in parallelCC BY-SA 3.0

Die stroom wat deur elke tak in parallelle stroombaankombinasie vloei, kan bepaal word deur die algehele weerstand oor die pad of tak van die stroombaan. Die algehele stroom in 'n stroombaan is gelyk aan die som van oombliklike stroom deur na 'n individuele tak in 'n parallelle stroombaankombinasie. As meer as een weerstand aan 'n parallelle stroombaan gekoppel is, kan daardie weerstande deur slegs een weerstand van ekwivalente grootte vervang word.

'n Stroombaan word 'n resistor se parallelle stroombaankombinasie genoem, wanneer meer as een weerstand twee kringnodes verbind, wat verskeie paaie verskaf vir stroom om deur te vloei.

Stroom deur na elke weerstand kan ook bepaal word deur huidige verdeelreël aangesien die stroom deur die stroombaan in al die vertakkings in enige parallelle stroombaan van die weerstand verdeel word. Die algehele drywing wat in parallelle kombinasie versprei word, is eweredig aan die som van individuele oombliklike drywing wat deur enige register in 'n parallelle stroombaankombinasie versprei word.

Soos erken, het die algehele spanning in weerstand se parallelle stroombaan kombinasie dieselfde grootte as wat die elektriese potensiaalval oor elke pad of tak van 'n weerstand se parallelle stroombaan konstant is.

Kom ons neem aan dat as daar verskeie takke in 'n parallelle stroombaan kombinasie van weerstand is, dan [latex] V_1, V_2, V_3, V_n [/latex] is die individuele spanningsval oor die algehele weerstand van elke tak in parallelle kombinasie.

 Dan [latex] V_1 =V_2 = V_3 . . .= V_n [/latex]

Gestel byvoorbeeld meer as een weerstand is in 'n parallelle kombinasie gekoppel. Die weerstandswaardes kan identies of verskillend wees in enige parallelle stroombaan kombinasie. Gestel twee weerstande met identiese weerstand is in parallelle kombinasie met mekaar gekoppel. In daardie geval sal die strome wat daardeur vloei dieselfde in grootte wees en met ekwivalente weerstand en stroomverdelingsreël. Nadat Ohm se wet toegepas is, kan ons die spanning oor elke weerstand parallel kry. 

Aanvaar dat twee resistors, [latex] R_1 [/latex] en [latex] R_2 [/latex], verskillende weerstande het wat in parallelle kombinasies verbind is. Die stroom wat deur elke weerstand vloei kan onverskillig van mekaar wees.

Nadat die stroom deur elke tak deur die stroomverdelingsreël bereken is en die waarde van ekwivalente weerstand van 'n algehele stroombaan met Ohm se wet bereken kan word, kan die spanning oor elke weerstand bepaal word.

Vergelyking van ekwivalente weerstand in parallelle kombinasie met weerstand:

[latex] \frac{1}{R_e}= \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} ……. +\frac{1}{R_n}[/latex]

Waar [latex] R_e [/latex] -> Ekwivalent weerstand van die parallel stroombaan kombinasie.

[latex]R_1, R_2, R_3….R_n [/latex] -> Verskillende resistor gekoppel in parallel kombinasie. 

Wanneer twee resistors (R) in parallel van dieselfde waarde is, is die ekwivalente weerstand van beide resistors die helfte van die een weerstand (R).

As [latex] frac{1}{R_e}= \frac{1}{R} + \frac{1}{R} => \frac{1}{R_e} = \frac{2}{R} => R_e = \frac{R}{2}. [/latex]

Hoe om spanning oor weerstand in RL stroombaan te vind?

RL stroombaan bevat ten minste een weerstand en induktor in die stroombaan in parallel of reeks kombinasie.

Die spanningsval oor die resistor in die RL-stroombaan kan verkry (of bepaal) word deur Kirchhoff se wet toe te pas. 'n Eerste-orde differensiaalvergelyking word gegenereer, bestaande uit die spanningsval oor die induktor en weerstand. 

hoe om spanning oor weerstand te vind
Image Credit: Ea91b3ddReeks-RLCC BY-SA 3.0

Vir enige RL-stroombaan kan die spanningsval oor die resistor bepaal word deur stroom wat daardeur vloei saam met die bekende waarde van die resistor met behulp van Ohm se wet.

Vir die reeks RL-kring,

[latex] V_r (s)= \frac{R}{R + Ls } Vin (s) [/latex]

Vir die parallelle RL stroombaan,

[latex] I_r (s) = \frac{V_{in}}{R} [/latex]

Hoe om maksimum spanning oor 'n weerstand te vind?

Elke weerstand het 'n maksimum kragaanslag, wat beteken dat dit die maksimum drywing is wat aan die spesifieke weerstand gegee kan word sonder om dit te beskadig.

Uit die huidige magsverhouding ([latex]P = I^2 R [/latex], waar R as konstant beskou word in hierdie geval) en deur maksimum drywing aan die resistor te verskaf terwyl die maksimum drywingsgradering van daardie spesifieke resistor in ag geneem word, kan maksimum spanning oor die resistor gemeet word.

Hoe om spanning oor 'n weerstand in 'n kombinasiestroombaan te vind?

'n Kombinasiekring is 'n kombinasie of mengsel van beide serie- en parallelle stroombane saam.

Lêer:Combo3.png
Image Credit: DrjenncashKombinasie 3CC0 1.0
  • Ontleding van kombinasiestroombaan is moontlik deur die moontlike parallel- en seriestroombaankombinasie te breek.
  • En nadat die hele kombinasie in verskillende dele afgebreek is, kan ontleding of ekwivalent van daardie spesifieke dele afsonderlik bereken word.
  • Dan kan die totale ekwivalent van die hele stroombaankombinasie bereken word, nadat ekwivalente alle dele (wat afsonderlik bereken is) gekombineer is.
  • Deur Ohm se wet, Kirchhoff se wet, toe te pas, kan die spanningsval oor enige komponent in die stroombaan bepaal word.

Hoe om RMS-spanning oor 'n weerstand te vind?

RMS spanning beteken wortel gemiddelde kwadraat spanning van 'n AC stroombaan, waar RMS-waarde die ekwivalente drywingsdissipasie van 'n GS-stroombaan aandui.

In 'n AC stroombaan, kan die RMS-spanning bereken word vanaf 'n WS-kring se piek- tot piekspanning. Ohm se wet, Kirchhoff se wet en ander stroombaanwette kan op die WS-kring toegepas word om oombliklike spanning of stroom deur die resistor te bereken.

Laat [latex] V_r[/latex] die oombliklike spanning oor 'n resistor wees dan is [latex]V_r = V_p sin \omega t [/latex]

En [latex] I_r [/latex] is die oombliklike stroom deur 'n resistor dan [latex]I_r = \frac {V_r}{R} =Vmax/R sin \omega t = I_p sin \omega t [/latex]

Die spanning oor 'n weerstand kan dus gedefinieer word as [latex] V_r = I_p R sin \omega t [/latex]

En [latex] V_{rms} = \frac{V_p}{\sqrt{2}} [/latex]

Hoe om spanning oor lasweerstand te vind?

Die lasweerstand is 'n passiewe stroombaanelement met twee terminale wat 'n mate van weerstandswaarde het.

Die spanningsval oor die lasweerstand kan bepaal word deur die stroombaankombinasie te bepaal en vereiste stroombaanwette soos Ohm se wet, Kirchhoff se wet, ens toe te pas. Indien nodig, kan 'n ekwivalente stroombaan deur eenvoudige berekeninge aangedryf word.

Sneha Panda

Ek het in Toegepaste Elektronika en Instrumentasie-ingenieurswese gegradueer. Ek is 'n nuuskierige mens. Ek het 'n belangstelling en kundigheid in vakke soos Transducer, Industriële Instrumentasie, Elektronika, ens. Ek hou daarvan om te leer oor wetenskaplike navorsing en uitvindings, en ek glo dat my kennis in hierdie veld sal bydra tot my toekomstige pogings. LinkedIn ID- https://www.linkedin.com/in/sneha-panda-aa2403209/

Onlangse plasings