Wat is spanningsval in parallelle stroombaan: hoe om te vind, voorbeeldprobleme en gedetailleerde feite

Hierdie artikel sal verskillende metodes bespreek wat gebruik kan word om te vind wat spanningsval in parallelle stroombaan is.

Deur verskillende metodes te gebruik, kan ons spanningsval in 'n parallelle stroombaan vind soos:

Kirchhoff se spanningswet (KVL)

Die Duitse fisikus Gustav Kirchhoff het Kirchhoff se spanningswet in 1845 bekendgestel vir 'n meer toeganklike ontleding van stroombaanspanning.

Volgens Kirchhoff se Spanningswet is die algehele algebraïese som van spanningsval of potensiaalverskil in 'n geslote pad na 'n spesifieke enkele rigting gelyk aan nul. Hierdie wet is gebaseer op die wet van behoud van energie.

Stappe om 'n potensiële daling te kry deur Kirchhoff se spanningswet te gebruik:

  • Aanvaar 'n spesifieke stroomrigting in 'n geslote lus of maas. Die rigting van stroom kan kloksgewys of antikloksgewys geneem word.
  • Nou, terwyl jy in die stroomrigting beweeg, definieer die spanningsval oor elke element terwyl die tekenkonvensie van elke element in 'n geslote lus of maas in ag geneem word. 
  • Deur spanningsval oor elke element te oorweeg, skryf Kirchhoff se spanningswetvergelyking deur al die spanningsval oor elke element in die lus met die korrekte elektriese tekenkonvensie by te tel.

Kirchhoff se huidige wet (KCL)

Kirchhoff se huidige wet kan op enige elektriese stroombaan toegepas word. Dit hang nie daarvan af of die elemente lineêr, nie-lineêr, aktief, passief, tyd-invariant, tyd-variant, ens.

Kirchhoff se huidige wet is gegrond op die wet van behoud van lading; Kirchhoff se wette kan op beide toegepas word AC en GS stroombane. Volgens Kirchhoff se huidige wet in enige elektriese netwerknoduspunt is die algebraïese som van strome wat by daardie punt of nodus bymekaarkom, gelyk aan nul. 

Image Credit: FataliteitKirchhoff se eerste wetsvoorbeeldCC BY-SA 3.0

Stappe om 'n potensiële daling te kry deur Kirchhoff se huidige wet te gebruik:

  • Vlak individuele takke met 'n individuele stroom such as I1 + I2….+ In in a specific direction clockwise or anticlockwise, assume voltage drop and resistance of each element in the loop and level them as requirements. 
  • Deur bekende waardes van parameters van elke lus te gebruik, kan ons onbekende spanningsval oor enige nodus of aansluiting van 'n parallelle stroombaankombinasie vind.
  • Pas Ohm se wet toe om die stroomspanning en weerstand oor elke element van die lus in verband te bring.
  • Ten slotte, los vir onbekende waardes op.

let wel: Tydens netwerk stroombaan analise nivellering, gebruik alle netwerkaansluitings verskillende getalle of alfabette. Wanneer die vergelyking gevorm word, oorweeg altyd die rigting van stroom en spanningpolariteit volgens konvensionele netwerktekens. Tydens berekening, sluit slegs daardie lusse in wat nodig is vir 'n maklike en vinnige oplossing.

KCL word altyd toegepas op 'n geslote grens.

Nodale analise

Nodale analise is die toepassing van Ohm se wet saam met Kirchhoff se huidige wet (KCL).

Nodale spanningsanalise is die toepassing van Kirchhoff se huidige wet om die onbekende spanningsval oor elke nodus te vind. Hierdie metode gebruik 'n minimum aantal vergelykings om die onbekende nodale spannings te bepaal en is die beste geskik vir parallelle stroombaankombinasies.

Knoopspanningsanalise bied ons 'n makliker manier om die spanning by elke nodus van 'n elektriese stroombaan te vind. Met 'n groot aantal vertakkings, kan die Nodale analise Metode Kompleks word met 'n groter aantal vergelykings.

In hierdie metode word een nodus van die netwerk as 'n datum of verwysing of nul potensiële nodusse beskou. Die aantal vergelykings is n-1 vir die 'n'-getal van elke onafhanklike nodus.

Die prosedure van nodale analise:

  • Teken die stroombaandiagram oor deur alle spanningsbronne om te skakel in 'n proporsionele stroombronkring deur die brontransformasiemetode te gebruik.
  • Maak alle notas gelyk met letters op die nommer en kies 'n nodus om dit as 'n verwysing vir ander nodusse te neem (wat 'n datum of nul potensiële nodusse genoem word)
  • Skryf vergelykings deur die rigting van die stroom wat in of uit elke nodus vloei met betrekking tot die verwysingsnodus te oorweeg.
  • Los die vergelyking op om die onbekende nodusspanning of onbekende takstroom te kry.
  • Indien moontlik, kies 'n nodus as 'n verwysingsnodus wat aan 'n spanningsbron gekoppel is.
  • Gebruik Ohm se wet om die verhouding van weerstandstroom in terme van nodusspanning uit te druk.

Nodale analise met 'n spanningsbron:

  • Supernode vorming is 'n spesifieke tipe nodus wat kan vorm.
  • 'n Supernode word gevorm wanneer 'n spanningsbron tussen twee nie-verwysingsnodusse en parallel met enige elemente verbind word.
  • 'n Supernode vereis dat beide KVL en KCL toegepas word.
  • Supernode het nie sy eie spanning nie.

Huidige afdeling

In parallelle kombinasie sal die spanning oor elke tak identies wees, maar die stroom deur elke tak kan verskil afhangende van die algehele weerstand van die tak.

Die stroomdelingreël is 'n toepassing van die oplossing van 'n stroombaan deur Norton se stelling, as die stroom in 'n tak van 'n parallelle stroombaan is omgekeerd eweredig aan die algehele weerstand van die tak.

Deur die gebruik van die stroomverdeling stroombaan reël, kan die onbekende spanning oor enige element bepaal word.

Huidige verdelingsbeginsel:

VR1 = V[ R/ (R1+ R2+ R3+……+ Rn)]

VR2 = V[ R/ (R1+ R2+ R3+……+ Rn)]

................................................

................................................

VRn = V[ R/ (R1+ R2+ R3+……+ Rn)]

VR1 = IR1 …….(4)

VR2 = IR…….(5)

VR3 = IR…….(6)

V = VR1 +VR2 +VR3

Daarom,

V = I (R1+ R2+ R3)

I= V / (R1+ R2+ R3)

VR1 = V[ R/ (R1+ R2+ R3)]

VR2 = V[ R/ (R1+ R2+ R3)]

VR3 = V[ R/ (R1+ R2+ R3)]

Voorbeeld van huidige verdelingsprobleem:

In the given figure, there are three resistors connected in parallel combination with each other with a current source Is voltage across R1 is V1, R2 is V2 and R3 is V3.

Wat is spanningsval in parallelle stroombaan
Beeldkrediet: 'n Parallelle stroombaan met drie resistors en een bron.

V = I (R1+ R2+ R3)

I= V / (R1+ R2+ R3)

VR1 = V[ R/ (R1+ R2+ R3)]

VR2 = V[ R/ (R1+ R2+ R3)]

VR3 = V[ R/ (R1+ R2+ R3)]

Superposisiestelling

Wanneer 'n stroombaan met meer as een kragbron ontwerp is, kan Superposisie-beginsel gebruik word.

Volgens die superposisie-beginsel is die spanning oor enige element in 'n lineêre stroombaan die algebraïese som van die spanning oor die element wanneer slegs een onafhanklike bron oor toegepas word as daar twee of meer onafhanklike bronne in die stroombaan is.

Stappe om superposisiebeginsel in enige stroombaan te gebruik:

  • Ontkoppel alle bronne behalwe een bron en vind die uitsetspanning of stroom as gevolg van slegs een aktiewe bron in die stroombaan.
  • Herhaal bogenoemde stelling vir elke individuele bron.
  • Ten slotte, vind die algehele opsomming van die stroom en spanning oor elke element goed met inagneming van die polariteit of korrekte elektriese tekenkonvensie.

Assume there are ‘n’ number of elements in a closed loop and are connected in series with each other. The voltage drop in each element is levelled as V1, V2, V3…+Vn.

Hoe om spanningsval in 'n parallelle stroombaan te vind

Die parallelle kombinasie van elemente kan gedefinieer word as wanneer die Spanning daling of potensiaalverskil oor elke tak wat tussen twee punte verbind is identies.

Ontleding van parallelle stroombane:

Beeldkrediet: a parallelle stroombaan voorbeeld met vier weerstande.
  • Die spanningsval oor elke tak in die parallelle kombinasie is identies aan die spanningsbron.
  • Bepaal die stroom deur elke vertakking van die stroombaan deur Ohm se wet te gebruik.
  • Gebruik Kirchhoff se huidige wet om die totale stroomvloei deur die stroombaan uit te vind.
  • Die nodale analise metode is gebaseer op die toepassing van KVL, KCL en Ohm se wet.
  • Maak alle vereiste stroombaanparameters gelyk.
Beeld: Kring nadat al die nodusse met nommers benoem is.
  • Alle nodusse van die stroombaan word as 1, 2, 3 en 4 benoem.
  • Kies nou een nodus as 'n verwysingsnodus.
Beeld: Kring nadat die verwysingsnodus gekies is.
  • Ken nou die vloei van stroom in elke vertakking van die stroombaan toe.
  • Ken die spanning van elke nodus toe.
Beeld: Stroombaan nadat die rigting van die strome aangeneem is.

Pas dan Kirchhoff se huidige wet by nodus 2 toe 

V−IR1−IR2−IR3=0.

I=VR1+R2+R3=12.00V1.00Ω+2.00Ω+3.00Ω=2.00A

Los uiteindelik alle vergelykings op om die vereiste potensiaal te kry val of spanning val by 'n punt of nodus.

Laat 'n boodskap

Jou e-posadres sal nie gepubliseer word nie. Verpligte velde gemerk *

Scroll na bo