Sisältö

• Astua
• Osa 1/4: Perusterminologian ymmärtäminen
• Osa 2/4: Määritä sarjapiirin kokonaisvirta
• Osa 3/4: Kokonaisvirran laskeminen rinnakkaispiireissä
• Osa 4/4: Esimerkin ratkaiseminen rinnakkaispiireillä
• Vinkkejä
• Ehdot

Helpoin tapa kuvitella sarjayhteys on komponenttiketju. Komponentit lisätään peräkkäin ja kohdistetaan. On vain yksi polku, jonka läpi elektronit ja laskeutumat voivat virrata. Kun sinulla on perusajatus siitä, mitä sarjayhteys aiheuttaa, voit oppia laskemaan kokonaisvirran.

Astua

Osa 1/4: Perusterminologian ymmärtäminen

1. Tutustu siihen, mikä virtaus on. Virta on sähköisesti varautuneiden kantajien kuten elektronien liike, varauksen virta aikayksikköä kohti. Mutta mikä on varaus ja mikä on elektroni? Elektroni on negatiivisesti varautunut hiukkanen. Lataus on aineen ominaisuus, jota käytetään osoittamaan, onko joku positiivisesti vai negatiivisesti varattu. Magneettien tapaan samat varaukset karkottavat toisiaan ja erilaiset varaukset houkuttelevat toisiaan.
   • Voimme havainnollistaa tämän vedellä. Vesi koostuu molekyylistä H2O - joka tarkoittaa sidosta, jossa on 2 vetyatomia ja 1 happiatomi. Tiedämme, että happiatomi ja kaksi vetyatomia muodostavat yhdessä vesimolekyylin (H2O).
   • Virtaava vesi koostuu miljoonista ja miljoonista tästä molekyylistä. Voimme verrata virtaavaa vesimäärää sähkövirtaan; molekyyli elektronin kanssa; ja varaus atomien kanssa.
2. Ymmärrä, mihin jännite viittaa. Jännite on "voima", joka ohjaa virtaa. Jännitteen havainnollistamiseksi parhaiten käytämme akkua esimerkkinä. Akun sisällä on joukko kemiallisia reaktioita, jotka saavat elektronit kertymään akun positiiviseen napaan.
   • Jos nyt kiinnitämme väliaineen (esim. Johdon) positiivisen kytkentäpisteen akun miinusnapaan, elektronit alkavat liikkua siirtyäkseen toisistaan, koska kuten aiemmin mainitsimme, samat varaukset hylkäävät toisiaan.
   • Lisäksi varauksen säilymislain vuoksi (joka toteaa, että eristetyn järjestelmän nettovarauksen on pysyttävä samana) elektronit yrittävät tasapainottaa varauksia siirtymällä elektronien suuremmasta pitoisuudesta pienempään. Tai positiivisesta napasta negatiiviseen napaan.
   • Tämä liike luo potentiaalieron kumpaankin päähän, jota voimme nyt kutsua jännitteeksi.
3. Tiedä mitä vastus on. Vastus on toisaalta tiettyjen elementtien vastus latauksen virtausta vastaan.
   • Vastukset ovat elementtejä, joilla on merkittävä vastus. Ne sijoitetaan tiettyihin paikkoihin piirissä tai piirissä varauksen tai elektronien virtauksen säätämiseksi.
   • Jos vastuksia ei ole, elektroneja ei säädellä ja laitteet voivat olla ylikuormitettuja ja vaurioituneita tai syttyä palamaan ylikuumenemisesta.

Osa 2/4: Määritä sarjapiirin kokonaisvirta

1. Määrittää piirin kokonaisvastuksen. Kuvittele olki, joka saa sinut juomaan. Purista sitä useilla sormilla. Mitä huomaat? Veden virtaus vähenee. Puristaminen muodostaa vastuksen. Sormesi estävät vettä (mikä edustaa virtausta). Koska puristaminen tapahtuu suorassa linjassa, se tapahtuu sarjaan. Tästä esimerkistä seuraa vastusten kokonaisvastus sarjaan:
   • R (yhteensä) = R1 + R2 + R3
2. Määritä vastuksen kokonaisjännite. Yleensä kokonaisjännite annetaan jo, mutta niissä tapauksissa, joissa annetaan yksittäiset jännitteet, voimme käyttää seuraavaa yhtälöä:
   • V (yhteensä) = V1 + V2 + V3
   • Mutta miksi näin on? Jälleen olki-analogian avulla odotat tapahtuvan puristaessasi olkia? Sitten veden saaminen oljen läpi vie enemmän vaivaa. Kokonaisponnistelu, jonka sinun on tehtävä, syntyy yksittäisille nipille vaadittavasta yksilöllisestä voimasta.
   • Tarvittavaa "voimaa" kutsutaan jännitteeksi, koska se ohjaa veden virtausta. Siksi on luonnollista, että kokonaisjännite syntyy lisäämällä yksittäiset jännitteet kunkin vastuksen yli.
3. Laske järjestelmän kokonaisvirta. Jälleen olki-analogian avulla: Muuttuiko jokin veden määrässä, vaikka puristit olkea? Ei. Vaikka veden nauttimisnopeus muuttui, juotavan veden määrä pysyi samana. Ja jos tarkastelet tarkemmin sisään tulevan ja lähtevän veden määrää, puristukset ovat samat, koska veden nopeus on vakio, joten voimme sanoa, että:
   • I1 = I2 = I3 = I (yhteensä)
4. Muista Ohmin laki. Mutta et ole vielä siellä! Muista, että meillä ei ole mitään näistä tiedoista, mutta voimme käyttää Ohmin lakia, jännitteen, virran ja vastuksen suhdetta:
   • V = IR
5. Yritä laatia esimerkki. Kolme vastusta, R1 = 10Ω, R2 = 2Ω ja R3 = 9Ω, on kytketty sarjaan. Piirissä on 2,5 V: n jännite. Laske piirin kokonaisvirta. Lasketaan ensin kokonaisresistanssi:
   • R (yhteensä) = 10 Ω R2 + 2 Ω R3 + 9 Ω
   • Täten R (yhteensä) = 21 Ω
6. Käytä Ohmin lakia kokonaisvirran laskemiseen:
   • V (yhteensä) = I (yhteensä) x R (yhteensä)
   • I (yhteensä) = V (yhteensä) / R (yhteensä)
   • I (yhteensä) = 2,5 V / 21 Ω
   • I (yhteensä) = 0,1190 A.

Osa 3/4: Kokonaisvirran laskeminen rinnakkaispiireissä

1. Ymmärrä mikä rinnakkaispiiri on. Kuten nimestä voi päätellä, rinnakkaispiiri koostuu yhdensuuntaisesti järjestetyistä komponenteista. Tämä käyttää useita johdotuksia ja luo polkuja virran johtamiseen.
2. Laske kokonaisjännite. Koska olemme jo käsitelleet eri termit edellisessä osassa, voimme nyt siirtyä suoraan laskelmiin. Ota esimerkiksi putki, jossa on kaksi haaraa, joista jokaisella on eri halkaisija. Jotta vesi virtaa molemmissa putkissa, joudutko käyttämään kussakin putkessa epätasaista voimaa? Ei. Tarvitset vain tarpeeksi tehoa veden virtaamiseksi. Siksi käyttämällä analogiaa, että vesi on virta ja voima on jännite, voimme sanoa, että:
   • V (yhteensä) = V1 + V2 + V3
3. Laske kokonaisresistanssi. Oletetaan, että haluat säätää molempien putkien läpi virtaavaa vettä. Kuinka estät putket? Sijoitatko vain lohkon kuhunkin haaraan vai asetatko useita lohkoja peräkkäin voidaksesi hallita veden virtausta? Sinun on tehtävä jälkimmäinen. Sama analogia pätee vastuksiin. Sarjaan kytketyt vastukset säätelevät virtaa paljon paremmin kuin rinnakkain järjestetyt. Rinnakkaispiirin kokonaisvastuksen yhtälö on:
   • 1 / R (yhteensä) = (1 / R1) + (1 / R2) + (1 / R3)
4. Laske kokonaisvirta. Palataksemme esimerkkiin, lähteestä haarukkaan virtaava vesi on jaettu. Sama koskee sähkövirtaa. Koska latausta voi virrata useita polkuja, voit sanoa, että se on jaettu. Polut eivät välttämättä saa yhtä paljon maksua. Se riippuu kunkin haaran komponenttien resistansseista ja materiaaleista. Siksi kokonaisvirtayhtälö on yksinkertaisesti kaikkien polkujen virran summa:
   • I (yhteensä) = I1 + I2 + I3
   • Emme tietenkään voi käyttää tätä vielä, koska emme vielä tiedä yksittäisiä virtauksia. Tässä tapauksessa voidaan käyttää myös Ohmin lakia.

Osa 4/4: Esimerkin ratkaiseminen rinnakkaispiireillä

1. Kokeile esimerkkiä. 4 vastusta on jaettu kahteen haaraan tai polkuun, jotka on kytketty rinnakkain. Haarasta 1 löydämme R1 = 1 Ω ja R2 = 2 Ω, ja haarasta kaksi R3 = 0,5 Ω ja R4 = 1,5 Ω. Kunkin tyynyn vastukset on kytketty sarjaan. Haaran 1 yli käytetty jännite on 3 V. Määrittää kokonaisvirran.
2. Määritä ensin kokonaisresistanssi. Koska jokaisen haaran vastukset on kytketty sarjaan, aiomme ensin määrittää kunkin haaran kokonaisvastuksen.
   • R (yhteensä 1 ja 2) = R1 + R2
   • R (yhteensä 1 & 2) = 1 Ω + 2 Ω
   • R (yhteensä 1 ja 2) = 3 Ω
   • R (yhteensä 3 ja 4) = R3 + R4
   • R (yhteensä 3 ja 4) = 0,5 Ω + 1,5 Ω
   • R (yhteensä 3 ja 4) = 2 Ω
3. Syötä tämä rinnakkaisyhteyden yhtälöön. Koska haarat on kytketty rinnakkain, käytämme yhtälöä rinnakkaisliitäntään
   • (1 / R (yhteensä)) = (1 / R (yhteensä 1 & 2)) + (1 / R (yhteensä 3 & 4))
   • (1 / R (yhteensä)) = (1/3 Ω) + (1/2 Ω)
   • (1 / R (yhteensä)) = ⅚
   • R (yhteensä) = 1,2 Ω
4. Määritä kokonaisjännite. Laske nyt kokonaisjännite. Koska kokonaisjännite on yhtä suuri kuin kukin yksittäinen jännite:
   • V (yhteensä) = V1 = 3 V.
5. Käytä Ohmin lakia kokonaisvirran määrittämiseen. Nyt voimme laskea kokonaisvirran käyttämällä Ohmin lakia.
   • V (yhteensä) = I (yhteensä) x R (yhteensä)
   • I (yhteensä) = V (yhteensä) / R (yhteensä)
   • I (yhteensä) = 3 V / 1,2 Ω
   • I (yhteensä) = 2,5 A.

Vinkkejä

• Rinnakkaispiirin kokonaisresistanssi on aina pienempi kuin KAIKKI yksittäiset vastukset.

Ehdot

• Piiri - koostuu komponenteista (kuten vastuksista, kondensaattoreista ja keloista), jotka on kytketty johdoilla, joiden läpi virta voi kulkea.
• Vastukset - komponentit, jotka voivat vähentää virtaa tai vastustaa sitä
• Virta - latausvirta johtojen läpi; yksikkö Ampeeri (A)
• Jännite - työ kuormayksikköä kohti; yksikkö Jännite (V)
• Vastus - komponentin resistanssin mittaus sähkövirralle; yksikkö Ohm (Ω)