Хүчдэлийг резистороор хэрхэн тооцоолох вэ (зурагтай)

2024 Зохиолч: Jason Gerald | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-15 08:20

Резистор дээрх хүчдэлийг тооцоолохын өмнө эхлээд ашигласан хэлхээний төрлийг тодорхойлох шаардлагатай. Хэрэв та үндсэн нэр томъёог дахин үзэх шаардлагатай эсвэл цахилгаан хэлхээг ойлгоход туслах шаардлагатай бол эхний хэсгээс эхэлнэ үү. Үгүй бол ажиллахыг хүсч буй хэлхээний төрөл рүү шууд очно уу

Алхам

3 -ийн 1 -р хэсэг: Цахилгаан хэлхээг ойлгох

Алхам 1. Цахилгаан гүйдлийн талаар олж мэдэх

Та дараахь аналогийг ашиглаж болно: та саванд үр тариа асгаж байна гэж төсөөлөөд үз дээ. Үр тариа бүрийн үр тариа нь электрон бөгөөд аяга руу тарианы урсгал нь цахилгаан гүйдэл юм. Цахилгаан эрчим хүчний тухай ярихдаа үүнийг секунд тутамд хэдэн ширхэг үр тариа урсаж байгааг тайлбарлаж өгдөг. Цахилгаан гүйдлийн талаар ярихдаа үүнийг нэгжээр хэмждэг ампер (ампер), энэ нь секунд тутамд урсдаг тодорхой тооны электронууд (маш том утгууд) юм.

Алхам 2. Цахилгаан цэнэгийн талаар мэдэх

Электронууд "сөрөг" цахилгаан цэнэгтэй байдаг. Өөрөөр хэлбэл электронууд эерэг цэнэгтэй биетүүдийг татдаг (эсвэл чиглүүлдэг), сөрөг цэнэгтэй биетүүдийг няцаадаг (эсвэл тэднээс холддог). Бүх электронууд сөрөг цэнэгтэй байдаг тул бусад электронуудыг түлхэж, тараана.

Алхам 3. Хүчдэлийн талаар ойлгох

Хүчдэл нь хоёр цэгийн хоорондох цахилгаан цэнэгийн ялгааг хэмждэг. Ялгаа нь том байх тусам хоёр цэг бие биенээ татдаг. Энгийн батерейг ашиглах жишээ энд байна.

• Батерейны дотор тохиолддог химийн урвалууд нь электронууд үүсгэдэг. Эдгээр электронууд нь батерейны сөрөг туйл руу явдаг бол эерэг туйл нь бараг хоосон хэвээр үлддэг. Эдгээрийг эерэг ба сөрөг терминал гэж нэрлэдэг. Энэ процесс удаан үргэлжлэх тусам хоёр туйлын хоорондох хүчдэл их байх болно.
• Эерэг ба сөрөг туйлуудын хооронд утсыг холбоход сөрөг туйл дахь электронууд хаа нэгтээ явах ёстой. Сөрөг туйл дээрх электронууд эерэг туйл руу урсаж, цахилгаан гүйдэл үүсгэдэг. Хүчдэл их байх тусам электронууд эерэг туйл руу секунд тутамд шилжих болно.

Алхам 4. Эсэргүүцлийн талаар олж мэдэх

Саад бэрхшээл бол электроныг блоклодог зүйл юм. Эсэргүүцэл их байх тусам электрон дамжих нь илүү хэцүү болно. Секунд тутамд өнгөрөх электронуудын тоо буурдаг тул эсэргүүцэл нь цахилгаан гүйдлийг удаашруулдаг.

Эсэргүүцэл нь эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг цахилгаан хэлхээний бүх зүйл байж болно. Та жинхэнэ "резистор" худалдаж авч болно, гэхдээ бэрхшээлтэй тохиолдолд резисторыг ихэвчлэн гэрлийн чийдэн эсвэл эсэргүүцэлтэй зүйлээр дүрсэлдэг

Алхам 5. Омын хуулийг цээжил

Гүйдэл, хүчдэл ба цахилгаан эсэргүүцлийн хооронд энгийн холбоо байдаг. Цахилгаан хэлхээтэй холбоотой асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд танд дараах томъёог бичих эсвэл цээжлээрэй.

• Гүйдэл = хүчдэлийг эсэргүүцэлд хуваана
• Томъёог дараах байдлаар бичиж болно: I = ^V / _R
• Хэрэв хэлхээний V (хүчдэл) эсвэл R (эсэргүүцэл) нэмэгдвэл юу болохыг бодоорой. Дээрх хэлэлцүүлэгт нийцсэн үү?

3 -ийн 2 -р хэсэг: Эсэргүүцэлээр хүчдэлийг тооцоолох (Цуваа хэлхээ)

Алхам 1. Цуврал хэлхээний талаар ойлгох

Цуврал цахилгаан хэлхээг илрүүлэхэд маш хялбар байдаг. Энэ хэлбэр нь кабелийн дагуу бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг дараалан байрлуулсан кабелийн гогцоо хэлбэртэй байна. Цахилгаан гүйдэл нь утсыг бүхэлд нь дамжуулж, түүнтэй тааралдсан резистор эсвэл элемент бүрээр дамждаг.

• Цахилгаан гүйдэл хэлхээний бүх цэг дээр үргэлж ижил байдаг.
• Хүчдэлийг тооцоолохдоо хэлхээнд байгаа резисторын байршил хамаагүй болно. Та резистор аваад хэлхээний дагуу хөдөлгөж болно, эсэргүүцэл тус бүрийн хүчдэл ижил хэвээр байна.
• Бид 3 эсэргүүцэл бүхий цахилгаан хэлхээний жишээг цувралаар ашиглах болно: R₁, Р₂, ба Р₃. Энэ хэлхээ нь 12 вольтын батерейгаас тэжээл авдаг. Бид эсэргүүцэл тус бүрийн хүчдэлийг олох болно.

Алхам 2. Нийт эсэргүүцлийг тооцоол

Хэлхээний эсэргүүцлийн бүх утгыг нэмнэ үү. Үр дүн нь цувралын хэлхээний нийт эсэргүүцэл юм.

Жишээлбэл, гурван эсэргүүцэл R₁, Р₂, мөн Р₃ эсэргүүцэл 2 (ом), 3, 5 тус тус байна. Тиймээс нийт эсэргүүцэл нь 2 + 3 + 5 = 10 ом байна.

Алхам 3. Хэлхээний гүйдлийг олох

Бүхэл бүтэн цахилгаан хэлхээний гүйдлийн утгыг олохын тулд Омын хуулийг ашиглана уу. Цуврал хэлхээнд гүйдэл нь хэлхээний бүх цэг дээр үргэлж ижил байдаг гэдгийг санаарай. Одоогийн үнэ цэнийг олж авсны дараа бид үлдсэн бүх тооцоог хийх боломжтой болно.

Омын хуулинд одоогийн I = гэж заасан байдаг ^V / _R. Хэлхээний хүчдэл 12 вольт, хэлхээний нийт эсэргүүцэл 10 ом байна. I = авахын тулд эдгээр тоонуудыг томъёонд оруулна уу ¹² / ₁₀ = 1.2 ампер.

Алхам 4. Хүчдэлийн утгыг олохын тулд Ом -ийн хуулийг тохируулна уу

Одоогийн оронд хүчдэлийн утгыг олохын тулд үндсэн алгебрийг ашиглана уу.

• Би = ^V / _R
• IR = ^VR / _R
• IR = V
• V = IR

Алхам 5. Резистор бүрийн хүчдэлийг тооцоол

Бид эсэргүүцэл ба гүйдлийн үнэ цэнийг аль хэдийн мэддэг болсон. Одоо бид бүх тооцоог хийж чадна. Тоонуудыг томъёонд оруулаад тооцооллыг дуусгана уу. Дээрх жишээн дээрх гурван резисторын тооцооллыг энд оруулав.

• R дахь хүчдэл₁ = В.₁ = (1, 2А) (2Ω) = 2, 4 вольт.
• R дахь хүчдэл₂ = В.₂ = (1, 2А) (3Ω) = 3.6 вольт.
• R дахь хүчдэл₃ = В.₃ = (1, 2А) (5Ω) = 6 вольт.

Алхам 6. Хариултаа шалгана уу

Цуврал хэлхээнд бүх хариултын нийлбэр нь нийт хүчдэлтэй тэнцүү байх ёстой. Тооцоолсон хүчдэл бүрийг нэмж хэлхээний нийт хүчдэлтэй тохирч байгаа эсэхийг шалгаарай. Хэрэв тийм биш бол тооцоололд гарсан алдааг олохыг хичээ.

• Дээрх жишээнээс үзэхэд 2, 4 + 3, 6 + 6 = 12 вольт нь цахилгаан хэлхээний нийт хүчдэлтэй тэнцүү байна.
• Хэрэв таны хариулт бага байвал (12 биш 11, 97 гэж хэлээрэй) томъёо дээр ажиллаж байхдаа тоонуудыг дугуйруулсан байх магадлал өндөр байна. Санаа зоволтгүй, таны хариулт буруу биш байна.
• Хүчдэл нь цэнэгийн зөрүү эсвэл электронуудын тоог хэмждэг гэдгийг санаарай. Та цахилгаан хэлхээний дагуу явж байхдаа харсан шинэ электронуудыг тоолж байна гэж төсөөлөөд үз дээ. Хэрэв та зөв тооцоолсон бол электронуудын нийт өөрчлөлтийг эхнээс нь дуустал мэдэх болно.

3 -р хэсгийн 3: Эсэргүүцэлээр хүчдэлийг тооцоолох (Зэрэгцээ хэлхээ)

Алхам 1. Зэрэгцээ хэлхээний талаар олж мэдэх

Батерейны нэг туйлд холбогдсон кабелийг хоёр тусдаа утсаар салгаж авлаа гэж төсөөлөөд үз дээ. Эдгээр хоёр утас хоорондоо параллель байрладаг бөгөөд зайны бусад туйлд холбогдохын өмнө дахин холбоно уу. Хэрэв зүүн талын утас нь резистортой холбогдсон бол баруун талын утас нь өөр эсэргүүцэлтэй холбогдсон бол хоёр эсэргүүцэл нь "зэрэгцээ" холбогдсон байна.

Та хүссэн тооны параллель кабелийг нэмж болно. Энэхүү гарын авлагыг 100 утас болгон хувааж, дараа нь дахин холбох цахилгаан хэлхээнд ашиглаж болно

Алхам 2. Зэрэгцээ хэлхээнд цахилгаан гүйдэл хэрхэн урсаж байгааг мэдэх

Цахилгаан гүйдэл нь боломжтой бүх замаар дамждаг. Цахилгаан гүйдэл нь зүүн талын утсаар, зүүн талын резистороор дамжин, нөгөө төгсгөл хүртэл урсана. Үүний зэрэгцээ гүйдэл нь баруун талын утсаар, баруун талын резистороор дамжин, эцэс хүртэл урсдаг. Зэрэгцээ хэлхээнд байгаа утас эсвэл резисторыг хоёр удаа дамжуулдаггүй.

Алхам 3. Нийт хүчдэлийг ашиглан резистор бүрийн хүчдэлийг олоорой

Хэрэв та бүх хэлхээний хүчдэлийг мэддэг бол хариултыг олоход хялбар байдаг. Зэрэгцээ утас бүр нь бүхэл бүтэн цахилгаан хэлхээтэй ижил хүчдэлтэй байдаг. Цахилгаан хэлхээ нь зэрэгцээ хоёр резистор ба 6 вольтын батерейтай гэж хэлээрэй. Саад бэрхшээл өнөөдөр тийм ч чухал биш юм. Үүнийг ойлгохын тулд дээр дурдсан цуврал хэлхээг эргэн санаарай.

• Цуваа хэлхээний хүчдэлийн нийлбэр нь цахилгаан хэлхээний нийт хүчдэлтэй үргэлж тэнцүү байдгийг санаарай.
• Гүйдэл нь цуваа хэлхээнд ордог зам бүрийг төсөөлөөд үз дээ. Зэрэгцээ хэлхээний хувьд мөн адил: хэрэв та бүх хүчдэлийг нэмбэл үр дүн нь нийт хүчдэлтэй тэнцүү байна.
• Зэрэгцээ утас бүрээр дамжих гүйдэл нь зөвхөн нэг эсэргүүцэлээр дамждаг тул резистор дээрх хүчдэл нь нийт хүчдэлтэй тэнцүү байх ёстой.

Алхам 4. Цахилгаан хэлхээний нийт гүйдлийг тооцоол

Хэрэв асуудал нь хэлхээний нийт хүчдэлийг өгөхгүй бол та хэд хэдэн нэмэлт алхмуудыг хийх хэрэгтэй болно. Цахилгаан хэлхээний нийт гүйдлийг олж эхэл. Зэрэгцээ хэлхээнд нийт гүйдэл нь зэрэгцээ зам бүрээр дамжих гүйдлийн нийлбэртэй тэнцүү байна.

• Томъёо нь дараах байдалтай байна: I_нийт = Би₁ + Би₂ + Би₃…
• Хэрэв та үүнийг ойлгоход бэрхшээлтэй байгаа бол хоёр салбартай усны хоолойг төсөөлөөд үз дээ. Цуврал хоолойгоор урсах усны нийт хэмжээ нь хоолой тус бүрт урсаж буй усны нийлбэр юм.

Алхам 5. Цахилгаан хэлхээний нийт эсэргүүцлийг тооцоол

Зэрэгцээ хэлхээнд резисторын үр нөлөө буурдаг, учир нь энэ нь зөвхөн нэг утсаар дамжих гүйдлийг блоклодог. Үнэн хэрэгтээ хэлхээнд олон утас байх тусам гүйдэл жигд урсах замыг олоход хялбар байдаг. Нийт эсэргүүцлийг олохын тулд R -ийн утгыг олоорой. _нийт энэ тэгшитгэлд:

• ¹ / _{Rнийт = ¹ / R1 + ¹ / R2 + ¹ / R3 …}
• Жишээлбэл, цахилгаан хэлхээ нь 2 ом ба 4 ом эсэргүүцэлтэй байдаг. ¹ / _{Rнийт = 1/2 + 1/4 = 3/4 → 1 = (3/4) Rнийт → Rнийт = 1/(3/4) = 4/3 = ~ 1.33 ом.}

Алхам 6. Хариултаасаа хүчдэлийг олоорой

Цахилгаан хэлхээний нийт хүчдэлийг олсны дараа бид зэрэгцээ утас бүрээр дамжих хүчдэлийн хэмжээг аль хэдийн мэддэг болохыг санаарай. Тооцооллыг дуусгахын тулд Омын хуулийг ашиглана уу. Дараах асуултуудын жишээг үзээрэй.

• Цахилгаан хэлхээ нь 5 ампер гүйдэлтэй, нийт эсэргүүцэл 1.33 ом байна.
• Ом -ийн хуулийн дагуу I = V / R тул V = IR болно
• V = (5A) (1, 33Ω) = 6.65 вольт.

Зөвлөмж

• Хэрэв танд төвөгтэй цахилгаан хэлхээ байгаа бол, жишээлбэл, резисторыг зэрэгцээ холбосон ба цуврал, хамгийн ойрын хоёр резисторыг сонгоно уу. Цуврал ба зэрэгцээ хэлхээний резисторуудын дүрмийг ашиглан хоёр резистороор дамжуулан нийт эсэргүүцлийг ол. Одоо та үүнийг нэг эсэргүүцэл гэж үзэж болно. Резисторыг байрлуулсан хэлхээтэй болтол энэ процессыг үргэлжлүүлээрэй зөвхөн цувралаар эсвэл Зэрэгцээ.
• Резистор дээрх хүчдэлийг ихэвчлэн "хүчдэлийн уналт" гэж нэрлэдэг.

• Дараах нэр томъёог ойлгоорой.

  • Цахилгаан хэлхээ/хэлхээ - Янз бүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн зохион байгуулалт (эсэргүүцэл, конденсатор, индуктор), тэдгээрийг кабелиар холбож, хүчдэл өгөх боломжтой.
  • Резистор - цахилгаан гүйдлийг бууруулж, дарангуйлдаг элемент.
  • Одоогийн гүйдэл - Кабель дахь цахилгаан цэнэгийн урсгал. Ампер (A) хэлбэрээр илэрхийлсэн.
  • Хүчдэл - секунд тутамд дамждаг цахилгаан цэнэгийн хэмжээ. Вольтын нэгжээр илэрхийлсэн (V).
  • Эсэргүүцэл - Цахилгаан гүйдлийн эсрэг элементийн эсэргүүцлийн хэмжүүр. Омоор илэрхийлсэн (Ω)