Voordat u de spanning over een weerstand berekent, moet u eerst bepalen welk type circuit (streng) wordt gebruikt. Als u basistermen opnieuw moet bekijken of hulp nodig hebt bij het begrijpen van elektrische circuits, begin dan met het eerste gedeelte. Ga anders direct naar het type circuit waaraan u wilt werken
Stap
Deel 1 van 3: Elektrische circuits begrijpen
Stap 1. Leer over elektrische stroom
Je kunt de volgende analogie gebruiken: stel je voor dat je ontbijtgranen in een kom giet. Elke graankorrel is een elektron en de stroom van graan in de kom is een elektrische stroom. Als je het over elektriciteit hebt, leg je het uit door te zeggen hoeveel graankorrels er per seconde stromen. Als je het hebt over elektrische stroom, meet je die in eenheden van ampère (ampère), wat een bepaald aantal elektronen is (wat zeer grote waarden zijn) die elke seconde stromen.
Stap 2. Weet wat elektrische lading is
Elektronen hebben een "negatieve" elektrische lading. Dat wil zeggen, elektronen trekken positief geladen objecten aan (of stromen naar) en stoten negatief geladen objecten af (of stromen weg). Alle elektronen hebben een negatieve lading, dus ze duwen altijd andere elektronen en verstrooien.
Stap 3. Begrijp over spanning
Spanning meet het verschil in elektrische lading tussen twee punten. Hoe groter het verschil, hoe sterker de twee punten elkaar aantrekken. Hier is een voorbeeld van het gebruik van een gewone batterij:
- In de batterij produceren de chemische reacties die plaatsvinden een pool van elektronen. Deze elektronen gaan naar de negatieve pool van de batterij, terwijl de positieve pool bijna leeg blijft. Dit worden de positieve en negatieve terminals genoemd. Hoe langer dit proces duurt, hoe groter de spanning tussen de twee polen.
- Wanneer je de draden tussen de positieve en negatieve pool verbindt, hebben de elektronen aan de negatieve pool nu een plek om naartoe te gaan. De elektronen aan de negatieve pool stromen naar de positieve pool en produceren een elektrische stroom. Hoe groter de spanning, hoe meer elektronen elke seconde naar de positieve pool gaan.
Stap 4. Leer meer over weerstand
Een obstakel is iets dat elektronen blokkeert. Hoe groter de weerstand, hoe moeilijker het is voor elektronen om te passeren. De weerstand vertraagt de elektrische stroom omdat het aantal elektronen dat elke seconde passeert, afneemt.
Weerstanden kunnen van alles zijn in een elektrisch circuit dat weerstand toevoegt. Je kunt echte "weerstanden" kopen, maar bij problemen worden weerstanden meestal weergegeven door gloeilampen of iets dat weerstand heeft
Stap 5. Onthoud de wet van Ohm
Er is een eenvoudige relatie tussen stroom, spanning en elektrische weerstand. Schrijf of onthoud de volgende formule, aangezien u deze nodig hebt om problemen met elektrische circuits op te lossen:
- Stroom = spanning gedeeld door weerstand
- De formule kan als volgt worden geschreven: I = V / R
- Bedenk wat er gebeurt als de V (spanning) of R (weerstand) in het circuit toeneemt. Is het in overeenstemming met de discussie hierboven?
Deel 2 van 3: De spanning berekenen via een weerstand (serieschakeling)
Stap 1. Begrijp over serieschakelingen
Serie elektrische circuits zijn heel gemakkelijk te herkennen. De vorm heeft de vorm van een kabellus waarbij alle componenten in een rij langs de kabel zijn gerangschikt. Een elektrische stroom vloeit door de hele draad en door elke weerstand of elk element dat het tegenkomt.
- Elektrische stroom altijd hetzelfde op elk punt in het circuit.
- Bij het berekenen van de spanning is de locatie van de weerstand in het circuit niet relevant. Je kunt een weerstand nemen en deze over het circuit verplaatsen, en de spanning over elke weerstand blijft hetzelfde.
- We gebruiken een voorbeeld van een elektrisch circuit met 3 weerstanden in serie: R1, R2, en R3. De schakeling krijgt stroom van een 12 volt batterij. We zullen de spanning over elke weerstand vinden.
Stap 2. Bereken de totale weerstand
Tel alle weerstandswaarden in het circuit bij elkaar op. Het resultaat is de totale weerstand van de serieschakeling.
Bijvoorbeeld de drie weerstanden R1, R2, en R3 hebben weerstanden van respectievelijk 2 (ohm), 3 en 5. De totale weerstand is dus 2 + 3 + 5 = 10 ohm.
Stap 3. Zoek de stroom in het circuit
Gebruik de wet van Ohm om de waarde van de stroom in een volledig elektrisch circuit te vinden. Onthoud dat in een serieschakeling de stroom altijd hetzelfde is op elk punt van de schakeling. Nadat we de huidige waarde hebben verkregen, kunnen we alle resterende berekeningen uitvoeren.
De wet van Ohm stelt dat stroom I = V / R. De spanning over het circuit is 12 volt en de totale weerstand van het circuit is 10 ohm. Steek deze getallen in de formule om I =. te krijgen 12 / 10 = 1,2 ampère.
Stap 4. Pas de wet van Ohm aan om de spanningswaarde te vinden
Gebruik basisalgebra om de waarde van spanning in plaats van stroom te vinden:
- ik = V / R
- IR = VR / R
- IR = V
- V = IR
Stap 5. Bereken de spanning over elke weerstand
We kennen de waarde van weerstand en stroom al. Nu kunnen we alle berekeningen doen. Vul de getallen in de formule in en voltooi de berekening. Hier zijn de berekeningen voor de drie weerstanden uit het bovenstaande voorbeeld:
- Spanning bij R1 = V1 = (1, 2A) (2Ω) = 2, 4 volt.
- Spanning bij R2 = V2 = (1, 2A) (3Ω) = 3,6 volt.
- Spanning bij R3 = V3 = (1, 2A)(5Ω) = 6 volt.
Stap 6. Controleer je antwoorden
In een serieschakeling moet de som van alle antwoorden gelijk zijn aan de totale spanning. Tel elke berekende spanning bij elkaar op en controleer of deze overeenkomt met de totale spanning van het circuit. Zo niet, probeer dan de fout in uw berekeningen te vinden.
- Volgens het bovenstaande voorbeeld is 2, 4 + 3, 6 + 6 = 12 volt, gelijk aan de totale spanning door het elektrische circuit.
- Als je antwoord een beetje verkeerd is (zeg 11, 97 in plaats van 12), is de kans groot dat je getallen hebt afgerond terwijl je aan formules werkt. Maak je geen zorgen, je antwoord is niet verkeerd.
- Onthoud dat spanning het verschil in lading of het aantal elektronen meet. Stel je voor dat je de nieuwe elektronen telt die je ziet terwijl ze langs een elektrisch circuit reizen. Als je correct rekent, weet je de totale verandering in elektronen van begin tot eind.
Deel 3 van 3: De spanning berekenen via een weerstand (parallel circuit)
Stap 1. Leer meer over parallelle circuits
Stel je een kabel voor die aansluit op één pool van de batterij en zich vervolgens vertakt in twee afzonderlijke draden. Deze twee draden zijn evenwijdig aan elkaar, sluit ze vervolgens opnieuw aan voordat ze worden aangesloten op de andere pool van de batterij. Als de draad aan de linkerkant is verbonden met een weerstand, en de draad aan de rechterkant is ook verbonden met een andere weerstand, dan zijn de twee weerstanden "parallel" geschakeld.
U kunt zoveel parallelle kabels toevoegen als u wilt. Deze handleiding kan worden gebruikt voor elektrische circuits die zich vertakken in 100 draden die vervolgens opnieuw worden aangesloten
Stap 2. Weet hoe elektrische stroom in parallelle circuits vloeit
Elektrische stroom vloeit door elk beschikbaar pad. Elektrische stroom zal door de draad aan de linkerkant vloeien, door de weerstand aan de linkerkant en helemaal naar het andere uiteinde. Tegelijkertijd vloeit er ook stroom door de draad aan de rechterkant, door de weerstand aan de rechterkant en helemaal tot het einde. Er worden geen draden of weerstanden in een parallelle schakeling twee keer doorgevoerd.
Stap 3. Gebruik de totale spanning om de spanning over elke weerstand te vinden
Als je de spanning over het hele circuit weet, is het antwoord gemakkelijk te vinden. Elke parallelle draad heeft dezelfde spanning als het hele elektrische circuit. Stel dat een elektrisch circuit twee weerstanden parallel heeft en een batterij van 6 volt. Barrières zijn tegenwoordig niet erg relevant. Om het te begrijpen, herinnert u zich de hierboven beschreven serieschakeling:
- Bedenk dat de som van de spanningen in een serieschakeling altijd gelijk is aan de totale spanning door het elektrische circuit.
- Stel je elk pad voor dat stroom in een serieschakeling neemt. Hetzelfde geldt voor parallelle schakelingen: als je alle spanningen bij elkaar optelt, is het resultaat gelijk aan de totale spanning.
- Aangezien de stroom door elke parallelle draad slechts door één weerstand gaat, moet de spanning over de weerstand gelijk zijn aan de totale spanning.
Stap 4. Bereken de totale stroom van het elektrische circuit
Als het probleem niet de totale spanning over het circuit geeft, moet u een paar extra stappen uitvoeren. Begin met het vinden van de totale stroom door het elektrische circuit. In een parallelle schakeling is de totale stroom gelijk aan de som van de stromen door elk parallel pad.
- De formule is als volgt: Itotaal = ik1 + ik2 + ik3…
- Als je het moeilijk vindt om het te begrijpen, stel je dan een waterpijp voor met twee aftakkingen. De totale hoeveelheid water die in een reeks leidingen stroomt, is de som van het water dat in elke leiding stroomt.
Stap 5. Bereken de totale weerstand van het elektrische circuit
De effectiviteit van een weerstand wordt verminderd in een parallelle schakeling omdat deze slechts de stroom door één draad blokkeert. In feite, hoe meer draden in een circuit, hoe gemakkelijker het is voor stroom om een pad te vinden om soepel te stromen. Zoek de waarde van R om de totale weerstand te vinden. totaal in deze vergelijking:
- 1 / Rtotaal = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 …
- Een elektrisch circuit heeft bijvoorbeeld weerstanden van respectievelijk 2 ohm en 4 ohm die parallel zijn geschakeld. 1 / Rtotaal = 1/2 + 1/4 = 3/4 → 1 = (3/4)Rtotaal → Rtotaal = 1/(3/4) = 4/3 = ~ 1,33 ohm.
Stap 6. Zoek de spanning uit je antwoord
Onthoud dat als we eenmaal de totale spanning van het elektrische circuit hebben gevonden, we al de grootte van de spanning door elke parallelle draad kennen. Gebruik de wet van Ohm om de berekening te voltooien. Bekijk de volgende voorbeeldvragen:
- Het elektrische circuit heeft een stroomsterkte van 5 ampère en een totale weerstand van 1,33 ohm.
- Volgens de wet van Ohm, I = V / R zodat V = IR
- V = (5A)(1, 33Ω) = 6,65 volt.
Tips
- Als u een ingewikkeld elektrisch circuit heeft, bijvoorbeeld met parallel geschakelde weerstanden en serie, selecteer de twee dichtstbijzijnde weerstanden. Vind de totale weerstand door de twee weerstanden met behulp van de regels voor weerstanden in serie en parallelle circuits. Nu kun je het als een enkele weerstand behandelen. Ga door met dit proces totdat je een circuit hebt waarin de weerstanden zijn gerangschikt enkel en alleen in series of parallel.
- De spanning over de weerstand wordt vaak de "spanningsval" genoemd.
-
Begrijp de volgende termen:
- Elektrisch circuit / streng - De opstelling van verschillende componenten (weerstanden, condensatoren en inductoren), die zijn verbonden door kabels en kunnen worden geactiveerd.
- Weerstand - een element dat elektrische stroom vermindert of remt.
- Stroom – De stroom van elektrische lading in de kabel. Uitgedrukt in Ampère (A).
- Spanning - De hoeveelheid elektrische lading die elke seconde passeert. Uitgedrukt in eenheden van volt (V).
- Weerstand - Een maat voor de weerstand van een element tegen elektrische stroom. Uitgedrukt in Ohm (Ω)
