Hoe de spanning in een weerstand te berekenen

Als u de spanning in een weerstand wilt berekenen, moet u eerst bepalen welk type circuit u gebruikt. Als u de basisvoorwaarden wilt herzien of de circuits kent, leest u het eerste gedeelte van dit artikel. Anders gaat het rechtstreeks naar het type circuit dat u moet berekenen.

Inhoud

Stappen

Deel 1ken de circuits
Deel 2bereken de spanning in een weerstand (serieschakeling)
Deel 3bereken de spanning in een weerstand (parallelle schakeling)

Tips

stappen

Deel 1
Ken de circuits

Titel afbeelding Calculate Voltage Across a Resistor Step 1

Lees meer over de stroom. Om de stroom te begrijpen, gebruiken we een analogie: stel je voor dat je een zak maïskorrels in een kom giet. Elke korrel is een elektron en de "regen" van korrels die in de kom stromen, is de stroom. Wanneer we naar de stroom verwijzen, kan dit worden omschreven als het aantal korrels dat elke seconde vloeit. Met betrekking tot de stroom wordt deze gemeten in amps, of een bepaalde hoeveelheid (zeer grote) elektronen die elke seconde stromen.

Titel afbeelding Calculate Voltage Across a Resistor Step 2

Meer informatie over de elektrische lading. Elektronen hebben een "negatieve" elektrische lading, wat betekent dat ze objecten aantrekken (of naar hen laten vloeien) die een positieve lading hebben en afstoten (of wegbewegen) die een negatieve lading hebben. Omdat elektronen negatief zijn, zullen ze altijd proberen weg te komen van andere elektronen, zich voortplantend waar ze kunnen.

Titel afbeelding Calculate Voltage Across a Resistor Step 3

Lees meer over spanning. De spanning meet het verschil in elektrische lading tussen twee punten. Hoe groter het verschil, beide partijen zullen elkaar zoveel meer energie aantrekken. Dit is een voorbeeld met een conventionele batterij:

In een batterij produceren chemische reacties een opeenhoping van elektronen, die naar het negatieve einde zijn gericht, terwijl het positieve vrijwel leeg blijft. Deze staan bekend als positieve en negatieve terminals. Hoe langer dit duurt, hoe groter de spanning tussen beide uiteinden.

Door een kabel aan te sluiten tussen de positieve en negatieve uiteinden, kunnen elektronen die zich in de laatste bevinden plotseling een plaats hebben om te gaan. Ze zijn gericht op het positieve einde en daarom wordt er stroom geproduceerd. Hoe hoger de spanning, hoe meer elektronen elke seconde naar het positieve einde gaan.

Titel afbeelding Calculate Voltage Across a Resistor Step 4

Bepaal de weerstand. De weerstand is zoals het lijkt: hoe groter het is, hoe moeilijker het is voor de elektronen om verder te gaan. Hierdoor neemt de stroom af, omdat er minder elektronen zijn die elke seconde druk uitoefenen.

Een weerstand is iets in het circuit dat weerstand genereert. Je kunt er een kopen in een elektronicawinkel. Als we het echter over circuits hebben, kan dit een gloeilamp zijn of iets dat weerstand biedt.

Titel afbeelding Calculate Voltage Across a Resistor Step 5

Onthoud de wet van Ohm. Er is een heel eenvoudige relatie tussen stroom, spanning en weerstand. Schrijf het op of onthoud het, aangezien je het vaak zult gebruiken om circuitproblemen op te lossen:

Stroom = spanning tussen weerstand.

Over het algemeen wordt dit als volgt uitgedrukt: I = / _R

Bedenk wat er gebeurt als je de spanning (V) of de weerstand (R) verhoogt. Past het bij wat je hebt geleerd van de eerder toegelichte theorie?

Deel 2
Bereken de spanning in een weerstand (serieschakeling)

Titel afbeelding Calculate Voltage Across a Resistor Step 6

Bepaal wat een serieschakeling is. Het is gemakkelijk te identificeren: het is een opeenvolgend circuit, waarin alles op een rij is gerangschikt. De stroom vloeit rond de hele lus, waarbij deze voor elke weerstand of elk element doorloopt.

de stroom Het is altijd hetzelfde op elk punt van het circuit.
Bij het berekenen van de spanning doet de locatie van de weerstand in het circuit er niet toe. U kunt de weerstanden overal verplaatsen zonder dat de spanning varieert.
Vervolgens zullen we een circuit met drie weerstanden in serie gebruiken: R₁, R₂, en R₃. Dit circuit ontvangt de energie van een 12 volt batterij en we moeten de spanning in elk van de weerstanden vinden.

Titel afbeelding Calculate Voltage Across a Resistor Step 7

Bereken de totale weerstand. Voeg alle weerstandswaarden in het circuit toe. Het antwoord is de totale weerstand in het serieschakeling.

Bijvoorbeeld, de drie weerstanden R₁, R₂ en R₃ hebben de volgende weerstandswaarden: 2 Ω (ohm), 3 Ω en 5 Ω respectievelijk. Daarom is de totale weerstand 2 + 3 + 5 = 10 ohm.

Titel afbeelding Calculate Voltage Across a Resistor Step 8

Zoek de huidige. Gebruik de wet van Ohm om de stroom van het hele circuit te vinden. Vergeet niet dat de stroom overal in een serieschakeling hetzelfde is. Zodra het met deze methode is berekend, kunnen we het voor alle andere berekeningen gebruiken.

De wet van Ohm komt op de volgende manier tot uitdrukking I = / _R. De spanning van het hele circuit is 12 volt en de totale weerstand is 10 ohm. Het antwoord is de volgende I = / ₁₀ = 1,2 ampère.

Titel afbeelding Calculate Voltage Across a Resistor Step 9

Pas de wet van Ohm aan om de spanning te vinden. Met behulp van een beetje basisalgebra kunnen we de wet van Ohm aanpassen om de spanning te vinden in plaats van de huidige:

I = / _R

IR = R / _R

IR = V

V = IR

Titel afbeelding Calculate Voltage Across a Resistor Step 10

Bereken de spanning in elke weerstand. Nu we de weerstand kennen, de stroom en we hebben de vergelijking. Vervang de waarden en los het probleem op. Vervolgens is dit het antwoord om de waarden van de drie weerstanden te vinden:

Stress in R₁ = V₁ = (1.2 A) (2 Ω) = 2,4 volt.

Stress in R₂ = V₂ = (1.2 A) (3 Ω) = 3,6 volt.

Stress in R₃ = V₃ = (1.2 A) (5 Ω) = 6,0 volt.

Titel afbeelding Calculate Voltage Across a Resistor Step 11

Verifieer je antwoord In een serieschakeling moet de som van alle responsen gelijk zijn aan de totale spanning. Tel elke spanning op die je hebt berekend en bepaal of je het hele circuit hebt. Als u dit niet hebt gedaan, herhaalt u de handeling en controleert u op eventuele fouten.

In ons vorige voorbeeld, 2.4 + 3.6 + 6.0 = 12 volt, dat is de spanning van het hele circuit.

Als het antwoord enigszins anders is (bijvoorbeeld 11,97 in plaats van 12), hebt u waarschijnlijk ergens in de bewerking een getal afgerond. Het antwoord is nog steeds correct.

Vergeet niet dat de spanning de verschillen meet tussen ladingen of het aantal elektronen. Stel je voor dat je de hoeveelheid nieuwe elektronen meet die je ziet tijdens het reizen door een circuit. Als uw telling correct is, krijgt u de totale lading van elektronen van begin tot eind.

Deel 3
Bereken de spanning in een weerstand (parallelle schakeling)

Titel afbeelding Calculate Voltage Across a Resistor Step 12

Ken de parallelle circuits. Stel je een kabel voor die uit een uiteinde van een batterij komt en zich dan in tweeën splitst. Deze twee nieuwe kabels lopen parallel en maken opnieuw verbinding voordat ze het andere uiteinde van de batterij bereiken. Als er in elk van de kabels een weerstand is, betekent dit dat beide "parallel" zijn aangesloten.

In een parallelle schakeling kan er een onbepaald aantal kabels zijn. Deze indicaties zullen nuttig blijven voor een circuit dat is verdeeld in honderd delen en opnieuw is samengesteld.

Titel afbeelding Calculate Voltage Across a Resistor Step 13

Overweeg de stroom van de stroom. In een parallel circuit stroomt de stroom op elke beschikbare manier. De stroom vloeit door de linkerkabel, steekt de weerstand aan die kant over en bereikt het andere uiteinde. Tegelijkertijd stroomt de stroom door de juiste kabel, steekt de weerstand aan die kant over en bereikt het andere uiteinde. Nergens stroomt de stroom terug of stroomt door twee parallelle weerstanden.

Titel afbeelding Calculate Voltage Across a Resistor Step 14

Gebruik de totale spanning om de spanning te vinden die in elke weerstand is gevonden. Als u de spanning in het hele circuit kent, is het antwoord verrassend eenvoudig. Elke parallelle kabel heeft dezelfde spanning als het hele circuit. Stel dat een circuit met twee parallelle weerstanden de kracht van een 6-volt batterij krijgt. De spanning die aanwezig is in zowel de linker als de rechter weerstanden is 6 volt. Het maakt niet eens uit hoeveel weerstand er is. Om de reden te begrijpen, onthoud de eerder beschreven serieschakelingen:

Vergeet niet dat het optellen van de spanningsdalingen in een serieschakeling altijd resulteert in de totale spanning in het circuit.

Overweeg elk pad dat de stroom doorloopt in een serieschakeling. Hetzelfde geldt hiermee: als u alle spanningsdalingen kunt tellen, krijgt u het totale bedrag.

Omdat de stroom door elk van de twee kabels alleen door een weerstand gaat, moet de spanning die door de weerstand gaat gelijk zijn aan het totaal.

Titel afbeelding Calculate Voltage Across a Resistor Step 15

Bereken de totale stroom van het circuit. Als het probleem niet de totale circuitspanning aangeeft, moet u een paar extra stappen volgen. Begin met het vinden van de totale stroom door het circuit. In een parallel circuit is de totale stroom gelijk aan de som van de stroom die in elk parallel pad passeert.

In wiskundige termen: I_totaal = Ik₁ + ik₂ + ik₃...

Als je dit niet begrijpt, stel je een waterleiding voor die zich in tweeën splitst. De totale hoeveelheid water die stroomt, is de totale som van de hoeveelheid die aanwezig is in elke pijpleiding.

Titel afbeelding Calculate Voltage Across a Resistor Step 16

Bereken de totale weerstand van het circuit. In een parallelle schakeling zijn de weerstanden niet zo effectief omdat ze alleen de stroom blokkeren die door een kabel loopt. Hoe meer kabels er zijn, hoe eenvoudiger het voor de stroom is om een pad te vinden. Als je de totale weerstand wilt vinden, kijk dan naar de waarde van R_totaal in deze vergelijking:

/ _R_totaal = / _R₁ + / _R₂ + / _R₃ ...

Eén circuit heeft bijvoorbeeld een weerstand van 2 ohm en een weerstand van 4 ohm parallel. / _R_totaal = 1/2 + 1/4 = 3/4 → 1 = (3/4) R_totaal → R_totaal = 1 / (3/4) = 4/3 = ~ 1,33 ohm.

Titel afbeelding Calculate Voltage Across a Resistor Step 17

Zoek de spanning van je antwoorden. Vergeet niet dat als u de totale spanning van het circuit hebt gevonden, u degene hebt gevonden die in een van de parallelle kabels aanwezig is. Gebruik de wet van Ohm om het antwoord in het volledige circuit te vinden. Vervolgens ziet u een voorbeeld:

Een circuit heeft een stroom van 5 ampere erdoorheen. De totale weerstand is 1,33 ohm.

Volgens de wet van Ohm, I = V / R, daarom: V = IR

V = (5 A) (1,33 Ω) = 6,65 volt.

tips

Als u een gecompliceerd circuit hebt dat weerstanden in serie en parallel bevat, kiest u twee nabijgelegen weerstanden. Vind de totale weerstand in hen met behulp van de formules voor de weerstanden parallel of in serie, indien van toepassing. Dan kun je ze beschouwen als een enkele weerstand. Herhaal deze procedure tot u een eenvoudig circuit hebt met alleen parallelle of serieweerstanden.
Over het algemeen wordt de spanning van een weerstand "spanningsval" genoemd.
Meer informatie over de terminologie:

Circuit: bestaat uit elementen (weerstanden, condensatoren en inductoren) verbonden door kabels waardoor de stroom loopt.
Weerstanden: elementen die de stroom kunnen verminderen of weerstaan.
Stroom: laadstroom in twee kabels. Zijn eenheid is de ampère (A).
Voltage: elektriciteit aanwezig in elke laadeenheid. Uw eenheid is de spanning (V).
Weerstand: het wordt gebruikt om de weerstand van een element aan de elektrische stroom te meten. De eenheid is de ohm (Ω).

Delen op sociale netwerken:

Verwant