1. ábra: Sorozat áramkör
A sorozat áramkörében az elektromos áram egyetlen folyamatos útvonalon folyik át, biztosítva, hogy ugyanaz az áram áthaladjon az egyes alkatrészeken.Hasonlóképpen, a nem elárasztatlan tömlőn átfolyó víz egyenletes sebességet tart fenn.Ez szemlélteti, hogy a sorozat áramkörének minden alkotóeleme miért tapasztalja meg ugyanazt az áramot.
Annak érdekében, hogy hatékonyan elemezzék és megjósolják, hogyan viselkedik egy sorozat áramkör különböző körülmények között, domináns az Ohm törvényének alkalmazása.Ez a törvény magyarázza a feszültség, az áram, az ellenállás és a teljesítmény közötti kapcsolatot az áramkörben.Az OHM törvényének alkalmazásakor meg kell mérnie a feszültséget, az áramot és az ellenállást ugyanazon két pont között.Ez biztosítja, hogy a feszültségcseppek és az áramáramok számításai pontosak legyenek, és tükrözzék az áramkör tényleges körülményeit.
2. ábra: Ohm törvény az áramkörben
Egy alapvető sorozat áramkörének vizsgálatakor, amely egyetlen ellenállást és akkumulátort tartalmaz, meg kell érteni, hogyan csatlakoztatják az alkatrészeket.Az áramkörben lévő pontokat, amelyeket minimális ellenállású vezetékek összekötnek, elektromosan azonosnak tekintik.Például egy 9 V -os akkumulátorral és ellenállással rendelkező áramkörben az 1. és a 4. pont jelölje meg az akkumulátor csatlakozóit és az ellenállást.Az ellenálláson átmenő feszültség, a 2. és a 3. pont között 9 V.Ez a beállítás bemutatja Kirchhoff feszültségjogát, amely kimondja, hogy a zárt áramkörhurok körüli összes feszültségnek nulla egyenlőnek kell lennie.
Ohm törvényének felhasználásával, amelyet az egyenlet képvisel Könnyen kiszámíthatjuk az áram áramlását az ellenálláson keresztül.Itt,én aktuális, Va feszültség, és R -tól az ellenállás.Ennek alkalmazásához a példánkban figyelembe vesszük az ellenállás (2. és 3. pont) feszültségét és az ellenállási értéket.
Példaszámítás
Tegyük fel, hogy az ellenállás értéke 3 kΩ.Az ellenálláson átfolyó áramot a következőképpen kell kiszámítani:
Ez a számítás az áram közvetlen mérését biztosítja az ismert feszültség- és ellenállási értékek alapján.Ez lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy pontosan azonosítsák és foglalkozzanak az áramkörben a feszültségcsökkenésekkel és az árameloszlásokkal kapcsolatos kérdésekkel.Az OHM törvényének ilyen módon történő alkalmazása javítja az elektromos rendszer diagnosztikájának és a karbantartás megbízhatóságát és hatékonyságát, biztosítva a pontos és hatékony problémamegoldást.
Ha olyan soros áramkörökkel foglalkozik, amelyek több ellenállást tartalmaznak, az Ohm törvényének alkalmazása részletesebb megközelítést igényel a feszültség eloszlásának módja miatt.Az akkumulátor teljes feszültsége (például 9 V az 1. és a 4. pont között) állandó marad, de a feszültségcsökkenés az egyes ellenállásonként az ellenállásuk függvényében változik.Ennek oka az, hogy a teljes feszültséget az ellenállási értékekkel arányosan osztják az ellenállások között.
Először számolja ki az áramkör teljes ellenállását az összes ellenállás ellenállási értékeinek összegzésével.Például, ha három ellenállása van R1, R2, és R3, a teljes ellenállás rteljes az alábbiak adják:R -tólteljes=R1+R2+R3
Miután a teljes ellenállás ismert, használja az OHM törvényét, hogy megtalálja az áramkörön átáramló teljes áramot:
Tegyük fel, hogy az R1 2kΩ, R2 3KΩ, R3 pedig 5kΩ.A teljes ellenállás rteljes lenne:
9 V -os akkumulátorral a teljes III.
Egy sorozat áramkörben ugyanaz az áram folyik az összes alkatrészen.A feszültségcsökkenés megtalálásához az egyes ellenállások között alkalmazza az ohm törvényétV=IR-
Ezek a számítások egyértelműen megértik a feszültség eloszlását és az áram áramlását az áramkörben.Erre az ismeretekre van szükség az áramkör teljesítményének hibaelhárításához és optimalizálásához.A feszültségcseppek és a jelenlegi áramlás módszeres elemzésével javíthatja az OHM törvényének gyakorlati alkalmazását a bonyolultabb sorozatú áramköri forgatókönyvekben, biztosítva a pontos és hatékony áramkör -tervezést és karbantartást.
A soros áramkörökben a teljes ellenállás kiszámítása egyszerű.Ez magában foglalja az összes ellenállás ellenállásának összegzését a végponttól.Ez a technika egyszerűsíti az elektromos áramkörök bonyolultságát, lehetővé téve számukra, hogy egyetlen ekvivalens ellenállásként ábrázolják őket.Ez az egyszerűsített modell megkönnyíti az áramkör viselkedésének elemzését és megértését. Tegye át a sorozat áramkört három ellenállással: 3 kΩ, 10 kΩ és 5 kΩ.A teljes ellenállás megtalálásához egyszerűen hozzáadja ezeket az értékeket:
Ez a 18 kΩ teljes rezisztencia modellezi a három ellenállás által bemutatott jelenlegi áramlást.
Ennek a beállításnak az egyenértékűsége egy áramkörrel, egyetlen 18 kΩ -os ellenállással, egyszerűsíti mind az elméleti számításokat, mind a gyakorlati alkalmazásokat.Például, amikor egy áramkört vagy diagnosztikát terveznek, a mérnökök és a technikusok gyorsan becsülhetik meg a feszültségcseppeket, az áramlást és az energiaeloszlásokat ezen egyszerűsített modell segítségével.Ez a megközelítés javítja az áramköri elemzés és a hibaelhárítás hatékonyságát.
3. ábra: Teljes ellenállás soros áramkörökben
Az áramkör teljes ellenállásának kiszámításához az áramkör teljes elektromos tulajdonságainak, például az áramáramlás és az energiaeloszlás megértéséhez szükséges.Egy soros áramkörben az egyes ellenállás növeli a teljes ellenállást, befolyásolva, hogy az áram milyen egyszerűen áramlik.Ez az ellenállás felhalmozódása növeli az áramkör teljes impedanciáját, csökkentve az áramot az OHM törvénye szerint.
A soros áramkör teljes ellenállásának meghatározásához egyszerűen hozzáadja az összes ellenállás ellenállási értékeit.Például egy olyan áramkörben, amelynek ellenállása 2 kΩ, 4 kΩ és 6 kΩ értéknél van, a teljes ellenállást az alábbiak szerint számolják:
Ez a teljes ellenállás R -tólteljesA 12 kΩ -ból az áram áramkörének egyetlen korlátozó tényezője.
A teljes ellenállássalR -tólteljes Ismert, kiszámíthatja az áramkörön átáramló áramot, ha egy adott feszültséget alkalmaznak.Például egy 12 V -os tápegységgel, az árammalén az:
4. ábra: Az áramkör kiszámítása soros áramkörökben
Miután meghatározta a teljes ellenállást egy soros áramkörben, az OHM törvényét felhasználhatja az áramkör teljes áramának kiszámításához.Ez a folyamat kulcsfontosságú az áramkör teljesítményének megértéséhez és kezeléséhez.Vegyünk egy soros áramkört, amelynek teljes ellenállása 18 kΩ és 9 V tápfeszültség.Az OHM törvényének felhasználása, amelyet kifejeznek , Kiszámíthatja az áramkörön átáramló áramot.Tekintettel ezekre az értékekre, a számítás:
Ez az eredmény, 500 μA, a sorozat áramkörének minden alkatrészén átáramló teljes áramot képviseli.
Meg kell őrizni az áramkör áramának megértése érdekében, hogy felmérje mind teljesítményét, mind biztonságát.Ez lehetővé teszi a mérnökök és a technikusok számára, hogy működési körülmények között megjósolják viselkedését, és megtervezzék azt, hogy elkerüljék a túlterhelést és a lehetséges kudarcot.A pontos áramszámítás elsődleges a hibaelhárításhoz, mivel segít azonosítani a problémákat, mint a túlzott ellenállás vagy a váratlan feszültségcsökkenések az alkatrészek között, jelezve a hibás vagy lebomlott alkatrészeket.Ez az analitikai megközelítés biztosítja az áramkör hatékonyságát és megbízhatóságát.Ezek javítják a karbantartási eljárásokat egyértelmű mutatókkal az áramkör egészségének megfigyelésére.
5. ábra: Feszültségcsepp
A feszültségcsökkenés kiszámítása az egyes ellenállásokon egy soros áramkörben egyértelmű, ha tudod, hogy az áramkörön átáramló teljes áram.A feszültségcsökkenés bármely ellenálláson arányos az ellenállással és a teljes árammal, az Ohm törvényét követve (V=IR)
Tegyük fel, hogy az áramkör teljes árama 500 μA (0,5 mA), és a sorozat ellenállása 3 kΩ, 10 kΩ,
Ezen feszültségcseppek összege:
Ez megegyezik az akkumulátor által biztosított teljes feszültséggel, megerősítve Kirchhoff feszültségjogát, amely kimondja, hogy az áramkör bármely zárt hurok körüli teljes feszültségnek nulla egyenlőnek kell lennie, a feszültségnövekedések és a cseppek számvitelének.
Egy sorozat áramkörben a végső elv az, hogy ugyanaz az áram az egyes komponenseken keresztül áramlik, bármilyen variáció nélkül.Ez az egységesség központi szerepet játszik annak előrejelzésére, hogy az áramkörben különböző elemek hogyan viselkednek különböző elektromos terhelések alatt.Annak ismerete, hogy az áram állandó marad, egyszerűsíti a soros áramkörök elemzését és tervezését.
A sorozat áramkörök másik fő jellemzője az ellenállás additív jellege.A soros áramkör teljes ellenállása az egyéni ellenállás összege.Ez a kumulatív ellenállás közvetlenül befolyásolja a teljes áram áramlását, amint azt az OHM törvénye leírja (V=IR) Minél magasabb a teljes ellenállás, annál alacsonyabb az áram egy adott feszültségnél.Ez a kapcsolat nem biztonságos az áramkör általános teljesítményének és hatékonyságának megértésében.
A feszültségcsökkenések kiszámítása az egyes komponensek között kötelező.A sorozat áramkörének bármely ellenállásánál lévő feszültségcsökkenés az áramot az ellenállás ellenállásával szorozva. Ezen egyedi feszültségcsökkenések összegének meg kell egyeznie az akkumulátor által biztosított teljes feszültségnek.Ez megerősíti Kirchhoff feszültségjogát, amely kimondja, hogy a zárt hurok körüli összes feszültségnek nullának kell lennie, biztosítva az energiatakarékosságot az áramkörön belül.Ez javítja gyakorlati hasznosságát különféle alkalmazásokban, az egyszerű elektronikus eszközöktől a komplex elektromos rendszerekig.
A sorozat áramkörének teljes ellenállása az egyéni ellenállás összege az út mentén.Ez a törvény alapja az áramkör általános ellenállásának kiszámításához, ami közvetlenül befolyásolja az áramkörön keresztüli áram áramlását.Például, ha egy áramkör 2 kΩ, 3 kΩ és 5 kΩ ellenállást tartalmaz, a teljes ellenállás R -tólteljes az:
Ez a kumulatív ellenállás szignifikáns az áramkör áramlási impedanciájának meghatározásához.
Egy soros áramkörben az áram mindegyik alkatrészben konzisztens marad.Ez azt jelenti, hogy ugyanaz az áram áramlik minden ellenálláson, függetlenül annak ellenállásától.Erre az állandóságra van szükség annak biztosítása érdekében, hogy az áramkör kiszámíthatóan működjön különböző terhelések alatt.Ezenkívül egyszerűsíti a soros áramkörök elemzését és tervezését.Például, ha az OHM törvény alapján kiszámított teljes áram 1 mA, akkor a sorozat minden egyes összetevője megtapasztalja ezt az 1 mA áramot.
Az áramkörön átmenő teljes feszültség az egyes alkatrészek feszültségcsökkenésének összege.Ez az elv Kirchhoff feszültségjogát követi, amely azt állítja, hogy az áramkör bármely zárt hurok körüli feszültség teljes összegének nullának kell lennie.A helyes működés és az energiatakarékosság biztosítása érdekében számolja ki a feszültségcsökkenést az egyes ellenállások között és ellenőrizze, hogy az összeg megegyezik -e a forrás feszültségével.
6. ábra: Nyitott áramkör
A soros áramkörben nyitott vagy törés megállítja a teljes áramlást.Ennek oka az, hogy az elektromos töltés áramlásához szükséges folyamatos út megszakad.Ha van nyitva, az áram azonnal nullára csökken, mivel az elektromos áram nem képes átlépni az áramkör hiányosságait.
Ha nyitott, akkor a potenciális különbség vagy a feszültség a szünetben megegyezik a teljes forrásfeszültséggel.Mivel az áram áramlik az ellenállásokon, nincs feszültségcsökkenés rajtuk.Ehelyett a forrás által szolgáltatott teljes feszültség a nyitotton jelenik meg.Tegyük fel, hogy egy 9 V -os akkumulátorral működő áramkörben a nyitott 9 V -os mérést eredményez a szünet során.
Ez a megszakítás megakadályozza az eszköz vagy az áramkör betöltését.Ezenkívül a teljes forrás feszültségének hirtelen kitettsége miatt károsodási kockázatot jelent.A nyitott áramkör hatásainak megértése döntő a hibaelhárítás és a javítás szempontjából, mivel ez segít azonosítani az áramköri hibák helyét és jellegét.
Az áramkör kialakításában a vonalcsepp és a vonalvesztés jelentősen befolyásolja az elektromos rendszerek teljesítményét.Ezek a tényezők hozzájárulnak az áramkör hatékonyságának és megbízhatóságának biztosításához, különösen a távolsági energiaátvitelnél vagy az érzékeny elektronikus berendezések kezelése során.
A vonalcsepp a vezeték mentén a feszültségcsökkentésre utal, annak rejlő ellenállása miatt.Számos tényező határozza meg ennek a feszültségcsökkenésnek a mértékét:
Vezető anyag: Általában réz vagy alumínium jó vezetőképességük és költséghatékonyságuk miatt.
Keresztmetszeti terület: Egy kisebb keresztmetszeti terület nagyobb feszültségcsökkenést eredményez ugyanazon áramnál.
A vezető hossza: A hosszabb vezetők nagyobb feszültségcsökkenést mutatnak.
A vonalveszteség az elveszett energiára vonatkozik, mint a vezetőképes út ellenállása miatt.Számos tényező befolyásolja ezt a veszteséget:
Anyagtulajdonságok és méretek: A vezető anyag és mérete befolyásolja az ellenállást.
A vezető állapota: oxidáció, fizikai károk vagy rossz kapcsolatok növelhetik az ellenállást és az energiaveszteséget.
• A megfelelő anyagok és méretek kiválasztása
Válassza ki az ellenállást minimalizáló vezetékes anyagokat és méreteket.
• A vezetőképesség hosszának optimalizálása
A rövidebb utak csökkentik az ellenállást és a kapcsolódó veszteségeket.
• A karmester integritásának fenntartása
Gondoskodjon arról, hogy a kapcsolatok biztonságosak legyenek, és a vezető jó állapotban van.
7. ábra: Az OHM törvényének alkalmazása az áramkörben
Az elektromos áramkörök elemzéséhez (ahol a feszültség, a feszültség, az aktuális és az ellenállás által megadott Ohm törvénye van.A helyes alkalmazás azonban meggyőző a pontos eredményekhez.A téves értelmezés vagy a helytelen bemenetek, különösen az áramkör különböző részeiről származó értékek keverése, jelentős hibákhoz vezethetnek.
Kezdje el az áramkör hibaelhárítását a konfigurációjának azonosításával - akár sorozat, párhuzamos, akár mindkettő kombinációja.Ezután számolja ki a teljes ellenállást az áramkör típusának megfelelő képletekkel.Ezután mérje meg vagy számítsa ki a feszültséget és az áramot, biztosítva, hogy ezek a mérések azonos körülmények között azonos körülmények között vonatkozzanak az áramkör azonos részére.Ezen iránymutatások betartásával biztosítja a pontos áramköri elemzést és megbízható következtetéseket az áramkör viselkedéséről, teljesítményéről és biztonságáról.Az OHM törvényének ez a fegyelmezett alkalmazása hasznos mind az elméleti számítások, mind a gyakorlati hibaelhárítás szempontjából, így az elektromos mérnökök és technikusok számára szükséges.
8. ábra: Egyszerű párhuzamos áramkörök
A párhuzamos áramkörök alapvetően különböznek a sorozat áramkörétől a feszültség, az áram és az ellenállás eloszlása szempontjából.
Párhuzamos áramkörökben az egyes komponensek vagy ágok közötti feszültség azonos és megegyezik a forrásfeszültséggel.Ez az egységesség egyszerűsíti a feszültség -elemzést az egyes alkatrészek között, mivel mindegyik közvetlenül megtapasztalja az áramellátás teljes feszültségét.
A párhuzamos áramkörön keresztül áramló teljes áram az egyes párhuzamos ágon keresztüli áramok összege.Ennek oka az, hogy a forrásáram a több útvonal között osztódik.Ohm törvényének felhasználása, lehetővé teszi az áram kiszámítását az egyes ágokban.Az egyes ágokon keresztüli áram az ág ellenállásától függ.
A párhuzamos áramkör teljes ellenállása kevesebb, mint bármely egyes ág ellenállása.Ennek oka az, hogy a több út több útvonalat biztosít az áramáramláshoz, csökkentve az áramáramlás általános ellenállását.A teljes ellenállást a képlet felhasználásával számítják ki: az egyes ágak ellenállása.
A sorozatgyárak OHM törvényének és más alapelvek alkalmazásával történő feltárása mély betekintést nyújt az elektromos rendszerek viselkedésébe.Az áram áramlásának egyetlen és többes ellenállás -beállításán keresztül történő boncolásával átfogó megértést kapunk arról, hogy a feszültség, az áram és az ellenállás miként kölcsönhatásba kerül az áramkör teljesítményének diktálása érdekében.A cikk nemcsak megerősíti az áramkörök áramkörökben való konzisztenciáját - ez az elektromos terhelés viselkedésének előrejelzésének döntő szempontja -, hanem kiemeli a teljes ellenállás és a feszültségcsökkenések kiszámításának gyakorlati alkalmazásait is, amelyek hasznosak az áramköri tervezéshez és a hibaelhárításhoz.
Ezen alapelvek kiterjesztése a párhuzamos áramkörökre, valamint a vonalvesztésről és az áramkör -tervezés feszültségcsökkenéséről szóló megbeszélés tovább fokozza az optimalizálás, a hibaelhárítás és az elektromos rendszerek biztonságos fenntartásának képességét.Ez az alapos elemzés biztosítja, hogy mind a kezdő, mind a tapasztalt mérnökök ezeket a fogalmakat alkalmazzák az elektromos áramkörök megbízhatóságának, hatékonyságának és biztonságának javítása érdekében, ezáltal megfelelve a modern villamosmérnöki nehézségeket.
Az OHM törvénye alapvető fontosságú az áramkörökben annak meghatározására, hogy az áramkörön átfolyó áramot az áramkörön átfolyó áram folyik, amikor a teljes ellenállás és az alkalmazott feszültség ismert.Azt állítja, hogy a két pont közötti vezetőn keresztüli (I) az áram közvetlenül arányos a (V) feszültséggel a két ponton, és fordítottan arányos a vezető ellenállásával (R).Egy soros áramkörben, ahol az ellenállások összekapcsolódnak a végponttól, a teljes ellenállás az egyéni ellenállás összege.Ohm törvényének felhasználása , kiszámíthatja az egyetlen áramértéket, amely a sorozat áramkörének minden összetevőjén keresztül áramlik.
A sorozatos áramköröket olyan helyzetekben használják, amikor az egyik alkatrész működése az áramkörben csatlakoztatott összes többi hatással van - gondolkodjon a régi karácsonyfa lámpákra, ahol ha egy izzó meghibásodik, az egész húr kialszik.Hasznosak a feszültségosztályokat vagy az aktuális korlátozó konfigurációkat igénylő alkalmazásokban, például az alapvető elektronikus képzésben, oktatási demonstrációkban és az egyszerű elektronikus projektekben.
Egy sorozat áramkörben az összes alkatrész lineáris sorrendben van csatlakoztatva, és egyetlen utat képez az áram áramlásához.Ugyanez az áram folyik az egyes összetevőkön, az energiaforrástól kezdve, az egyes összetevőkön áthaladva, és visszatérve az áramforráshoz.Az áramkörön átmenő teljes feszültséget az alkatrészek között osztják az ellenállási értékek szerint.
A sorozat áramkörei kulcsfontosságúak az egyszerűség és hatékonyság szempontjából azokban az alkalmazásokban, ahol egységes áramra van szükség több komponens között.
Jelenlegi szabály: Az áram megegyezik a sorozat összes összetevőjén keresztül.Csak egy út van az áramáramláshoz, tehát bármi áramot is belép az alkatrészbe, azt is meg kell hagynia.
Feszültségszabály: A sorozat áramkörének teljes feszültsége a feszültségek összege az egyes komponensek között.Ez az energia megőrzésének következménye.
Ellenállási szabály: A soros áramkör teljes ellenállása megegyezik az áramkörben lévő összes alkatrész egyedi ellenállásának összegével.Ez befolyásolja a teljes feszültség eloszlását és az áram nagyságát az áramkörön keresztül.
Kérjük, küldjön egy kérdést, azonnal válaszolunk.
2024/06/7 -en
2024/06/6 -en
1970/01/1 -en 2942
1970/01/1 -en 2501
1970/01/1 -en 2089
0400/11/9 -en 1895
1970/01/1 -en 1765
1970/01/1 -en 1714
1970/01/1 -en 1655
1970/01/1 -en 1555
1970/01/1 -en 1541
1970/01/1 -en 1512