Inhoud
- TL; DR (te lang; niet gelezen)
- Spanningsval in seriecircuit
- Parallelle versus serieschakelingen
- Serie-parallelle circuits
TL; DR (te lang; niet gelezen)
In het bovenstaande parallelschakelschema kan de spanningsval worden gevonden door de weerstanden van elke weerstand op te tellen en te bepalen welke spanning het gevolg is van de stroom in deze configuratie. Deze parallelle circuitvoorbeelden illustreren de concepten stroom en spanning over verschillende takken.
In het parallelschakelschema is de Spanning druppel over een weerstand in een parallel circuit is hetzelfde over alle weerstanden in elke tak van het parallelle circuit. Spanning, uitgedrukt in volt, meet de elektromotorische kracht of potentiaalverschil dat het circuit laat lopen.
Wanneer u een circuit hebt waarvan u weet dat het een aantal is huidige, de stroom van elektrische lading, kunt u de spanningsval in parallelschakelingen berekenen door:
Deze methode voor het oplossen van vergelijkingen werkt omdat de stroom die een punt binnenkomt in een parallel circuit gelijk moet zijn aan de stroom die weggaat. Dit komt door De huidige wet van Kirchhoff, waarin staat: "de algebraïsche som van stromen in een netwerk van geleiders die op een punt samenkomen, is nul." Een parallelle circuitcalculator zou deze wet gebruiken in de takken van een parallel circuit.
Als we de stroom vergelijken die de drie takken van het parallelle circuit ingaat, moet deze gelijk zijn aan de totale stroom die de takken verlaat. Omdat de spanningsval over elke weerstand parallel blijft, deze spanningsval, kun je de weerstand van elke weerstand optellen om de totale weerstand te krijgen en de spanning uit die waarde te bepalen. Parallelle circuitvoorbeelden laten dit zien.
Spanningsval in seriecircuit
••• Syed Hussain AtherIn een serieschakeling kunt u daarentegen de spanningsval over elke weerstand berekenen, wetende dat in een serieschakeling de stroom overal constant is. Dat betekent dat de spanningsval over elke weerstand verschilt en afhankelijk is van de weerstand volgens de wet van Ohm V = IR. In het bovenstaande voorbeeld is de spanningsval over elke weerstand:
V1 = R1 x I = 3 Ω x 3 A = 9 V
V2 = R2 x I = 10 Ω x 3 A = 30 V
V3 = __ R3 x I = 5 Ω x 3 A = 15 V
De som van elke spanningsval moet gelijk zijn aan de spanning van de batterij in het serieschakeling. Dit betekent dat onze batterij een spanning van heeft 54 V.
Deze methode voor het oplossen van vergelijkingen werkt omdat de spanningsvallen die alle in serie gerangschikte weerstanden binnenkomen, moeten optellen tot de totale spanning van het serieschakeling. Dit komt door Kirchhoffs spanningswet, waarin staat: "de gerichte som van de potentiaalverschillen (spanningen) rond een gesloten lus is nul." Dat betekent dat op elk willekeurig punt in een gesloten serieschakeling de spanningsval over elke weerstand moet optellen tot de totale spanning van de schakeling. Omdat de stroom in een serieschakeling constant is, moeten de spanningsvallen tussen elke weerstand verschillen.
Parallelle versus serieschakelingen
In een parallel circuit zijn alle circuitcomponenten verbonden tussen dezelfde punten op het circuit. Dit geeft hen hun vertakkingsstructuur waarin de stroom zich verdeelt over elke tak, maar de spanningsval over elke tak blijft hetzelfde. De som van elke weerstand geeft een totale weerstand op basis van de inverse van elke weerstand (1 / Rtotaal = 1 / R1 + 1 / R2 ... voor elke weerstand).
In een serieschakeling is er daarentegen slechts één pad voor het stromen van de stroom. Dit betekent dat de stroom constant blijft en dat in plaats daarvan de spanningsval verschilt tussen elke weerstand. De som van elke weerstand geeft een totale weerstand wanneer lineair opgeteld (Rtotaal = R1 + R2 ... voor elke weerstand).
Serie-parallelle circuits
U kunt beide wetten van Kirchhoff gebruiken voor elk punt of lus in elk circuit en deze toepassen om spanning en stroom te bepalen. De wetten van Kirchhoff geven u een methode om stroom en spanning te bepalen in situaties waarin de aard van het circuit als serie en parallel misschien niet zo eenvoudig is.
Over het algemeen kunt u voor circuits met componenten zowel serie als parallel afzonderlijke delen van het circuit als serie of parallel behandelen en dienovereenkomstig combineren.
Deze ingewikkelde serie-parallelle circuits kunnen op meer dan één manier worden opgelost. Delen ervan als parallel of als serie behandelen is één methode. Het gebruik van de wetten van Kirchhoff om algemene oplossingen te bepalen die een stelsel vergelijkingen gebruiken, is een andere methode. Een serie-parallelle circuitcalculator zou rekening houden met de verschillende aard van de circuits.
In het bovenstaande voorbeeld moet het huidige vertrekpunt A gelijk zijn aan het huidige vertrekpunt A. Dit betekent dat u kunt schrijven:
(1) I1 = Ik2 + I3 of ik1 - ik2 - ik3 = 0
Als je de bovenste lus als een gesloten serieschakeling behandelt en de spanningsval over elke weerstand behandelt met behulp van Ohms Law met de bijbehorende weerstand, kun je schrijven:
(2) V1 - R1ik1 - R2ik2 = 0
en door hetzelfde te doen voor de onderste lus, kunt u elke spanningsval in de stroomrichting behandelen, afhankelijk van de stroom en de weerstand om te schrijven:
(3) V1 + V__2 + R3ik3 - R2ik2 = 0
Dit geeft u drie vergelijkingen die op een aantal manieren kunnen worden opgelost. U kunt elk van vergelijkingen (1) - (3) herschrijven, zodat de spanning aan de ene kant staat en de stroom en weerstand aan de andere kant. Op deze manier kun je de drie vergelijkingen behandelen als afhankelijk van drie variabelen I1Ik2 en ik3, met coëfficiënten van combinaties van R1, R2 en R3.
(1) I1 + - I2+ - ik3 = 0
(2) R1ik1 + R2ik2 + 0 x I3 = V1
(3) 0 x I1 + R2ik2 - R3ik3 = V1 + V2
Deze drie vergelijkingen laten zien hoe de spanning op elk punt in het circuit op een of andere manier afhankelijk is van de stroom en weerstand. Als je je de wetten van Kirchhoff herinnert, kun je deze algemene oplossingen voor circuitproblemen maken en matrixnotatie gebruiken om ze op te lossen. Op deze manier kunt u waarden voor twee grootheden (tussen spanning, stroom, weerstand) aansluiten om voor de derde op te lossen.