Obsah

• Kroky
• Tipy

Predtým, ako budete môcť vypočítať napätie na rezistore, musíte najskôr vedieť, aký typ obvodu sa používa. Ak potrebujete prečítať základné pojmy alebo pomôcť, aby ste pochopili, ako fungujú obvody, začnite prvou časťou tohto článku. V opačnom prípade prejdite priamo do časti zodpovedajúcej vášmu okruhu.

Kroky

Časť 1 z 3: Pochopenie fungovania obvodov

1. 

   Pochopte, čo je elektrický prúd. Popremýšľajme o reťazi analogicky: predstavte si, že nalievate do misky balíček kukuričných zŕn. Každé zrno je elektrón a tok zŕn padajúcich do misky je ekvivalentný prúdu. Keď hovoríme o „prietoku“, môžeme ho opísať počtom zŕn, ktoré prechádzajú z obalu do misy. Keď hovoríme o prúde, môžeme ho zmerať ampéry (ampéry) alebo určitý (veľmi veľký) počet elektrónov prechádzajúcich za sekundu.

2. 

   
   
   Myslite na elektrický náboj. Elektróny majú „negatívny“ elektrický náboj. To znamená, že sú priťahované (alebo prúdia k) kladne nabitým objektom a sú odpudzované (alebo prúdia opačným smerom) k negatívne nabitým objektom. Pretože elektróny sú záporné, sú vždy odrazené inými elektrónmi a šíria sa, kedykoľvek je to možné.

3. 

   
   
   Pochopte, čo je to napätie. Napätie meria rozdiel v elektrickom náboji medzi dvoma bodmi. Čím väčší je tento rozdiel, tým energetickejšie sú tieto dva body navzájom priťahované. Tu je príklad bežnej batérie:
   • Vo vnútri bunky prebiehajú chemické reakcie, ktoré vytvárajú akumuláciu elektrónov. Elektróny prechádzajú na zápornú stranu, zatiaľ čo kladný bod je prakticky prázdny (jedná sa o kladný a záporný koncový bod). Čím viac sa to stane, tým väčšie je napätie medzi dvoma koncovými bodmi.
   • Pri pripájaní drôtu medzi kladným a záporným bodom majú teraz elektróny, ktoré sú v zápornom bode, kam ísť. Prepúšťajú sa smerom k pozitívnemu koncovému bodu, pri ktorom sa vytvorí prúd. Čím vyšší je prúd, tým viac elektrónov sa pohybuje za sekundu.

4. 

   
   
   Pochopte, čo je to odpor. Odpor je presne to, čo hovorí jeho názov: čím vyšší je odpor objektu, tým ťažšie prechádzajú elektróny. To spomaľuje prúd a znižuje tok elektrónov za sekundu.
   • Rezistor je čokoľvek v obvode, ktorý vytvára odpor. Rezistor si môžete kúpiť v obchode s elektrickými zdrojmi, ale pri probléme s obvodom môže predstavovať žiarovku alebo iný predmet s odporom.

5. 

   Zapamätať si Ohmov zákon. Existuje veľmi jednoduchý vzťah medzi prúdom, napätím a odporom. Tento vzorec si zapíšte na papier, aby ste si ho zapamätali; budete ho potrebovať na riešenie problémov s obvodmi:
   • Aktuálne =
   • Toto je zvyčajne znázornené takto:
   • Popremýšľajte, čo sa stane, keď sa zvýši napätie (V) alebo odpor (R). Zhoduje sa to s tým, čo ste sa dozvedeli z predchádzajúcich vysvetlení?

Časť 2 z 3: Výpočet napätia rezistora sériového obvodu

1. 

   Pochopte, čo je to sériový obvod. Sériový obvod je veľmi ľahko identifikovateľný: je to obvod, ktorého komponenty sú zapojené postupne do jednej slučky. Prúd preteká obvodom a prechádza postupne cez každý odpor alebo prvok.
   • THE reťaz v každom bode okruhu je to vždy rovnaké.
   • Pri výpočte napätia nezáleží na umiestnení rezistora v obvode. Môžete to vziať a zmeniť miesto, a v každom z nich budete mať stále rovnaké napätie.
   • Použime príklad obvodu s tromi odpormi v sérii: R₁, R₂ a R.₃. Tento obvod je napájaný 12-voltovou batériou. Musíme nájsť napätie v každom z rezistorov.

2. 

   Vypočítajte celkový odpor. Sčítajte všetky hodnoty odporu obvodu. Odpoveďou je celkový odpor sériového obvodu.
   • Napríklad tri rezistory R.₁, R₂ a R.₃ majú odpor 2 Ω (ohmy), 3 Ω a 5 Ω. Celkový odpor je 2 + 3 + 5 = 10 ohmov.

3. 

   Nájdite reťaz. Použite Ohmov zákon na zistenie aktuálnej hodnoty celého obvodu. Pamätajte, že prúd je v ktoromkoľvek bode sériového obvodu rovnaký. Po odhalení jeho hodnoty ho môžeme použiť na ďalšie výpočty.
   • Ohmov zákon hovorí, že súčasné I =. Napätie celého obvodu je 12 voltov a celkový odpor je 10 ohmov. Odpoveď je I = = 1,2 ampéra.

4. 

   Upravte Ohmov zákon, aby ste našli hodnotu napätia. S niekoľkými základnými účtami môžeme zmeniť Ohmov zákon, aby sme namiesto prúdu našli hodnotu napätia:
   • I =
   • IR =
   • IR = V
   • V = IR

5. 

   Vypočítajte napätie každého odporu. Máme hodnotu odporu, prúdu a rovnice. Nahraďte čísla a vykonajte výpočet. Pozrite si riešenie pre tri odpory:
   • R napätie₁ = V₁ = (1,2 A) (2 Ω) = 2,4 voltu.
   • R napätie₂ = V₂ = (1,2 A) (3 Ω) = 3,6 voltov.
   • R napätie₃ = V₃ = (1,2 A) (5 Ω) = 6,0 voltov.

6. 

   Skontrolujte odpoveď. V sériovom obvode sa súčet všetkých odpovedí rovná celkovému napätiu. Sčítajte všetky nájdené napätia a skontrolujte, či sa zhodujú s celkovým napätím obvodu. Ak sa čísla nezhodujú, vráťte sa späť a uvidíte, kde sa stala chyba.
   • V použitom príklade je celé obvodové napätie 2,4 + 3,6 + 6,0 = 12 voltov.
   • Ak je odpoveď takmer rovnaká (napríklad 11,97 namiesto 12), pravdepodobne ste v určitej fáze zaokrúhlili nejaké číslo nahor. Odpoveď bude považovaná za správnu.
   • Pamätajte, že napätie meria rozdiel v náboji alebo počte elektrónov. Predstavte si, že počítate počet elektrónov, s ktorými sa stretnete pri prechode obvodom. Ich správnym spočítaním prídete k počtu celkových nábojov elektrónov od začiatku do konca.

Časť 3 z 3: Výpočet napätia odporu paralelného obvodu

1. 

   Pochopte, čo je to paralelný obvod. Predstavte si, že drôt vychádza z jedného konca batérie a je rozdelený na dva rôzne vodiče. Tieto dva drôty sú vedené navzájom paralelne; potom sa znova spoja a potom sa dostanú na druhý koniec batérie. Ak je na ľavom a pravom vodiči odpor, potom sú tieto dva odpory spojené „paralelne“.
   • V paralelnom obvode je možné mať ľubovoľný počet vodičov. Tieto pokyny budú fungovať aj v prípade obvodu, ktorý sa rozdelí na 100 vodičov a ktorý sa neskôr znova pripojí.

2. 

   Popremýšľajte, ako prúd tečie. V paralelnom obvode preteká prúd každou dostupnou cestou. Prúd bude tiecť cez vodič vľavo, cez odpor vľavo a dostať sa na druhý koniec. Súčasne bude prúd tiecť cez vodič vpravo, cez odpor vpravo a dostane sa na druhý koniec. Žiadna časť prúdu duplikuje alebo netečie paralelne cez dva odpory.

3. 

   Použite hodnotu celkového napätia na nájdenie napätia pre každý odpor. Ak poznáte celkovú hodnotu napätia celého obvodu, odpoveď bude prekvapivo ľahká. Každý paralelný vodič má rovnaké napätie ako celý obvod. Povedzme, že obvod s dvoma paralelnými rezistormi je napájaný 6-voltovou batériou. Napätie ľavého rezistora je 6 voltov a napätie pravého rezistora je tiež 6 voltov. A to nastáva bez ohľadu na veľkosť odporu. Aby ste pochopili prečo, zamyslite sa nad sériovými obvodmi popísanými vyššie:
   • Pamätajte, že pridanie poklesov napätia k sériovému obvodu vedie vždy k celkovému napätiu obvodu.
   • Predstavte si každú dráhu, ktorú prúd uberie ako sériový obvod. To isté platí aj v tomto prípade: keď pripočítate všetky poklesy napätia, budete mať celkové číslo napätia.
   • Pretože prúd z každého z dvoch vodičov prechádza iba cez rezistor, jeho napätie musí byť ekvivalentné celkovému napätiu.

4. 

   Vypočítajte celkový prúd obvodu. Ak vám problém nehovorí hodnotu celkového napätia obvodu, budete musieť urobiť ešte niekoľko krokov. Začnite nájdením celkovej hodnoty prúdu pretekajúceho obvodom. V paralelnom obvode je celkový prúd súčtom prúdu, ktorý prechádza každou cestou paralelne.
   • Matematicky: I_Celkom = Ja₁ + Ja₂ + Ja₃...
   • Ak to ťažko pochopíte, predstavte si vodnú fajku rozdelenú na dve cesty. Celkové množstvo prietoku vody je súčtom prietoku každého potrubia.

5. 

   Vypočítajte celkový odpor obvodu. Rezistory nie sú také účinné v paralelnom obvode, pretože blokujú iba prúd, ktorý prechádza jedným z drôtov. V skutočnosti platí, že čím viac drôtov je, tým ľahšie si reťaz dokáže nájsť cestu. Ak chcete zistiť celkový odpor, vyhľadajte písmeno R._Celkom v tejto rovnici:
   • = + + ...
   • Napríklad obvod má paralelne 2 ohmový odpor a 4 ohmový odpor. = + = → 1 = () R_Celkom → R._Celkom = = = ~ 1,33 ohmov.

6. 

   Nájdite napätie vo svojich odpovediach. Pamätajte: po zistení celkového napätia obvodu nájdete aj napätie ľubovoľného paralelného vodiča. Objavte celý okruh pomocou Ohmovho zákona. Tu je príklad:
   • V obvode preteká prúdom 5 A. Celkový odpor je 1,33 ohmov.
   • Podľa Ohmovho zákona I =, to znamená V = IR.
   • V = (5 A) (1,33 Ω) = 6,65 voltov.

Tipy

• Ak máte do činenia s komplikovaným obvodom zahŕňajúcim sériové rezistory a paralelne vyberte dva blízke odpory. Ich celkový odpor nájdite podľa pravidla pre rezistory paralelne alebo sériovo. Teraz s nimi môžete zaobchádzať ako s jedným rezistorom. Robte to dovtedy, kým nevytvoríte jednoduchý obvod s paralelnými rezistormi alebo v sérii.
• Napätie rezistora sa často nazýva „pokles napätia“.
• Pochopte terminológiu:
  • Obvod - zložený z prvkov (ako sú rezistory, kondenzátory a tlmivky) prepojených vodičmi a cez ktoré môže prechádzať prúd
  • Rezistory - prvky, ktoré môžu znižovať alebo odolávať prúdu
  • Prúd - prúd zaťaženia v drôtoch; jednotka: ampér, A
  • Napätie - práca vykonaná na jednotku zaťaženia; jednotka: napätie, V
  • Odpor - miera odporu prvku voči elektrickému prúdu; jednotka: ohm, Ω