Innehåll

• Steg
• tips

Det enklaste sättet att föreställa sig en seriekrets är att tänka på en kedja av element. Dessa element är ordnade efter varandra på samma linje. Således finns det bara en väg som elektroner och laddningar kan ta. När du har förstått detaljerna i en serieförening kan du lära dig hur du beräknar den totala elektriska strömmen.

Steg

Del 1 av 4: Learning Basic Terminology

1. 

   Förstå vad som är aktuellt. Elektrisk ström är ett ordnat flöde av elektriskt laddade partiklar (t.ex. elektroner) eller, matematiskt, laddningsflödet per tidsenhet. Men vad är en laddning och en elektron? Elektronen är en negativt laddad partikel. Laddning är en fysisk egenskap hos materien som används för att identifiera om den är positivt eller negativt laddad. Liksom magneter dras laddningar av lika signaler bort och laddningar av motsatta signaler dras till.
   • Låt oss använda vatten som ett exempel. Vatten bildas av H-molekylen₂O (två väteatomer och en syreatom bundna ihop). Vi vet att syreatomen och väteatomerna samlas för att bilda H-molekylen₂DE.
   • En vattenström består av miljoner och miljoner av dessa molekyler. Vi kan jämföra vattenströmmen med den elektriska strömmen; vattenmolekylerna är ekvivalenta med elektronerna och den elektriska laddningen till väte- och syreatomerna.

2. 

   
   
   Förstå vad som är potentiell skillnad. Potentialskillnaden (även kallad elektrisk spänning) är "kraften" som får den elektriska strömmen att röra sig. För att illustrera vad en potentiell skillnad är, låt oss tänka på ett batteri: inuti det finns det en serie kemiska reaktioner som leder till en elektronagglomeration vid dess positiva pol.
   • Om vi ​​ansluter batteriets positiva pol till den negativa polen genom en tråd, kommer vi att få elektronerna att röra sig ihop (detta beror på avstötning av laddningar av samma signal).
   • På grund av principen om bevarande av den elektriska laddningen (han säger att summan av de elektriska laddningarna i ett isolerat system måste vara konstant) kommer elektronerna att försöka balansera laddningarna i systemet från punkten med högsta koncentration till punkten med lägsta koncentration (dvs. från den positiva polen till den negativa polen på batteriet).
   • Denna elektronrörelse ger en potentialskillnad (eller helt enkelt ddp).

3. 

   
   
   Förstå vad motstånd är. Elektriskt motstånd är motståndet mot flödet av elektriska laddningar.
   • Motstånd är komponenter i en krets som har betydande motstånd. De är anordnade i vissa delar av kretsen för att reglera laddningsflödet eller elektronerna.
   • Om det inte finns några motstånd i kretsen kommer det ingen kontroll av elektronrörelsen. I detta fall kan utrustningen få överbelastning och hamna skadas (eller överhettning på grund av överbelastning).

Del 2 av 4: Beräkna den totala elektriska strömmen i en seriekrets

1. 

   
   
   Beräkna det totala motståndet. Ta ett plasstrå och dricka lite vatten. Krossa några delar av halm och drick igen. Märkte du någon skillnad? Vätskan bör komma i en mindre mängd. Varje bucklad del av strån fungerar som ett motstånd; de tjänar till att blockera passagen av vatten (som i sin tur spelar rollen som elektrisk ström). Eftersom bucklarna är i ordning säger vi att de är i serie. Baserat på detta exempel kan vi dra slutsatsen att det totala motståndet för en serieförening kommer att vara lika med:
   • R_(total) = R₁ + R₂ + R₃.

2. 

   Beräkna skillnaden i totalpotential. I de flesta frågor kommer det totala ddp-värdet att anges i uttalandet; om problemet ger de individuella ddp-värdena för varje motstånd kan vi använda följande ekvation:
   • U_(total) = U₁ + U₂ + U₃.
   • Varför denna ekvation? Låt oss överväga halmanalogin igen: vad händer efter att ha knådat det? Du måste pressa hårdare för att vattnet ska passera genom halmen. Den totala kraften du gör beror på summan av krafterna som krävs vid varje skrynklig punkt på halmen.
   • Den "styrka" som behövs är den potentiella skillnaden; det orsakar flödet av vatten eller elektrisk ström. Därför kan vi dra slutsatsen att den totala ddp kommer att beräknas genom att lägga till de individuella ddps för varje motstånd.

3. 

   Beräkna systemets totala elektriska ström. Med hjälp av halmanalogin igen: förändras mängden vatten efter att ha knådat den? Nej. Även om hastigheten på vätskan ändras ändras inte mängden vatten du dricker. Om du tittar på vattnet som kommer in och lämnar de krossade delarna av halmen, kommer du att märka att dessa två kvantiteter är desamma; detta beror på den fasta hastigheten på vätskeflödet. Därför kan vi bekräfta att:
   • jag₁ = Jag₂ = Jag₃ = Jag_(total).

4. 

   Kom ihåg den första lagen om Oh M. Förutom de ekvationer som visas kan du också använda ekvationen för lagen om Oh M: den relaterar till potentialskillnaden (ddp), den totala strömmen och kretsens motstånd.
   • U_(total) = Jag_(total) x R_(total).

5. 

   Lös följande exempel. Tre motstånd, R₁ = 10 ', R₂ = 2 och R₃ = 9Ω, är associerade i serie. Potentialskillnaden på kretsen är 2,5V. Beräkna värdet på den totala elektriska strömmen. För att börja, låt oss beräkna kretsens totala motstånd:
   • R_(total) = 10Ω + 2Ω + 9Ω.
   • Därför, R_(total)= 21Ω

6. 

   Tillämpa lagen om Oh M för att bestämma det totala elektriska strömvärdet:
   • U_(total) = Jag_(total) x R_(total).
   • jag_(total) = U_(total)/ R_(total).
   • jag_(total) = 2,5V / 21Ω.
   • jag_(total) = 0,1190A.

Del 3 av 4: Beräkna den totala elektriska strömmen för en krets parallellt

1. 

   Förstå vad en parallellkrets är. Som namnet antyder innehåller parallellkretsen element arrangerade parallellt. För detta används flera ledningar för att skapa banor genom vilka den elektriska strömmen kan röra sig.

2. 

   Beräkna skillnaden i totalpotential. Eftersom alla terminologier redan har förklarats i föregående avsnitt går vi direkt till demonstrationen av ekvationerna som används i parallella kretsar. För att illustrera, föreställ dig ett rör med två gafflar (med olika diametrar). För att vatten ska passera genom de två rören, är det nödvändigt att applicera olika krafter på var och en av dem? Nej. Du behöver bara tillräckligt med styrka för att få vattnet att rinna. Med tanke på att vatten spelar rollen som elektrisk ström och att kraften spelar rollen som potentiell skillnad kan vi säga att:
   • U_(total) = U₁ = U₂ = U₃.

3. 

   Beräkna det totala elektriska motståndet. Anta att du vill reglera vattnet som passerar genom de två rören. Vad skulle vara det bästa sättet att göra detta? Använd bara en stoppventil vid varje gaffel eller installera flera ventiler i följd? Det andra alternativet skulle vara det bästa valet. För resistanser fungerar analogin på samma sätt. Motstånd anslutna i serie reglerar den elektriska strömmen på ett mycket mer effektivt sätt än när de är parallellt anslutna. Ekvationen som används för att beräkna totalmotståndet i en parallellkrets är:
   • 1 / R_(total) = (1 / R₁) + (1 / R₂) + (1 / R₃).

4. 

   Beräkna den totala elektriska strömmen. Återgå till vårt exempel: vägen genom vilken vatten passerar är uppdelad. Detsamma gäller för elektrisk ström. Eftersom det finns flera vägar genom vilka laster kan röra sig, säger vi att strömmen är uppdelad. De olika vägarna kommer inte nödvändigtvis att få samma mängd laster. Detta beror på resistans och material i varje tråd. Därför kommer ekvationen för att beräkna den totala elektriska strömmen summan av strömmarna för varje bana:
   • jag_(total) = Jag₁ + Jag₂ + Jag₃.
   • Vi kan inte använda denna formel utan de enskilda elektriska strömvärdena. För detta fall kan vi också tillämpa den första lagen om Oh M.

Del 4 av 4: Lösa ett exempel med parallella och seriekretsar

1. 

   Lös följande exempel. Fyra motstånd i en krets är parallellt indelade i två ledningar. Den första strängen innehåller R₁ = 1 och R₂ = 2Ω. Den andra tråden innehåller R₃ = 0,5 och R₄ = 1,5 '. Resistorerna för varje tråd är associerade i serie. Den potentiella skillnaden som tillämpas på den första ledningen är 3V. Beräkna det totala värdet på den elektriska strömmen.

2. 

   Börja med att beräkna det totala motståndet. Eftersom motstånden på varje tråd är anslutna i serie beräknar vi först det totala motståndet på varje tråd.
   • R₍₁₊₂₎ = R₁ + R₂.
   • R₍₁₊₂₎ = 1Ω + 2Ω.
   • R₍₁₊₂₎ = 3Ω.
   • R₍₃₊₄₎ = R₃ + R₄.
   • R₍₃₊₄₎ = 0,5Ω + 1,5Ω.
   • R₍₃₊₄₎ = 2Ω.

3. 

   Byt ut värdena från föregående steg i ekvationen för parallella föreningar. Eftersom ledningarna är parallella associerade tillämpar vi nu värdena från föregående artikel i ekvationen för parallella anslutningar.
   • (1 / R_(total)) = (1 / R₍₁₊₂₎) + (1 / R₍₃₊₄₎).
   • (1 / R_(total)) = (1/3Ω) + (1/2Ω).
   • (1 / R_(total)) = 5/6.
   • R_(total) = 1,2Ω.

4. 

   Beräkna skillnaden i totalpotential. Eftersom den potentiella skillnaden är densamma i en parallell förening kan vi säga att:
   • U_(total) = U₁ = 3V.

5. 

   Tillämpa lagen om Oh M. Använd nu lagen om Oh M för att bestämma värdet på den totala elektriska strömmen.
   • U_(total) = Jag_(total) x R_(total).
   • jag_(total) = U_(total)/ R_(total).
   • jag_(total) = 3V / 1,2Ω.
   • jag_(total) = 2,5 A.

tips

• Värdet på det totala motståndet för en parallellkrets är alltid mindre än värdet på motståndet för Allt de andra motståndarna i föreningen.
• Viktiga terminologier:
  • Elektrisk krets: uppsättning komponenter (motstånd, kondensatorer och induktorer) anslutna med ledningar genom vilka en elektrisk ström passerar i ordning.
  • Motstånd: komponenter som kan minska intensiteten hos en elektrisk ström.
  • Elektrisk ström: beställt flöde av elektriska laddningar. Din S.I.-enhet är ampere (DE).
  • Potentiell skillnad (ddp): arbete som produceras per enhet elektrisk laddning. Din S.I.-enhet är volt (V).
  • Elektriskt motstånd: mått på motstånd mot passage av elektrisk ström. Din S.I.-enhet är Oh M (Ω).