Innhold

• Steps
• Tips

Den enkleste måten å forestille seg en seriekrets er å tenke på en kjede med elementer. Disse elementene er arrangert fortløpende på samme linje. Dermed er det bare en bane som elektroner og ladninger kan ta. Etter å ha forstått detaljene som er involvert i en serieforening, kan du lære hvordan du beregner den totale elektriske strømmen.

Steps

Del 1 av 4: Learning Basic Terminology

1. 

   Forstå hva som er aktuell. Elektrisk strøm er en ordnet strøm av elektrisk ladede partikler (for eksempel elektroner) eller, matematisk, strømmen av ladninger per tidsenhet. Men hva er en ladning og et elektron? Elektronet er en negativt ladet partikkel. Lading er en fysisk egenskap ved materie som brukes til å identifisere om den er positivt eller negativt ladet. Som magneter, blir ladninger av like signaler frastøtt og ladninger av motsatte signaler tiltrekkes.
   • La oss bruke vann som eksempel. Vann dannes av H-molekylet₂O (to hydrogenatomer og ett oksygenatom bundet sammen). Vi vet at oksygenatomet og hydrogenatomene kommer sammen for å danne H-molekylet₂DE.
   • En vannstrøm består av millioner og millioner av disse molekylene. Vi kan sammenligne strømmen til vann med den elektriske strømmen; vannmolekylene tilsvarer elektronene, og den elektriske ladningen til hydrogen- og oksygenatomer.

2. 

   
   
   Forstå hva som er potensiell forskjell. Potensialforskjellen (også kalt elektrisk spenning) er "kraften" som får den elektriske strømmen til å bevege seg. For å illustrere hva en potensiell forskjell er, la oss tenke på et batteri: inne i det er det en serie kjemiske reaksjoner som fører til en elektronisk agglomerering på sin positive pol.
   • Hvis vi kobler den positive polen til batteriet til den negative polen gjennom en ledning, vil vi føre til at elektronene beveger seg sammen (dette skyldes frastøtning av ladninger av det samme signalet).
   • På grunn av prinsippet om bevaring av den elektriske ladningen (han sier at summen av de elektriske ladningene i et isolert system må være konstant), vil elektronene prøve å balansere ladningene i systemet fra punktet med høyeste konsentrasjon til punktet med laveste konsentrasjon (dvs. fra den positive polen til den negative polen til batteriet).
   • Denne elektronbevegelsen gir en potensiell forskjell (eller ganske enkelt ddp).

3. 

   
   
   Forstå hva motstand er. Elektrisk motstand er motstand mot strømmen av elektriske ladninger.
   • Motstander er komponenter i en krets som har betydelig motstand. De er anordnet i visse deler av kretsen for å regulere strømmen av ladninger eller elektroner.
   • Hvis det ikke er noen motstander i kretsen, vil det ikke være noen kontroll av elektronbevegelse. I dette tilfellet kan utstyret få overflødig belastning og ende opp med å bli skadet (eller overoppheting på grunn av overbelastning).

Del 2 av 4: Beregning av den totale elektriske strømmen til en seriekrets

1. 

   
   
   Beregn total motstand. Ta et plaststrå og drikke litt vann. Knus noen deler av halmen og drikk igjen. Merket du noen forskjell? Væsken skal komme i en mindre mengde. Hver bultert del av strået fungerer som en motstand; de tjener til å blokkere passering av vann (som igjen spiller rollen som elektrisk strøm). Siden bulene er i rekkefølge, sier vi at de er i serie. Basert på dette eksemplet kan vi konkludere med at den totale motstanden til en serieforening vil være lik:
   • R_(Total) = R₁ + R₂ + R₃.

2. 

   Beregn forskjellen i det totale potensialet. I de fleste saker vil den totale ddp-verdien bli gitt i uttalelsen; Hvis problemet gir de individuelle ddp-verdiene for hver motstand, kan vi bruke følgende ligning:
   • U_(Total) = U₁ + U₂ + U₃.
   • Hvorfor denne ligningen? La oss vurdere halm analogien igjen: hva skjer etter å ha eltet det? Du må presse hardere for at vannet skal komme gjennom halmen. Den totale kraften du gjør avhenger av summen av kreftene som kreves på hvert krøllete punkt på strået.
   • "Styrken" som trengs er potensialforskjellen; det fører til strømning av vann eller elektrisk strøm. Derfor kan vi konkludere med at den totale ddp vil bli beregnet ved å legge til de individuelle ddps for hver motstand.

3. 

   Beregn den totale elektriske strømmen til systemet. Bruker du stråanalogien igjen: endres vannmengden etter å ha eltet den? Nei. Selv om væskens hastighet endres, endres ikke mengden vann du drikker. Hvis du ser på vannet som kommer inn og forlater de knuste delene av halmen, vil du merke at disse to mengdene er de samme; dette skyldes den faste hastigheten på væskestrømmen. Derfor kan vi bekrefte at:
   • Jeg₁ = Jeg₂ = Jeg₃ = Jeg_(Total).

4. 

   Husk den første loven av Oh M. I tillegg til likningene som vises, kan du også bruke ligningen til loven om Oh M: den relaterer potensialforskjellen (ddp), den totale strømmen og motstanden til kretsen.
   • U_(Total) = Jeg_(Total) x R_(Total).

5. 

   Løs følgende eksempel. Tre motstander, R₁ = 10Ω, R₂ = 2Ω og R₃ = 9Ω, er assosiert i serier. Potensialforskjellen som brukes på kretsen er 2,5V. Beregn verdien av den totale elektriske strømmen. For å begynne, la oss beregne kretsens totale motstand:
   • R_(Total) = 10Ω + 2Ω + 9Ω.
   • Derfor, R_(Total)= 21Ω

6. 

   Bruk loven til Oh M for å bestemme den totale elektriske strømverdien:
   • U_(Total) = Jeg_(Total) x R_(Total).
   • Jeg_(Total) = U_(Total)/ R_(Total).
   • Jeg_(Total) = 2,5V / 21Ω.
   • Jeg_(Total) = 0,1190A.

Del 3 av 4: Beregne den totale elektriske strømmen til en krets parallelt

1. 

   Forstå hva en parallell krets er. Som navnet tilsier, inneholder den parallelle kretsen elementer anordnet i parallell. For dette brukes flere ledninger for å lage baner som den elektriske strømmen kan bevege seg gjennom.

2. 

   Beregn forskjellen i det totale potensialet. Som alle terminologier allerede er forklart i forrige seksjon, går vi direkte til demonstrasjonen av ligningene som er brukt i parallelle kretsløp. For å illustrere, forestill deg et rør med to gafler (med forskjellige diametre). For at vann skal passere gjennom de to rørene, vil det være nødvendig å bruke forskjellige krefter på hver av dem? Nei. Du trenger bare nok styrke til å få vannet til å renne. Med tanke på at vann spiller rollen som elektrisk strøm og at kraften spiller rollen som potensiell forskjell, kan vi derfor si at:
   • U_(Total) = U₁ = U₂ = U₃.

3. 

   Beregn den totale elektriske motstanden. Anta at du vil regulere vannet som går gjennom de to rørene. Hva ville være den beste måten å gjøre dette på? Bruker du bare en stoppventil på hver gaffel eller installerer flere ventiler fortløpende? Det andre alternativet ville være det beste valget. For motstander fungerer analogien på samme måte. Motstander koblet i serie regulerer den elektriske strømmen på en mye mer effektiv måte enn når de er koblet parallelt. Ligningen som brukes til å beregne den totale motstanden i en parallell krets er:
   • 1 / R_(Total) = (1 / R₁) + (1 / R₂) + (1 / R₃).

4. 

   Beregn den totale elektriske strømmen. Tilbake til vårt eksempel: banen som vannet passerer er delt. Det samme gjelder elektrisk strøm. Siden det er flere stier som belastninger kan bevege seg gjennom, sier vi at strømmen er delt. De forskjellige banene vil ikke nødvendigvis få like mye belastning. Dette avhenger av motstandene og materialene til hver ledning. Derfor vil ligningen for beregning av den totale elektriske strømmen være summen av strømningene for hver bane:
   • Jeg_(Total) = Jeg₁ + Jeg₂ + Jeg₃.
   • Vi kan ikke bruke denne formelen uten de individuelle elektriske strømverdiene. For denne saken kan vi også anvende den første loven fra Oh M.

Del 4 av 4: Løsning av et eksempel med parallelle og seriekretser

1. 

   Løs følgende eksempel. Fire motstander i en krets er delt i to ledninger parallelt. Den første strengen inneholder R₁ = 1Ω og R₂ = 2Ω. Den andre ledningen inneholder R₃ = 0,5 og R₄ = 1,5Ω. Motstandene til hver ledning er assosiert i serie. Potensialforskjellen på den første ledningen er 3V. Beregn den totale verdien av den elektriske strømmen.

2. 

   Begynn med å beregne den totale motstanden. Siden motstandene på hver ledning er seriekoblet, beregner vi først den totale motstanden på hver ledning.
   • 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. 

   Bytt ut verdiene fra forrige trinn i ligningen for parallelle assosiasjoner. Ettersom ledningene er parallelt tilknyttet, bruker vi nå verdiene fra forrige element i ligningen for parallelle forbindelser.
   • (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. 

   Beregn forskjellen i det totale potensialet. Siden potensialforskjellen er den samme i en parallell assosiasjon, kan vi si at:
   • U_(Total) = U₁ = 3V.

5. 

   Bruk loven til Oh M. Nå, bruk loven om Oh M for å bestemme verdien av den totale elektriske strømmen.
   • U_(Total) = Jeg_(Total) x R_(Total).
   • Jeg_(Total) = U_(Total)/ R_(Total).
   • Jeg_(Total) = 3V / 1,2Ω.
   • Jeg_(Total) = 2,5 A.

Tips

• Verdien av den totale motstanden til en parallell krets er alltid mindre enn verdien av motstanden til alle de andre motstanderne i foreningen.
• Viktige terminologier:
  • Elektrisk krets: sett med komponenter (motstander, kondensatorer og induktorer) forbundet med ledninger som en elektrisk strøm går i orden.
  • Motstander: komponenter som kan redusere intensiteten til en elektrisk strøm.
  • Elektrisk strøm: bestilt strøm av elektriske ladninger. S.I.-enheten din er ampere (DE).
  • Potensiell forskjell (ddp): arbeid produsert per enhet elektrisk ladning. S.I.-enheten din er volt (V).
  • Elektrisk motstand: måling av motstand mot passering av elektrisk strøm. S.I.-enheten din er Oh M (Ω).