Содержание

• меры
• подсказки

Самый простой способ представить последовательную схему - это представить цепочку элементов. Эти элементы расположены последовательно на одной линии. Таким образом, электроны и заряды могут идти только по одному пути. Разобравшись в деталях последовательной связи, вы сможете узнать, как рассчитать общий электрический ток.

меры

Часть 1 из 4: Изучение базовой терминологии

1. 

   Разберитесь в текущем состоянии. Электрический ток - это упорядоченный поток электрически заряженных частиц (например, электронов) или, математически, поток зарядов в единицу времени. Но что такое заряд и электрон? Электрон - отрицательно заряженная частица. Заряд - это физическое свойство вещества, используемое для определения того, заряжен он положительно или отрицательно. Подобно магнитам, заряды одинаковых сигналов отталкиваются, а заряды противоположных сигналов притягиваются.
   • В качестве примера возьмем воду. Вода образована молекулой H₂O (два атома водорода и один атом кислорода, связанные вместе). Мы знаем, что атом кислорода и атомы водорода объединяются, чтобы сформировать молекулу H.₂.
   • Поток воды состоит из миллионов и миллионов этих молекул. Мы можем сравнить ток воды с электрическим током; молекулы воды эквивалентны электронам, а электрический заряд - атомам водорода и кислорода.

2. 

   
   
   Понять, что такое разность потенциалов. Разность потенциалов (также называемая электрическим напряжением) - это «сила», которая заставляет электрический ток двигаться. Чтобы проиллюстрировать, что такое разность потенциалов, давайте представим батарею: внутри нее происходит серия химических реакций, которые приводят к агломерации электронов на ее положительном полюсе.
   • Если мы соединим положительный полюс батареи с отрицательным полюсом через провод, мы заставим электроны двигаться вместе (это происходит из-за отталкивания зарядов одного и того же сигнала).
   • Из-за принципа сохранения электрического заряда (он говорит, что сумма электрических зарядов в изолированной системе должна быть постоянной), электроны будут пытаться уравновесить заряды в системе от точки наибольшей концентрации до точки наименьшей концентрации (т. Е. от положительного полюса к отрицательному полюсу аккумулятора).
   • Это движение электронов создает разность потенциалов (или просто ddp).

3. 

   
   
   Разберитесь, что такое сопротивление. Электрическое сопротивление - это противостояние потоку электрических зарядов.
   • Резисторы - это компоненты схемы, которые имеют значительное сопротивление. Они расположены в определенных частях схемы, чтобы регулировать поток зарядов или электронов.
   • Если в схеме нет резисторов, не будет управления движением электронов. В этом случае оборудование может получить чрезмерные нагрузки и в конечном итоге выйти из строя (или перегреться из-за перегрузки).

Часть 2 из 4: Расчет полного электрического тока в последовательной цепи

1. 

   
   
   Рассчитайте общее сопротивление. Возьмите пластиковую соломинку и выпейте воды. Теперь раздавите некоторые части соломы и снова выпейте. Вы заметили разницу? Жидкости должно поступать в меньшем количестве. Каждая помятая часть соломинки действует как резистор; они служат для блокировки прохождения воды (которая, в свою очередь, играет роль электрического тока). Поскольку вмятины расположены последовательно, мы говорим, что они расположены последовательно. На основе этого примера можно сделать вывод, что полное сопротивление последовательной связи будет равно:
   • р_{(общее количество)} = R₁ + R₂ + R₃.

2. 

   Рассчитайте разницу в общем потенциале. В большинстве случаев в выписке указывается общее значение ddp; если проблема предоставляет индивидуальные значения ddp для каждого резистора, мы можем использовать следующее уравнение:
   • U_{(общее количество)} = U₁ + U₂ + U₃.
   • Почему это уравнение? Давайте снова рассмотрим аналогию с соломой: что происходит после ее замешивания? Вам нужно будет сильнее надавить, чтобы вода прошла через соломинку. Суммарное усилие, которое вы прикладываете, зависит от суммы сил, требуемых в каждой смятой точке соломинки.
   • Необходимая «сила» - это разность потенциалов; это вызывает поток воды или электрического тока. Таким образом, мы можем сделать вывод, что общий ddp будет рассчитан путем сложения индивидуальных ddps каждого резистора.

3. 

   Рассчитайте общий электрический ток системы. Снова воспользуемся аналогией с соломой: изменится ли количество воды после ее замешивания? Нет. Хотя скорость жидкости меняется, количество выпиваемой воды не меняется. Если вы посмотрите, как вода входит и выходит из измельченных частей соломы, вы заметите, что эти два количества одинаковы; это связано с фиксированной скоростью потока жидкости. Таким образом, мы можем утверждать, что:
   • я₁ = Я₂ = Я₃ = Я_{(общее количество)}.

4. 

   Помните первый закон О м. В дополнение к показанным уравнениям вы также можете использовать уравнение закона О м: связывает разность потенциалов (ddp), полный ток и сопротивление цепи.
   • U_{(общее количество)} = Я_{(общее количество)} х R_{(общее количество)}.

5. 

   Решите следующий пример. Три резистора, R₁ = 10 Ом, R₂ = 2Ω и R₃ = 9Ω, связаны последовательно. Разность потенциалов, приложенная к цепи, составляет 2,5 В. Рассчитайте значение общего электрического тока. Для начала рассчитаем полное сопротивление цепи:
   • р_{(общее количество)} = 10Ω + 2Ω + 9Ω.
   • Следовательно, р_{(общее количество)}= 21Ω

6. 

   Применять закон О м для определения общего значения электрического тока:
   • U_{(общее количество)} = Я_{(общее количество)} х R_{(общее количество)}.
   • я_{(общее количество)} = U_{(общее количество)}/ Р_{(общее количество)}.
   • я_{(общее количество)} = 2,5 В / 21 Ом.
   • я_{(общее количество)} = 0,1190 А.

Часть 3 из 4: Расчет общего электрического тока в параллельной цепи

1. 

   Разберитесь, что такое параллельная схема. Как следует из названия, параллельная цепь содержит элементы, расположенные параллельно. Для этого используются несколько проводов, чтобы создать пути, по которым может проходить электрический ток.

2. 

   Рассчитайте разницу в общем потенциале. Поскольку вся терминология уже была объяснена в предыдущем разделе, мы переходим непосредственно к демонстрации уравнений, применяемых в параллельных цепях. Для иллюстрации представьте трубу с двумя вилками (разного диаметра). Нужно ли будет прикладывать к каждой из них разные силы, чтобы вода могла пройти через две трубы? Нет. Вам понадобится только силы, чтобы заставить воду течь. Следовательно, учитывая, что вода играет роль электрического тока, а сила играет роль разности потенциалов, мы можем сказать, что:
   • U_{(общее количество)} = U₁ = U₂ = U₃.

3. 

   Рассчитайте общее электрическое сопротивление. Предположим, вы хотите отрегулировать воду, которая проходит по двум трубам. Как лучше всего это сделать? Использовать только один запорный клапан на каждой вилке или последовательно устанавливать несколько клапанов? Второй вариант будет лучшим выбором. Для сопротивлений аналогия работает точно так же. Резисторы, соединенные последовательно, регулируют электрический ток гораздо более эффективно, чем когда они соединены параллельно. Уравнение, используемое для расчета полного сопротивления в параллельной цепи:
   • 1 / R_{(общее количество)} = (1 / R₁) + (1 / R₂) + (1 / R₃).

4. 

   Рассчитайте общий электрический ток. Вернемся к нашему примеру: путь, по которому проходит вода, делится. То же самое и с электрическим током. Поскольку существует несколько путей, по которым могут перемещаться нагрузки, мы говорим, что ток делится. На разные пути не обязательно будет одинаковое количество нагрузок. Это зависит от сопротивления и материалов каждого провода. Следовательно, уравнение для расчета полного электрического тока будет суммой токов для каждого пути:
   • я_{(общее количество)} = Я₁ + Я₂ + Я₃.
   • Мы не можем использовать эту формулу без индивидуальных значений электрического тока. Для этого случая можно также применить первый закон О м.

Часть 4 из 4: Решение примера с параллельными и последовательными цепями

1. 

   Решите следующий пример. Четыре резистора в цепи разделены на два параллельных провода. Первый провод содержит R₁ = 1 Ом и R₂ = 2 Ом. Второй провод содержит R₃ = 0,5 Ом и R₄ = 1,5 Ом. Резисторы каждого провода соединены последовательно. Разность потенциалов, приложенная к первому проводу, составляет 3 В. Рассчитайте общее значение электрического тока.

2. 

   Начнем с расчета общего сопротивления. Поскольку резисторы на каждом проводе соединены последовательно, сначала рассчитаем общее сопротивление на каждом проводе.
   • р₍₁₊₂₎ = R₁ + R₂.
   • р₍₁₊₂₎ = 1Ω + 2Ω.
   • р₍₁₊₂₎ = 3Ω.
   • р₍₃₊₄₎ = R₃ + R₄.
   • р₍₃₊₄₎ = 0,5Ω + 1,5Ω.
   • р₍₃₊₄₎ = 2Ω.

3. 

   Подставьте значения из предыдущего шага в уравнение параллельных связей. Поскольку провода связаны параллельно, теперь мы применяем значения из предыдущего пункта в уравнении для параллельных соединений.
   • (1 / R_{(общее количество)}) = (1 / R₍₁₊₂₎) + (1 / R₍₃₊₄₎).
   • (1 / R_{(общее количество)}) = (1/3Ω) + (1/2Ω).
   • (1 / R_{(общее количество)}) = 5/6.
   • р_{(общее количество)} = 1,2Ω.

4. 

   Рассчитайте разницу в общем потенциале. Поскольку в параллельной ассоциации разность потенциалов одинакова, мы можем сказать, что:
   • U_{(общее количество)} = U₁ = 3 В.

5. 

   Применять закон О м. Теперь воспользуйтесь законом О м для определения величины общего электрического тока.
   • U_{(общее количество)} = Я_{(общее количество)} х R_{(общее количество)}.
   • я_{(общее количество)} = U_{(общее количество)}/ Р_{(общее количество)}.
   • я_{(общее количество)} = 3 В / 1,2 Ом.
   • я_{(общее количество)} = 2,5 А.

подсказки

• Значение общего сопротивления параллельной цепи всегда меньше, чем значение сопротивления параллельной цепи. все другие резисторы в ассоциации.
• Важная терминология:
  • Электрическая цепь: набор компонентов (резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности), соединенных проводами, по которым по порядку проходит электрический ток.
  • Резисторы: компоненты, которые могут снизить силу электрического тока.
  • Электрический ток: упорядоченный поток электрических зарядов. Ваш S.I. юнит - это ампер (THE).
  • Разница потенциалов (ddp): работа, производимая на единицу электрического заряда. Ваш S.I. юнит - это вольт (V).
  • Электрическое сопротивление: мера сопротивления прохождению электрического тока. Ваш S.I. юнит - это О м (Ω).