Αυτό το άρθρο διευκρινίζει τι είναι η πτώση τάσης και πώς να υπολογίσετε την πτώση τάσης σε ένα κύκλωμα σειράς. Κάθε φορά που η τάση συναντά οποιοδήποτε στοιχείο αντίστασης στο κύκλωμα, η τιμή μειώνεται ή «πέφτει».
Σε ένα κύκλωμα σειράς, υπάρχουν πολλές αντιστάσεις ή σύνθετες αντιστάσεις. Κάθε φορά που περνάει ρεύμα από αυτά, η τάση μειώνεται. Επομένως, πρέπει να γνωρίζουμε την τιμή μιας συγκεκριμένης αντίστασης και το ρεύμα που διέρχεται από αυτήν για να υπολογίσουμε την πτώση τάσης σε αυτήν. Η πτώση τάσης είναι το ρεύμα πολλαπλασιασμένο με την αντίσταση.
Τι είναι η πτώση τάσης;
Ας υποθέσουμε ότι ενώνουμε μια μπαταρία με μια αντίσταση μέσω ενός σύρματος. Τα ηλεκτρόνια τείνουν να ρέουν από την αρνητική στη θετική πλευρά της μπαταρίας. Είναι σαν ένα ηλεκτρικό φορτίο που πηγαίνει από το θετικό στο αρνητικό τερματικό.
Όταν μια μονάδα φόρτισης συναντήσει την αντίσταση, σταματάει για λίγο. Όταν περνάει την αντίσταση, μια άλλη μονάδα φόρτισης έρχεται και σταματά. Ανά πάσα στιγμή, η ποσότητα φόρτισης στο τέλος της αντίστασης είναι μικρότερη από τη φόρτιση στην αρχή της αντίστασης. Αυτό το φαινόμενο δημιουργεί μια «δυνητική πτώση ή πτώση τάσης».
Διαβάστε περισσότερα στο…..Είναι σταθερή η τάση στη σειρά: Πλήρεις πληροφορίες και συχνές ερωτήσεις
Πώς να υπολογίσετε τη συνολική πτώση τάσης σε ένα κύκλωμα σειράς;
Η συνολική πτώση τάσης σε ένα κύκλωμα σειράς είναι η προσθήκη όλων των μεμονωμένων πτώσεων τάσης που προκαλούνται από τις παραμέτρους της σύνθετης αντίστασης. Επίσης, το άθροισμα είναι ίσο με τη συνολική τάση που παρέχεται στο κύκλωμα ή την τάση πριν από οποιαδήποτε «πτώση».
Ας εξετάσουμε τα φαινόμενα με τη βοήθεια ενός κυκλώματος. Στο παρακάτω κύκλωμα, υπάρχουν δύο αντιστάσεις, R1 των 100 ohms και R2 των 200 ohms, συνδεδεμένο με τροφοδοτικό V 30 volt. Ρεύμα i = V/(R1 + R2) = 30/(100+200) = 0.1 Α. Επομένως η τάση πέφτει στο R1 = ix R1 = 0.1 x 100 = 10 V και κατά μήκος του R2 = ix R2 = 0.1 x 200 = 20 V.
Πώς υπολογίζετε την πτώση τάσης σε ένα κύκλωμα σειράς AC;
AC ή εναλλασσόμενο ρεύμα Τα κυκλώματα είναι ηλεκτρικά κυκλώματα με τάση τροφοδοσίας AC. Ένα AC σειρά αποτελείται από οποιονδήποτε συνδυασμό αντίστασης, επαγωγέα και πυκνωτή που συνδέεται μέσω διαμόρφωσης σειράς.
Ακριβώς όπως το DC, μπορούμε να υπολογίσουμε την καθαρή σύνθετη αντίσταση ενός κυκλώματος σειράς AC προσθέτοντάς τα. Οι πτώσεις τάσης μπορούν επίσης να βρεθούν με παρόμοιο τρόπο. Η πτώση τάσης σε οποιοδήποτε στοιχείο σε ένα κύκλωμα σειράς AC είναι V= iZ, όπου Z είναι η καθαρή σύνθετη αντίσταση του κυκλώματος και i είναι το συνολικό ρεύμα που διαρρέει από αυτό.
Διαβάστε περισσότερα στο…..Πώς να υπολογίσετε την τάση σε ένα κύκλωμα σειράς: Λεπτομερή γεγονότα
Πτώση τάσης σε κύκλωμα RLC σειράς:
Το κύκλωμα RLC είναι μια ιδιαίτερη περίπτωση κυκλωμάτων AC. Ένα κύκλωμα RLC περιλαμβάνει αντιστάσεις, πυκνωτές και επαγωγείς ενωμένους μέσω σειράς. Ας καταλάβουμε το πέφτει τάση σε ένα κύκλωμα σειράς RLC μέσω ενός παραδείγματος.
Το κύκλωμα έχει τρία στοιχεία που σχεδιάζονται παρακάτω: μια αντίσταση R ohm, έναν επαγωγέα L Henry και έναν πυκνωτή C farad. Γνωρίζαμε προηγουμένως ότι η πτώση τάσης σε οποιοδήποτε από αυτά = αντίσταση × ρεύμα. Ετσι,
Πτώση τάσης στην αντίσταση = iR, ο επαγωγέας= iXL και ο πυκνωτής = iXC όπου XL= 2πfL και XC = 1/ 2πfC
Πώς να υπολογίσετε την πτώση τάσης σε ένα κύκλωμα σειράς - Αριθμητικά παραδείγματα
Q1. Τρεις αντιστάσεις συνδέονται σε σειρά με τιμές R1= 4 Ω, R2= 5 Ω και R3 = 6 Ω. Το κύκλωμα συνδέεται με τροφοδοτικό 15 V. Μάθετε τις πτώσεις τάσης στις αντιστάσεις.
Για τον υπολογισμό των πτώσεων δυναμικού στο R1Ε2, και R3, πρέπει πρώτα να λάβουμε το ρεύμα στο κύκλωμα. Γνωρίζουμε, ρεύμα = καθαρή τάση/ισοδύναμη αντίσταση
Η ισοδύναμη αντίσταση Req = R1 + R2 + R3 = 4 + 5 + 6 = 15Ω
Επομένως, συνολικό ρεύμα = 15V/15Ω = 1Α
Τώρα, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το νόμο του Ohm (V = IR) για κάθε αντίσταση και να βρούμε τις πτώσεις τάσης σε αυτές.
Λοιπόν, V1 = I x R1 = 1 x 4 = 4V
V2 = I x R2 = 1 x 5 = 5V
V3 = I x R3 = 1 x 6 = 6 V
Ε2. Για το παρακάτω κύκλωμα, η πτώση τάσης στην αντίσταση των 6 ohm είναι 12 V. Μάθετε τις άλλες πτώσεις τάσης και υπολογίστε τη συνολική πτώση τάσης ή την τάση τροφοδοσίας.
Γνωρίζουμε ότι η πτώση τάσης σε οποιαδήποτε αντίσταση στο κύκλωμα σειράς = αντίσταση × συνολικό ρεύμα
Εάν το ρεύμα i ρέει στο κύκλωμα, η πτώση τάσης στην αντίσταση των 6 ohm είναι 6i.
6i = 12 ή i = 2 amp
Επομένως, πτώση τάσης στην αντίσταση 2 ohm = 2 x 2 = 4 V
Πτώση τάσης στην αντίσταση 4 ohm = 2 x 4 = 8 V
Το δίχτυ λοιπόν πτώση τάσης ή η τάση τροφοδοσίας = (12 + 4 + 8) = 24 V
Ε3. Η παρακάτω εικόνα απεικονίζει ένα κύκλωμα σειράς RLC με τα ακόλουθα στοιχεία: Τροφοδοσία 120 V, 50 Hz AC, Μια αντίσταση 100 ohm, Ένας πυκνωτής 20 μF, Ένας επαγωγέας 420 mH. Υπολογίστε τις πτώσεις τάσης και στις τρεις σύνθετες αντιστάσεις.
Παλαιότερα ξέραμε πώς να το κάνουμε υπολογίστε τις πτώσεις τάσης για ένα κύκλωμα RLC σειράς. Το ρεύμα πολλαπλασιασμένο με την αντίσταση (R ή XL ή ΧC) μας δίνει την πτώση τάσης. Ας μάθουμε το ΧL και ΧC πρώτη.
XL= 2πfL (f είναι η συχνότητα της παροχής AC)
Λοιπόν, ΧL = 2 x π x 50 x 420 x 10^{-3} = 131.95 Ω
XC = 1/2 x π x 50 x 20 x 10^{-6} }= 159.15 Ω
Επομένως, η καθαρή αντίσταση,
Τώρα, για τα κυκλώματα AC, υπάρχει μια οντότητα που ονομάζεται γωνία φάσης. Δίνει ένα μέτρο της γωνίας κατά την οποία το ρεύμα καθυστερεί ή οδηγεί την τάση. Γωνία φάσης φ = αρκτάν (ΧC - ΧL/ Ρ)
φ = αρκτάνη (27.2/100) = 15.22°
Λοιπόν, τρέχον
Ως εκ τούτου,
Εδώ, το ρεύμα οδηγεί την τάση ως XC > ΧL.
Διαβάστε περισσότερα για….Τι είναι η τάση σε κύκλωμα σειράς: Λεπτομερή στοιχεία
