Πώς να υπολογίσετε την τάση σε ένα κύκλωμα σειράς: Λεπτομερή γεγονότα

Σε αυτό το άρθρο, θα μάθουμε διαφορετικές μεθόδους για τον υπολογισμό της τάσης σε ένα κύκλωμα σειράς. Τα κυκλώματα σειράς είναι γνωστό ότι έχουν δύο ή περισσότερες αντιστάσεις, πυκνωτές ή επαγωγείς συνδυασμένους με μονές διαδρομές μεταξύ οποιωνδήποτε δύο.

Ένα κύκλωμα σειράς μπορεί να έχει δύο τύπους εξαρτημάτων τάσης. Το πρώτο είναι η τάση τροφοδοσίας. Συχνά παρέχεται από μπαταρία. Ένα άλλο είναι η πτώση τάσης που είναι στην πραγματικότητα η μείωση της τάσης που προκαλείται από οποιοδήποτε είδος σύνθετης αντίστασης όπως αντίσταση, επαγωγή ή χωρητικότητα. Εδώ θα μάθουμε πώς να υπολογίσουμε την τάση σε ένα κύκλωμα σειράς.

Διαβάστε περισσότερα για….Είναι σταθερή η τάση στη σειρά: Πλήρεις πληροφορίες και συχνές ερωτήσεις

Πώς να υπολογίσετε την τάση σε ένα κύκλωμα σειράς-FAQs

Πώς να υπολογίσετε την τάση σε ένα κύκλωμα σειράς με τη βοήθεια του νόμου τάσης του Kirchhoff;

Οι νόμοι του Kirchhoff παρέχει πληροφορίες σχετικά με τη διαφορά ρεύματος και δυναμικού σε ένα κύκλωμα. Ο νόμος της τάσης του Kirchhoff (KVL) αναφέρει ότι «Το αλγεβρικό άθροισμα της τάσης στους κόμβους σε ένα κλειστό κύκλωμα είναι ίσο με μηδέν».

Ο νόμος της τάσης του Kirchoff λέει ότι σε έναν βρόχο, το άθροισμα όλων των οι υπάρχουσες τάσεις πρέπει να είναι μηδέν. Σε κύκλωμα σειράς, υπάρχουν δύο ή περισσότερες αντιστάσεις καλωδιωμένες στον ίδιο βρόχο. Άρα, ίση ποσότητα ρεύματος διαρρέει όλα αυτά. Χρησιμοποιώντας τον νόμο του Kirchoff εδώ, μπορούμε να βρούμε τάση σε οποιοδήποτε σημείο αυτού του κυκλώματος.

Διαβάστε περισσότερα για….Τι είναι η τάση σε κύκλωμα σειράς: Λεπτομερή στοιχεία

Πώς να υπολογίσετε την τάση σε ένα κύκλωμα σειράς - Απεικόνιση με μερικά αριθμητικά παραδείγματα.

Q1. Βρείτε τις τάσεις V₁, V₂ και V₃ για το ακόλουθο κύκλωμα που απεικονίζεται στην εικόνα 1.

Για το παρακάτω κύκλωμα, βρείτε τάση κατά μήκος οι αντιστάσεις.

Αυτός ο διαλογισμός στα σειρά έχει τα ακόλουθα συστατικά:

1. Δύο πηγές τάσης των 120 V και 8 V αντίστοιχα.
2. Τρεις αντιστάσεις των 8 ohm, 4 ohm και 4 ohm.

Πρέπει να βρούμε τις τάσεις V₁, V₂ και V₃ κατά μήκος των αντιστάσεων. 

Εδώ, αν εφαρμόσουμε το νόμο του Kirchoff, θα έχουμε,

-V₃ + 120 + V₂ -8 +V₁ = 0

V₁ + V₂ - V₃ = -116

4i + 8i – 4i = -116

i = -116/8 = -14.5 mA

Επομένως οι τάσεις είναι - V₁= 4 × 14.5 = 58 V , V₂= 8 × 14.5 = 116 V, V₃= 4 × 14.5 = 58 V

Ε2. Υπολογίστε την τάση μεμονωμένων αντιστάσεων στο κύκλωμα που φαίνεται στην εικόνα 2

Στο κύκλωμα, τέσσερις αντιστάσεις ενώνονται μέσω διαμόρφωσης σειράς. Άρα η ισοδύναμη αντίσταση R_eq = 10+ 5 + 20+ 10 = 45 ohm

Καθαρό ρεύμα i = V_καθαρά/ R_eq = (8+4)/45 = 0.27 Α

Γνωρίζουμε ότι η τάση σε οποιαδήποτε αντίσταση = καθαρό ρεύμα × τιμή αντίστασης αυτής της αντίστασης 

Επομένως ο V₁ = τάση κατά μήκος αντίσταση 5 ohm = 0.27 × 5 = 1.35 V

V₂ = τάση και στις δύο αντιστάσεις 10 ohm = 0.27 × 10 = 2.7 V

V₃ = τάση κατά μήκος αντίστασης 20 ohm = 0.27 × 20 = 5.4 V

Ε3. Βρείτε τις τιμές του V₁, V₂ και V_i στο κύκλωμα που φαίνεται στο σχήμα 3.

Το ρεύμα που ρέει στο κύκλωμα = 12 mA

Ισοδύναμη αντίσταση R_eq= 8+4 = 12 kohm

Επομένως ο V₁ = τάση στην αντίσταση 8 kohm = 12 × 10^-3 ×8×10³ = 96 V

V₂ = τάση στην αντίσταση 4 kohm = 12 × 10^-3 × 4 × 10³ = 48 V

Τώρα, αν εφαρμόσουμε τον νόμο του Kirchoff στο κύκλωμα, θα έχουμε,

Άθροισμα V= 0

V_i - V₁ - V₂ = 0

V_i = V₁ + V₂ = 96+ 48 = 144 V

Q4. Με τις πληροφορίες που δίνονται, υπολογίστε την τάση V_T στο σχήμα 4. Υπολογίστε επίσης τις επιμέρους τάσεις στις αντιστάσεις.

Στο παραπάνω κύκλωμα, ισοδύναμη αντίσταση R_eq= 200+ 400 + 600 = 1200 ohm

Ρεύμα που ρέει στο κύκλωμα = 5 mA

Επομένως, τάση στην αντίσταση 200 ohm = 200 × 5 × 10^-3 = 1 V

Τάση στην αντίσταση 400 ohm = 400 × 5 × 10^-3 = 2 V

Τάση στην αντίσταση 200 ohm = 600 × 5 × 10^-3 = 3 V

Τώρα, εφαρμόζοντας το νόμο του Kirchhoff στο κύκλωμα, έχουμε, 

V_T - V₁ -V₂ - V₃ = 0

Επομένως, ο V_T = V₁+ V₂ + V₃ = 1+2+3 = 6 V

Q5. Βρείτε το V_g στο κύκλωμα που απεικονίζεται στο σχήμα 5

Η κατεύθυνση του ρεύματος στο κύκλωμα είναι αριστερόστροφα. 

Ας υποθέσουμε ότι οι τάσεις στις αντιστάσεις 150 ohm και 350 ohm είναι V₁ και V₂ αντίστοιχα. Τώρα, αν εφαρμόσουμε τον νόμο του Kirchoff εδώ, θα έχουμε,

10 – V₁ + V₂ -20=0

Ή, V₁ + V₂ = 10 

Ή, 150i + 350i = 10 (ας πούμε ότι το συνολικό ρεύμα στο κύκλωμα είναι i)

Ή, 500i = 10 

i = 10/500 = 20 mA

Μπορούμε τώρα να υπολογίσουμε το V_g από την εξέταση είτε του αριστερού τμήματος του κυκλώματος είτε του δεξιού τμήματος του κυκλώματος από το V_g. 

Εξίσωση που προέρχεται από το αριστερό μέρος με το νόμο του Kirchoff,

-V_g +150i +10 = 0

Ή, V_g = 150 × 0.02 +10 = 13 V

Διαβάστε περισσότερα για….Παραδείγματα κυκλωμάτων σειράς: Πλήρεις πληροφορίες και συχνές ερωτήσεις