Efni.

• Að stíga
• Hluti 1 af 4: Að skilja grundvallar hugtök
• Hluti 2 af 4: Finndu heildarstraum raðrásar
• Hluti 3 af 4: Reikna heildarstraum í samhliða hringrásum
• Hluti 4 af 4: Að leysa dæmi með samhliða hringrásum
• Ábendingar
• Skilmálar

Auðveldasta leiðin til að ímynda sér raðtengingu er sem keðja íhluta. Íhlutunum er bætt við í röð og raðað saman. Það er aðeins ein leið sem rafeindir og lendingar geta flætt um. Þegar þú hefur grunnhugmynd um hvað raðtenging felur í sér geturðu lært hvernig á að reikna út heildarstrauminn.

Að stíga

Hluti 1 af 4: Að skilja grundvallar hugtök

1. Kynntu þér hvað flæði er. Straumur er hreyfing rafhlaðinna burðarefna eins og rafeinda, straumur hleðslunnar á tímaeiningu. En hvað er hleðsla og hvað er rafeind? Rafeind er neikvætt hlaðin agna. Hleðsla er eiginleiki efnis sem notað er til að gefa til kynna hvort eitthvað er jákvætt eða neikvætt hlaðið. Eins og seglar hrinda jafnar hleðslur frá sér og ólíkar hleðslur laða að hvor aðra.
   • Við getum lýst þessu með vatni. Vatn samanstendur af sameindinni H2O - sem stendur fyrir tengi 2 vetnisatóm og 1 súrefnisatóm. Við vitum að súrefnisatóm og tvö vetnisatóm saman mynda vatnssameind (H2O).
   • Rennandi vatn samanstendur af milljónum og milljónum af þessari sameind. Við getum borið saman vatnsmagn og rafstraum; sameindin með rafeind; og hleðslan með atómunum.
2. Skilja hvað spenna vísar til. Spenna er „krafturinn“ sem knýr strauminn. Til að sýna sem best spennuna notum við rafhlöðuna sem dæmi. Inni í rafhlöðu er röð efnahvarfa sem valda því að rafeindir safnast upp í jákvæða pól rafgeymisins.
   • Nú ef við hengjum jákvæðan tengipunkt miðils (t.d. vír) við neikvæða endi rafhlöðunnar, þá byrja rafeindirnar að hreyfast til að fjarlægjast hvor aðra, því eins og við nefndum áður hrinda jöfn hleðslur frá sér.
   • Að auki, vegna lögmálsins um varðveislu hleðslu (sem segir að nettóhleðsla einangraðs kerfis verði að vera sú sama), munu rafeindirnar reyna að koma jafnvægi á hleðslurnar með því að færa sig frá hærri styrk rafeinda í lægri styrk. frá jákvæðu stönginni í neikvæða stöngina í sömu röð.
   • Þessi hreyfing skapar hugsanlegan mun á hvorum endanum sem við getum nú kallað spennu.
3. Vita hvað viðnám er. Viðnám er aftur á móti viðnám tiltekinna þátta gegn flæði hleðslunnar.
   • Viðnám eru þættir með verulega viðnám. Þeim er komið fyrir á ákveðnum stöðum í hringrás eða hringrás til að stjórna flæði hleðslu eða rafeinda.
   • Ef engin viðnám eru, verður rafeindunum ekki stjórnað og búnaðurinn getur verið ofhlaðinn og skemmdur eða kviknað í ofhitnun.

Hluti 2 af 4: Finndu heildarstraum raðrásar

1. Ákvarðar heildarþol hringrásarinnar. Ímyndaðu þér strá sem fær þig til að drekka. Kreistu það með nokkrum fingrum. Hvað tekur þú eftir? Rennsli vatnsins mun minnka. Kreistið myndar mótstöðu. Fingurnir loka fyrir vatnið (sem táknar flæðið). Þar sem kreistingin gerist í beinni línu fer hún fram í röð. Frá þessu dæmi fylgir heildarviðnám viðnáms í röð:
   • R (samtals) = R1 + R2 + R3
2. Finndu heildarspennu viðnámsins. Venjulega er heildarspenna þegar gefin upp, en í þeim tilvikum þar sem einstök spenna er gefin, getum við notað eftirfarandi jöfnu:
   • V (samtals) = V1 + V2 + V3
   • En af hverju er þetta svona? Aftur með því að nota strálíkinguna, hvað reiknarðu með að gerist þegar þú kreistir heyið? Þá þarf meiri fyrirhöfn til að ná vatni í gegnum hálminn. Heildarviðleitnin sem þú þarft að gera er framleidd af þeim einstaka krafti sem þarf fyrir einstaka nipa.
   • „Krafturinn“ sem það tekur kallast spenna, vegna þess að hann knýr flæði vatnsins. Þess vegna er ekki nema eðlilegt að heildarspenna sé tilkomin vegna þess að bæta við einstökum spennum yfir hvert viðnám.
3. Reiknið heildarstrauminn yfir kerfið. Aftur með því að nota strálíkinguna: Breyttist eitthvað í vatnsmagninu þó þú kreistir hálminn? Nei Þó að hraðinn sem þú innbyrtir vatnið hafi breyst, þá var það vatnsmagn sem þú mátt drekka óbreytt. Og ef þú skoðar nánar vatnsmagnið sem fer inn og út, þá eru klemmurnar eins, vegna þess að hraði vatnsins er stöðugur, svo við getum sagt að:
   • I1 = I2 = I3 = I (samtals)
4. Mundu lög Ohms. En þú ert ekki þar ennþá! Mundu að við höfum ekki nein af þessum gögnum en við getum notað lögmál Ohms, hlutfall spennu, straums og viðnáms:
   • V = IR
5. Reyndu að vinna dæmi. Þrír viðnám, R1 = 10Ω, R2 = 2Ω og R3 = 9Ω eru tengdir í röð. Spenna 2,5V er á hringrásinni. Reiknið heildarstrauminn í hringrásinni. Fyrst skulum við reikna út heildarviðnám:
   • R (samtals) = 10 Ω R2 + 2 Ω R3 + 9 Ω
   • Þannig R (samtals) = 21 Ω
6. Notaðu lögmál Ohms til að reikna út heildarstrauminn:
   • V (samtals) = I (samtals) x R (samtals)
   • I (total) = V (total) / R (total)
   • I (samtals) = 2,5 V / 21 Ω
   • I (samtals) = 0,1190 A.

Hluti 3 af 4: Reikna heildarstraum í samhliða hringrásum

1. Skilja hvað samhliða hringrás er. Eins og nafnið gefur til kynna samanstendur samhliða hringrás af íhlutum sem er raðað á samhliða hátt. Þetta notar margar raflögn og býr til leiðir til að leiða straum.
2. Reiknið heildar spennuna. Þar sem við höfum þegar fjallað um mismunandi hugtök í fyrri hlutanum getum við nú farið beint í útreikningana. Tökum til dæmis pípu með tveimur greinum, sem eru með mismunandi þvermál. Til þess að vatnið renni í báðar slöngurnar, þarftu að nota misjafna krafta í hverju rörinu? Nei Þú þarft aðeins nóg afl til að láta vatnið flæða. Þess vegna getum við sagt að með því að nota samlíkinguna um að vatnið sé straumurinn og krafturinn er spennan:
   • V (samtals) = V1 + V2 + V3
3. Reiknið heildarviðnám. Segjum að þú viljir stjórna vatninu sem flæðir um báðar slöngurnar. Hvernig lokarðu fyrir rörin? Seturðu bara blokk í hverja grein eða seturðu margar blokkir á samfelldan hátt til að geta stjórnað vatnsrennslinu? Þú verður að gera það síðastnefnda. Sama samlíking á við viðnám. Viðnám tengd í röð stýrir straumnum mun betur en þeim sem raðað er samhliða. Jafnan fyrir heildarviðnám í samhliða hringrás er:
   • 1 / R (samtals) = (1 / R1) + (1 / R2) + (1 / R3)
4. Reiknið heildarrennslið. Ef við snúum aftur að dæminu okkar er vatninu sem rennur frá upptökum að gafflinum skipt. Sama á við um rafmagn. Þar sem það eru nokkrar leiðir sem hleðsla getur flætt um geturðu sagt að henni hafi verið skipt upp. Leiðirnar fá ekki endilega jafnt gjald. Það veltur á viðnámi og efnum íhlutanna í hverri grein. Þess vegna er heildarstraumsjafna einfaldlega samtala alls straums á öllum slóðum:
   • I (samtals) = I1 + I2 + I3
   • Auðvitað getum við ekki notað þetta ennþá, því við þekkjum ekki ennþá einstaka strauma. Í þessu tilfelli er einnig hægt að nota lögmál Ohms.

Hluti 4 af 4: Að leysa dæmi með samhliða hringrásum

1. Prófaðu dæmi. 4 viðnám er skipt í tvær greinar eða slóðir sem tengjast samhliða. Í grein 1 finnum við R1 = 1 Ω og R2 = 2 Ω, og í grein tvö finnum við R3 = 0,5 Ω og R4 = 1,5 Ω. Viðnám í hverri púði er tengt í röð. Notaða spenna yfir grein 1 er 3 V. Ákvarðar heildarstrauminn.
2. Fyrst ákvarða heildarviðnám. Þar sem viðnám í hverri grein er tengt í röð, ætlum við fyrst að ákvarða heildarviðnám yfir hverja grein.
   • R (samtals 1 & 2) = R1 + R2
   • R (samtals 1 & 2) = 1 Ω + 2 Ω
   • R (samtals 1 & 2) = 3 Ω
   • R (samtals 3 & 4) = R3 + R4
   • R (samtals 3 & 4) = 0,5 Ω + 1,5 Ω
   • R (samtals 3 & 4) = 2 Ω
3. Sláðu þetta inn í jöfnuna fyrir samhliða tenginguna. Nú, þar sem greinarnar eru tengdar samhliða, ætlum við að nota jöfnuna fyrir samhliða tengingu
   • (1 / R (samtals)) = (1 / R (samtals 1 & 2)) + (1 / R (samtals 3 & 4))
   • (1 / R (samtals)) = (1/3 Ω) + (1/2 Ω)
   • (1 / R (samtals)) = ⅚
   • R (samtals) = 1,2 Ω
4. Ákveðið heildarspennuna. Reiknið nú heildar spennuna. Þar sem heildarspenna er jöfn hverri spennu fyrir sig:
   • V (samtals) = V1 = 3 V.
5. Notaðu lög Ohm til að ákvarða heildarstrauminn. Nú getum við reiknað heildarstrauminn með lögum Ohms.
   • V (samtals) = I (samtals) x R (samtals)
   • I (total) = V (total) / R (total)
   • I (samtals) = 3 V / 1,2 Ω
   • I (samtals) = 2,5 A.

Ábendingar

• Heildarviðnám samhliða hringrásar er alltaf minna en ENGINN einstök viðnám.

Skilmálar

• Hringrás - sem samanstendur af íhlutum (svo sem viðnámum, þéttum og spólum) sem eru tengdir með vírum, þar sem núverandi getur flætt.
• Viðnám - íhlutir sem geta dregið úr eða þolað straum
• Núverandi - flæði hleðslu um vírana; eining Ampere (A)
• Spenna - vinna á hverja einingu; einingarspenna (V)
• Viðnám - mælikvarði á viðnám íhluta við rafstrauminn; eining Ohm (Ω)