Ez a cikk megmagyarázza, hogy mi a feszültségesés, és hogyan számítható ki a feszültségesés egy soros áramkörben. Amikor a feszültség találkozik az áramkör bármely ellenállási elemével, az érték csökken vagy „leesik”.
Soros áramkörben több ellenállás vagy impedancia létezik. Minden alkalommal, amikor áram halad át rajtuk, a feszültség csökken. Tehát tudnunk kell egy adott ellenállás értékét és a rajta áthaladó áramot, hogy kiszámíthassuk rajta a feszültségesést. A feszültségesés az áram és az ellenállás szorzata.
Mi a feszültségesés?
Tegyük fel, hogy vezetéken keresztül összekötünk egy akkumulátort egy ellenállással. Az elektronok általában az akkumulátor negatív oldaláról a pozitív oldalra áramlanak. Olyan ez, mint egy elektromos töltés, amely a pozitívtól a negatív felé halad.
Amikor egy egység töltés találkozik az ellenállással, az egy időre leáll. Amikor áthalad az ellenálláson, egy másik töltési egység jön és megáll. A töltés mértéke az ellenállás végén bármikor kisebb, mint az ellenállás elején lévő töltés. Ez a jelenség „potenciál- vagy feszültségesést” hoz létre.
Olvass tovább a…..Állandó feszültség a sorozatban: Teljes betekintés és GYIK
Hogyan lehet kiszámítani a teljes feszültségesést egy soros áramkörben?
A soros áramkörben a teljes feszültségesés az impedancia paraméterek által okozott összes egyedi feszültségesés összeadása. Ezenkívül az összeg megegyezik az áramkörre szolgáltatott teljes feszültséggel vagy a „leesés” előtti feszültséggel.
Vizsgáljuk meg a jelenségeket egy áramkör segítségével. Az alábbi áramkörben két ellenállás van, az R1 100 ohm és R2 200 ohmos, 30 voltos V tápfeszültséggel csatlakoztatva. Áram i = V/(R1 + R2) = 30/(100+200) = 0.1 A. Ezért a feszültség csökken az R-en1 = ix R1 = 0.1 x 100 = 10 V és az R-en keresztül2 = ix R2 = 0.1 x 200 = 20 V.
Hogyan kell kiszámítani a feszültségesést AC soros áramkörben?
AC ill váltakozó áram Az áramkörök váltóáramú tápfeszültségű elektromos áramkörök. Egy AC sorozatú áramkör soros konfiguráción keresztül csatlakoztatott ellenállás, induktor és kondenzátor tetszőleges kombinációjából áll.
A DC-hez hasonlóan az AC soros áramkör nettó impedanciáját is kiszámíthatjuk ezek összeadásával. A feszültségesések is hasonló módon észlelhetők. Az AC soros áramkör bármely elemén a feszültségesés V= iZ, ahol Z az áramkör nettó impedanciája, i pedig a rajta átfolyó teljes áram.
Olvass tovább a…..Hogyan számítsuk ki a feszültséget egy soros áramkörben: részletes tények
Feszültségesés a soros RLC áramkörben:
Az RLC áramkör az AC áramkörök sajátos esete. Az RLC áramkör sorosan összekapcsolt ellenállásokból, kondenzátorokból és induktorokból áll. Értsük meg a feszültségesés egy RLC soros áramkörön egy példán keresztül.
Az áramkörnek három komponense van az alábbiakban: egy R ohm ellenállás, egy L Henry induktor és egy C farad kondenzátor. Korábban már ismertük, hogy a feszültségesés bármelyiken = impedancia × áram. Így,
Feszültségesés az ellenálláson = iR, az induktor = iXL és a kondenzátor = iXC ahol XL = 2πfL és XC = 1/2πfC
Hogyan számítsuk ki a feszültségesést egy soros áramkörben – numerikus példák
Q1. Három ellenállás van sorba kötve R értékekkel1= 4 Ω, R2= 5 Ω, és R3 = 6 Ω. Az áramkör 15 V-os tápegységgel van összekötve. Határozza meg az ellenállások feszültségesését.
Az R-en keresztüli potenciáles esések kiszámításához1, R2és R3, először meg kell szereznünk az áramkörben lévő áramot. Tudjuk, áram = nettó feszültség/egyenértékű ellenállás
Az egyenértékű ellenállás Req = R1 + R2 + R3 = 4 + 5 + 6 = 15Ω
Ezért a teljes áram = 15V/15Ω = 1A
Most használhatjuk az Ohm törvényét (V = IR) minden ellenállásra, és meghatározzuk a feszültségeséseket azokon.
Szóval, V1 = I x R1 = 1 x 4 = 4 V
V2 = I x R2 = 1 x 5 = 5 V
V3 = I x R3 = 1 x 6 = 6 V
Q2. Az alábbi áramkörnél a 6 ohmos ellenálláson a feszültségesés 12 V. Keresse meg a többi feszültségesést, és számítsa ki a teljes feszültségesést vagy tápfeszültséget.
Tudjuk, hogy a feszültségesés bármely ellenálláson a soros áramkör = ellenállás × teljes áram
Ha az áramkörben i áram folyik, akkor a 6 ohmos ellenálláson a feszültségesés 6i.
6i = 12 vagy i = 2 amper
Ezért a feszültségesés a 2 ohmos ellenálláson = 2 x 2 = 4 V
Feszültségesés a 4 ohmos ellenálláson = 2 x 4 = 8 V
Tehát a net feszültségesés vagy a tápfeszültség = (12 + 4 + 8) = 24 V
Q3. Az alábbi kép egy RLC sorozatú áramkört ábrázol a következő összetevőkkel: 120 V, 50 Hz AC táp, 100 ohmos ellenállás, 20 μF-os kondenzátor, 420 mH-s induktor. Számítsa ki a feszültségesést mindhárom impedancián.
Korábban tudtuk, hogyan kell feszültségesések kiszámítása soros RLC áramkörhöz. Az áramerősség szorozva az impedanciával (R vagy XL vagy XC) megadja a feszültségesést. Nézzük meg XL és XC először.
XL= 2πfL (f az AC tápfeszültség frekvenciája)
Szóval, XL = 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
Ezért a nettó impedancia,
Nos, a váltakozó áramú áramkörök számára létezik egy fázisszögnek nevezett entitás. Megadja azt a szöget, amellyel az áram lemarad vagy vezeti a feszültséget. Fázisszög φ = arctán (XC - XL/R)
φ = arctán(27.2/100) = 15.22°
Szóval aktuális
Ezért
Itt az áram X-ként vezeti a feszültségetC > XL.
Olvass tovább a….Mi a feszültség a soros áramkörben: részletes tények
