Autora:
Randy Alexander
Data De La Creació:
27 Abril 2021
Data D’Actualització:
1 Juliol 2024
Content
Abans de poder calcular la tensió de la resistència, primer heu de determinar quin tipus de circuit s’utilitza. Si necessiteu una revisió dels conceptes bàsics o necessiteu una mica d’ajuda per entendre els tipus de circuits, comenceu per la primera part. Si no, ometeu-lo i aneu al text sobre el tipus de circuit que heu de tractar.
Passos
Part 1 de 3: Comprensió dels circuits elèctrics
Coneix els circuits. Penseu en el circuit d'aquesta manera de pensar: imagineu-vos que aboqueu una bossa de grans de blat de moro en un bol. Cada gra de blat de moro és un electró (electró) i el corrent que flueix al bol és un corrent elèctric. Quan parleu de línies, ho descriviu dient quantes partícules es mouen per segon.
Penseu en les càrregues elèctriques. Els electrons porten una càrrega "negativa". És a dir, atrauen (o es mouen cap a) un objecte carregat positivament i empenyen (o s’allunyen) un objecte carregat negativament. Com que tots són negatius, els electrons sempre intenten repel·lir-se mútuament, dispersant-se sempre que sigui possible.
Comprendre el voltatge. La tensió és la diferència de càrrega entre dos punts. Com més gran sigui la diferència de càrrega, més forts són els dos extrems. A continuació es mostra un exemple de bateria convencional:- A la bateria es produeixen reaccions químiques i s’acumulen electrons. Aquests electrons viatgen cap a l’extrem negatiu, mentre que la punta positiva roman en un estat gairebé buit (s’anomenen càtode i ànode). Com més llarg sigui aquest procés, més gran serà el voltatge entre els dos extrems.
- Quan es connecta el cable entre el càtode i l’ànode, de sobte, l’electró del càtode té marge. Disparen cap a l’ànode, generant un corrent elèctric. Com més alta és la tensió, més electrons es mouen cap a l’ànode per segon.
Comprendre el concepte de resistència. Resistor té la naturalesa del seu nom. Com més gran sigui la resistència d’un objecte, més difícil és que els electrons hi passin. Alenteix el corrent, ja que ara poden passar menys electrons a cada segon.- Una resistència és qualsevol cosa que pertany a un circuit i afegeix resistència a un circuit. Podeu comprar una "resistència" real a una botiga d'energia, però en problemes de circuits, la resistència sol representar-la una bombeta o qualsevol altre objecte resistiu.
Recordeu la llei d'Ohm. Hi ha una relació molt simple entre l’amperatge, el voltatge i la resistència. Escriviu-lo o memoritzeu-lo: haureu d’utilitzar-lo sovint per resoldre problemes de circuits:
- Corrent = tensió dividida per la resistència
- Normalment s’escriu en la forma: I = / R
- Penseu en què passa quan s’incrementa V (tensió) o R (resistència). Coincideix amb el que heu après a l'explicació anterior?
Part 2 de 3: Calculeu la tensió de la resistència (circuit en sèrie)
Comprendre què és un circuit sèrie. El circuit sèrie és fàcil d’identificar. Era només una bobina, amb tot en fila. El corrent circula al voltant de tota la bobina, passant al seu torn per cadascuna de les resistències o components que formen el circuit.
- Amperatge el mateix en tots els punts del circuit.
- En calcular la tensió, la posició de la resistència al circuit no té importància. Podeu prendre i canviar la posició de la resistència, la tensió de cada resistència es mantindrà constant.
- Penseu en un exemple de circuit amb tres resistències de sèrie: R1, R2, i R3. Aquest circuit funciona amb una bateria de 12V. Trobarem el voltatge de cada resistència.
Calculeu la resistència al llarg del circuit. Sumeu tots els valors de resistència del circuit. La resposta és la resistència completa del circuit en sèrie.
- Prenem per exemple tres resistències R1, R2, i R3 Les resistències són 2 Ω (ohms), 3 Ω i 5 Ω, respectivament. La resistència del circuit complet és de 2 + 3 + 5 = 10 ohms.
Troba l’amperatge. Utilitzeu la llei d’Ohm per trobar l’amperatge de tot el circuit. Recordeu que al circuit de sèrie, l'amperatge és el mateix en totes les posicions. Un cop calculada la línia d’aquesta manera, la podem utilitzar per a tots els càlculs.
- La llei d'Ohm diu que l'amperatge I = / R. La tensió del circuit complet és de 12 volts i la resistència del circuit complet és de 10 ohms. La resposta és I = / 10 = 1,2 amp.
Transformeu la llei d'Ohm per trobar tensió. Amb l'àlgebra bàsica, podem transformar la llei d'Ohm per trobar tensió en lloc d'amperatge:
- I = / R
- IR = R / R
- IR = V
- V = IR
Calculeu la tensió de cada resistència. Ja sabem el valor de la resistència, coneixem l’amperatge i ja tenim l’equació. Canvieu el número i resoleu. Per al problema d'exemple, tenim:
- Repulsió de R1 = V1 = (1,2A) (2Ω) = 2,4V.
- La tensió de R2 = V2 = (1,2A) (3Ω) = 3,6V.
- La tensió de R3 = V3 = (1,2A) (5Ω) = 6,0V.
Comprova les teves respostes. Al circuit en sèrie, la tensió total de totes les resistències ha de ser igual a la tensió del circuit complet. Sumeu totes les tensions que heu calculat i vegeu si obteniu la tensió completa del circuit. Si això no funciona, torneu enrere i busqueu l'error.
- En el nostre exemple: 2,4 + 3,6 + 6,0 = 12V, que és la tensió del circuit complet.
- Si la suma de les tensions era lleugerament inferior (diguem 11,97 en lloc de 12), probablement haureu arrodonit el nombre en algun lloc. La vostra resposta encara és correcta.
- Recordeu que el voltatge mesura la diferència de càrrega o el nombre d’electrons. Imagineu que esteu comptant el nombre d’electrons que veieu mentre viatgeu per un circuit. Si el recompte és correcte, finalment obtindreu la càrrega total en els electrons de principi a fi.
Part 3 de 3: Calculeu la tensió de la resistència (circuit paral·lel)
Comprendre què és el circuit paral·lel. Imagineu-vos un cable amb un extrem situat a la bateria, l’altre dividit en dos cables separats. Els dos cables funcionen paral·lels i es tornen a connectar abans d’arribar a l’altre extrem de la bateria. Si tant el fil esquerre com la línia dreta tenen una resistència, les dues resistències es connecten "en paral·lel".
- Els circuits paral·lels poden tenir un nombre arbitrari de cables. Aquesta instrucció és vàlida per als circuits dividits en cent cables i després reunits.
Penseu en com flueix el corrent al circuit. En un circuit paral·lel, el corrent flueix a través de tots els camins pels quals se subministra. Passarà pel fil de l’esquerra, passarà la resistència de l’esquerra i arribarà a l’altre extrem. Al mateix temps, també travessarà el cable de la dreta, la resistència dreta i l’altre extrem. Cap part del corrent flueix cap enrere o cap endavant a través de les dues resistències en paral·lel.
Utilitzeu el voltatge complet del circuit per trobar el voltatge de cada resistència. Quan conegueu el voltatge complet del circuit, trobar el voltatge de cada resistència serà increïblement fàcil. Cada fil paral·lel té la mateixa tensió que la de tot el circuit. Suposem que un circuit amb dues resistències en paral·lel està alimentat per una bateria de 6V. La tensió de la resistència esquerra serà de 6V i la tensió de la resistència dreta també serà de 6V. Tant se val el valor de la resistència. Per entendre per què, revisem el circuit serial esmentat anteriorment:
- Recordeu que en circuits en sèrie, la tensió completa del circuit sempre és igual a la suma de la tensió per cada caiguda de tensió.
- Penseu en cada ruta actual com en un circuit en sèrie. El mateix és cert: en sumar el voltatge de tota la resistència, finalment obtindreu el voltatge complet del circuit.
- Com que el corrent que passa a través de cada cable només passa per una resistència, la tensió d’aquesta resistència ha de ser igual al voltatge total.
Calculeu l’amperatge del circuit complet. Si el problema no mostra el voltatge complet del circuit, haureu de completar uns quants passos més. Comenceu per trobar la quantitat de corrent que circula pel circuit. En un circuit paral·lel, el corrent complet del circuit és igual a la suma del corrent que passa per cada branca paral·lela.
- En termes matemàtics: Itotal = Jo1 + Jo2 + Jo3...
- Si us costa entendre’l, imagineu-vos una canonada d’aigua dividida en dues. L’escorriment total és simplement la quantitat d’aigua que flueix per cada canonada sumada.
Calculeu la resistència al llarg del circuit. En circuits paral·lels, les resistències no són tan eficients perquè només obstrueixen el corrent que circula a través d’un sol fil o gir. De fet, com més circuits de gir hi hagi, més fàcil és que el corrent trobi el seu camí cap a l’altre extrem. Per trobar la resistència completa del circuit, resol la següent equació i troba Rtotal:
- / Rtotal = / R1 + / R2 + / R3...
- Prenem per exemple un circuit amb resistències de 2 ohms i 4 ohms muntats en paral·lel. / Rtotal = 1/2 + 1/4 = 3/4 → 1 = (3/4) Rtotal → Rtotal = 1 / (3/4) = 4/3 = ~ 1,33 abraçades.
Trobeu el voltatge a partir del resultat obtingut. Recordeu, un cop trobem el voltatge complet del circuit, també hem trobat el voltatge de cada fil paral·lel. Utilitzeu la llei d’Ohm per trobar tota la tensió del circuit. Per exemple:
- Penseu en un circuit amb una línia de 5 amperes que circuli. La resistència del circuit complet és d’1,33 ohms.
- Segons la llei d'Ohm, tenim: I = V / R, per tant: V = IR.
- V = (5A) (1,33Ω) = 6,65V.
Consells
- Si hi ha un circuit complicat amb resistències de sèrie i en paral·lel, o bé escolliu dues resistències properes. Cerqueu les seves resistències combinades mitjançant la regla de resistència en paral·lel o en sèrie adequada. En aquest punt, podeu pensar-los com una sola resistència. Feu-ho fins a obtenir un circuit senzill amb resistències o bé paral·lel, o bé sèrie.
- La tensió d'una resistència sovint es coneix com una "caiguda de tensió".
- Comprendre la terminologia:
- Circuit: format per les parts que componen el circuit (com ara resistències, condensadors i inductors) connectats per cables i on hi pot fluir corrent
- Resistències: peces que poden reduir o interferir amb el corrent
- Corrent elèctric: càrrega elèctrica que flueix cap al fil, unitat: Amp, A
- Voltatge: el treball realitzat per moure una partícula carregada; Unitat: Volt, V
- La resistència d’un objecte: una mesura de la seva resistència al corrent; Unitat: Hug, Ω
