Ako vyriešiť sériový obvod?

Poklesy napätia v každom komponente sériového obvodu sa sčítajú s celkovým poklesom napätia v obvode.

Sériový obvod je najjednoduchším typom obvodu: jediná slučka bez rozvetvených ciest. Tieto elektrický náboj Listy kladný pól napájacieho napätia, prechádza cez každú odpor alebo iných zložiek v poradí, potom sa vráti k zápornému pólu. Naučiť sa vlastnosti sériových obvodov nie je ťažké, ale prísť na to, ako ich používať, môže chvíľu trvať.

Časť 1 z 2: odpor, napätie a prúd

1
Prečítajte si Ohmov zákon. Väčšina problémov zahŕňa tri charakteristiky obvodu: odpor R, napätie V a prúd I. Ohmov zákon vám hovorí, že spolu súvisia jednoduchým spôsobom: V = IR. Ak sa v ktoromkoľvek bode zaseknete a nebudete mať dostatok informácií na nižšie uvedené kroky, pozrite sa na šancu použiť Ohmov zákon:
- Ak poznáte nejaké dve z týchto hodnôt, na tretiu použite Ohmov zákon. Ak napríklad poznáte odpor a napätie v obvode, usporiadajte V = IR na I = V / R a zapojte známe hodnoty, ktoré je potrebné vyriešiť pre I, prúd.
- Vždy používajte hodnoty z rovnakej časti obvodu. Ak sa pokúšate vyriešiť odpor jedného odporu, budete potrebovať poznať napätie a prúd pre tento odpor. Nepoužívajte napätie v celom obvode.
2
Sčítajte celkový odpor. V sériovom obvode prechádza všetok prúd postupne cez každý odpor. To znamená, že každý odpor prispieva k obvodu svojim plným odporom. Ak poznáte každú jednotlivú hodnotu odporu, stačí ich sčítať a nájsť celkový odpor obvodu.
- Príklad 1: Sériový obvod má dva odpory. Jeden odpor R ₁ má odpor 3Ω (ohmy) a druhý odpor R ₂ má odpor 6Ω. Nájdite celkový odpor. Celkový odpor obvodu sa rovná súčtu dvoch jednotlivých odporov: $Rtotal = R1 + R2 = 3 + 6 = 9 {\ displaystyle R_ {celkom} = R_ {1} + R_ {2} = 3 + 6 = 9}$ Ω.
  
  $R _ {{total}} = r_ {1}+r_ {2} = 3+6 = 9$
- Na schéme zapojenia odpor vyzerá ako cik-cak v drôte.
Preusporiadajte Ohmov zákon na riešenie prúdu: I = V / R. Ako zistím napätie odporov?
3
Nájdite celkové napätie. Pokles napätia v celom obvode je určený zdrojom napätia, zvyčajne batériou. Toto je často označené na vašom schéme zapojenia vedľa dvoch alebo viacerých rovnobežných čiar rôznej dĺžky. Poklesy napätia v každom komponente sériového obvodu sa sčítajú s celkovým poklesom napätia v obvode.
- Príklad 2: sériový okruh A je napájaný 9V batériou a má dva rezistory R ₁ a R ₂. Pokles napätia na R ₁ je 5V. Aký je úbytok napätia cez R ₂?
  $V _ {{total}} = v_ {1}+v_ {2}$
  $9 = 5+v_ {2}$
  $V_ {2} = 9-5 = 4$ voltov.
- Staroveké učebnice môžu namiesto V používať napätie E. Môžete tiež vidieť ΔV, čo znamená „zmena napätia“. Symbol Δ je grécke písmeno delta a znamená „zmeniť“.
4
Vypočítajte prúd. Elektrický náboj neustále prúdi po obvode a vytvára prúd. Sériový obvod má pre tento tok iba jednu cestu, takže prúd je vo všetkých bodoch obvodu rovnaký. (Neexistujú žiadne vetvy na rozdelenie prúdu.) Pokiaľ poznáte napätie a odpor v ktoromkoľvek bode obvodu (alebo pre obvod ako celok), môžete na vyhľadanie prúdu použiť Ohmov zákon: I = V / R.
- Príklad 3: Sériový obvod zapojený do zdroja 220 V je pripojený k niekoľkým žiarovkám. Zmeriate pokles napätia na žiarovke s odporom 100 Ω a dostanete výsledok 80V. Koľko prúdu preteká týmto obvodom?
  Poznáte hodnoty V a R pre žiarovku, takže na vyriešenie prúdu môžete použiť Ohmov zákon:
  I = 80V / 100Ω = 0,8 A (ampéry)
  Pretože prúd je rovnaký kdekoľvek v sériovom obvode, odpoveď je 0,8 ampéra.
  Buďte opatrní: nemôžete použiť celkový pokles napätia v obvode 220V. Ohmov zákon funguje iba vtedy, ak použijete hodnoty pre rovnakú časť obvodu a tento problém vám neoznámi celkový odpor obvodu.
5
Sledujte graf. Niektoré náročné problémy vyžadujú, aby ste pred vyriešením celého obvodu vypočítali hodnoty viacerých komponentov. Pomôcť môže priebežné vypĺňanie grafu „VIR“ so samostatným riadkom pre každý komponent a celý obvod. Tu je príklad obvodu s tromi komponentmi A, B a C:
- ${\ begin {bmatrix} a {\ underline {{\ mathbf {v}}}} a {\ underline {{\ mathbf {i}}}} a {\ underline {{\ mathbf {r}}}} \\ {\ mathbf {a}}: andv _ {{a}} andi _ {{a}} andr _ {{a}} \\ {\ mathbf {b}}: andv _ {{b}} andi _ {{b}} andr_ { {b}} \\ {\ mathbf {c}}: andv _ {{c}} andi _ {{c}} andr _ {{c}} \\ {\ mathbf {total}}: andv _ {{total}} andi_ { {total}} andr _ {{total}} \ end {bmatrix}}$
- Vyplňte tabuľku všetkými hodnotami uvedenými v probléme.
- Ohmov zákon pracuje s hodnotami v rovnakom riadku. Napríklad $V _ {{b}} = i _ {{b}} r _ {{b}}$ . Použite to na vyplnenie všetkých riadkov, ktoré majú vyplnené 2 z 3 buniek.
- Na vyplnenie prázdnych medzier v stĺpcoch použite vlastnosti sériových obvodov:
  - $R _ {{total}} = r _ {{a}}+r _ {{b}}+r {c}$
  - $V _ {{total}} = v _ {{a}}+v _ {{b}}+v {c}$
  - $I _ {{total}} = i _ {{a}} = i _ {{b}} = i _ {{c}}$

Sériový obvod má pre tento tok iba jednu cestu, takže prúd je vo všetkých bodoch obvodu rovnaký.

Časť 2 z 2: Výkon a energia

1
Pochopiť silu. Napájanie je meranie toho, ako rýchlo obvod čerpá elektrickú energiu z batérie alebo zásuvky. Výkon a energia sú užitočné veličiny, ktoré je potrebné vedieť, či sa pokúšate napájať iné zariadenie elektrickým obvodom, alebo vypočítavate účet za elektrinu.
- V triede však nepotrebujete nájsť silu a energiu, pokiaľ vás o to problém nepožiada. Ak vám problém hovorí iba o vyplnení schémy zapojenia, pomocou vyššie uvedenej metódy vyhľadajte odpor, napätie a prúd.
2
Naučte sa vzorec pre elektrickú energiu. Výkon v elektrickom obvode závisí od dvoch veličín: prúdu a napätia. Vyšší prúd (rýchlejší elektrický náboj) prenáša elektrickú energiu rýchlejšie, čím sa zvyšuje výkon. Vyššie napätie znamená, že každá jednotka nabíjania prenáša pri pohybe viac energie, čím sa zvyšuje aj výkon. Oba vzťahy môžete zhrnúť do jedného vzorca: P = VI.
- Všetky vzorce v tejto časti fungujú pre obvod ako celok alebo pre jednotlivé komponenty. Len aby nutné použiť množstvo, ktoré odkazujú na rovnaké časti obvodu.
3
Riešenie pre výkon pomocou odporu. Ak chcete zistiť výkon rozptýlený cez odpor, použite vzorec $P = i^{{2}} r$ alebo vzorec $P = {\ frac {v^{{2}}} {r}}$ . Oba tieto vzorce môžete odvodiť kombináciou P = VI a Ohmov zákon:
- V = IR poznáme z Ohmovho zákona, takže môžeme V nahradiť IR v iných rovniciach:
  $P = vi$ $Displaystyle$ $P = VI}$ → $P = (IR) (I) = i^{{2}} r$
- Preusporiadajte Ohmov zákon na I = V / R a použite rovnaký trik:
  $P = vi$ → $P = (V) ({\ frac {v} {r}}) = {\ frac {v^{{2}}} {r}}$
Aký je rozdiel medzi sériovým obvodom a paralelným obvodom?
4
Vynásobením energie časom nájdite energiu. Čím dlhšie je obvod zapnutý, tým viac energie spotrebuje. Znásobte silu a čas spoločne, aby ste našli energiu.
- Vyššie uvedené rovnice poskytujú výsledok výkonu vo wattoch. Vynásobením sekúnd získajte energetický výsledok v jouloch.

Tipy

Ak bol daný vnútorný odpor zdroja energie (r), potom ho pripočítajte k celkovému odporu obvodu (V = I*(R+r))
Celkové napätie obvodu = súčet napätí všetkých odporov zapojených do série.

Varovania

Nespoliehajte sa na tieto prístupy v prípade paralelného obvodu, kde sa vodič rozdelí na dve alebo viac vetiev. Na tie stále platí Ohmov zákon, ale mnohé ďalšie vzorce nie.

Prečítajte si tiež: Ako vypočítať absolútnu chybu?

Ako vyriešiť sériový obvod?

Kroky

Časť 1 z 2: odpor, napätie a prúd

Časť 2 z 2: Výkon a energia

Tipy

Varovania

Otázky a odpovede

Komentáre (1)

Prečítajte si tiež: