Tento článek objasňuje, co je pokles napětí a jak vypočítat pokles napětí v sériovém obvodu. Kdykoli se napětí setká s jakýmkoli odporovým prvkem v obvodu, hodnota se sníží nebo „klesne“.
V sériovém obvodu existuje několik odporů nebo impedancí. Pokaždé, když jimi prochází proud, napětí klesá. Potřebujeme tedy znát hodnotu konkrétního odporu a proud, který jím prochází, abychom mohli vypočítat pokles napětí na něm. Úbytek napětí je proud násobený odporem.
Co je pokles napětí?
Předpokládejme, že spojíme baterii s rezistorem přes drát. Elektrony mají tendenci proudit ze záporné na kladnou stranu baterie. Je to jako elektrický náboj jdoucí od kladného k zápornému pólu.
Když jedna jednotka náboje narazí na odpor, na chvíli se zastaví. Když projde rezistorem, přijde a zastaví se další jednotka náboje. V každém okamžiku je množství náboje na konci rezistoru menší než náboj na začátku rezistoru. Tento jev vytváří „potenciál nebo pokles napětí“.
Přečtěte si více na…..Je napětí konstantní v sérii: Kompletní přehledy a často kladené dotazy
Jak vypočítat celkový úbytek napětí v sériovém obvodu?
Celkový úbytek napětí v sériovém obvodu je součtem všech jednotlivých úbytků napětí způsobených parametry impedance. Součet se také rovná celkovému napětí dodávanému do obvodu nebo napětí před jakýmkoli „poklesem“.
Prozkoumejme jevy pomocí obvodu. V obvodu níže jsou dva odpory, R1 100 ohmů a R2 200 ohmů, připojený ke zdroji V 30 voltů. Proud i = V/(R1 + R2) = 30/(100+200) = 0.1 A. Proto napětí na R klesá1 = ix R1 = 0.1 x 100 = 10 V a napříč R2 = ix R2 = 0.1 x 200 = 20 V.
Jak vypočítáte úbytek napětí v střídavém sériovém obvodu?
AC nebo střídavý proud obvody jsou elektrické obvody se střídavým napájecím napětím. AC sériového obvodu sestává z libovolné kombinace rezistoru, induktoru a kondenzátoru zapojených prostřednictvím sériové konfigurace.
Stejně jako DC můžeme vypočítat čistou impedanci střídavého sériového obvodu jejich sečtením. Úbytky napětí lze také zjistit podobným způsobem. Pokles napětí na jakémkoli prvku v střídavém sériovém obvodu je V= iZ, kde Z je čistá impedance obvodu a i je celkový proud, který jím protéká.
Přečtěte si více na…..Jak vypočítat napětí v sériovém obvodu: Podrobná fakta
Pokles napětí v sériovém obvodu RLC:
RLC obvod je zvláštní případ střídavých obvodů. Obvod RLC obsahuje odpory, kondenzátory a induktory spojené sériově. Pojďme pochopit poklesy napětí v obvodu řady RLC prostřednictvím příkladu.
Obvod má tři součásti nakreslené níže: odpor R ohm, induktor L Henry a kondenzátor C Farad. Již dříve jsme věděli, že pokles napětí na kterémkoli z nich = impedance × proud. Tak,
Pokles napětí na rezistoru = iR, induktor = iXL a kondenzátor = iXC, kde XL = 2πfL a XC = 1/ 2πfC
Jak vypočítat pokles napětí v sériovém obvodu - Číselné příklady
Q1. Tři rezistory jsou zapojeny do série s hodnotami jako R1= 4 Ω, R2= 5 Ω a R3 = 6 Ω. Obvod je spojen s 15V napájecím zdrojem. Zjistěte úbytky napětí na rezistorech.
Pro výpočet potenciálních poklesů napříč R1, R2a R3Nejprve potřebujeme získat proud v obvodu. Víme, proud = čisté napětí/ekvivalentní odpor
Ekvivalentní odpor Req = R1 + R2 + R3 = 4 + 5 + 6 = 15Ω
Proto celkový proud = 15V/15Ω = 1A
Nyní můžeme použít ohmův zákon (V = IR) pro každý rezistor a zjistit poklesy napětí na nich.
Takže, V1 = I x R1 = 1 x 4 = 4V
V2 = I x R2 = 1 x 5 = 5V
V3 = I x R3 = 1 x 6 = 6 V
Q2. Pro obvod níže je úbytek napětí na 6ohmovém odporu 12 V. Zjistěte další úbytky napětí a vypočítejte celkový úbytek napětí nebo napájecí napětí.
Víme, pokles napětí na jakémkoli rezistoru v sériový obvod = odpor × celkový proud
Protéká-li obvodem proud i, je úbytek napětí na 6ohmovém rezistoru 6i.
6i = 12 nebo i = 2 amp
Proto úbytek napětí na odporu 2 ohmy = 2 x 2 = 4 V
Pokles napětí na rezistoru 4 ohmy = 2 x 4 = 8 V
Takže síť pokles napětí nebo napájecí napětí = (12 + 4 + 8) = 24 V
Q3. Obrázek níže znázorňuje obvod řady RLC s následujícími součástmi: Napájení střídavým proudem 120 V, 50 Hz, 100ohmový odpor, 20μF kondenzátor, Induktor 420 mH. Vypočítejte úbytky napětí na všech třech impedancích.
Dříve jsme věděli, jak na to vypočítat poklesy napětí pro sériový RLC obvod. Proud vynásobený impedancí (R nebo XL nebo XC) nám udává úbytek napětí. Pojďme zjistit XL a XC jako první.
XL= 2πfL (f je frekvence střídavého napájení)
Takže, 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} }= 159.15Ω
Proto síťová impedance,
Nyní pro střídavé obvody existuje entita zvaná fázový úhel. Udává míru úhlu, o který proud zaostává nebo předbíhá napětí. Fázový úhel φ = arctan (XC - XL/ R)
φ = arctan(27.2/100) = 15.22°
Takže aktuální
Proto,
Zde proud vede k napětí jako XC > XL.
Přečtěte si více na….Co je napětí v sériovém obvodu: podrobná fakta
