Jak najít napětí na rezistoru: Příklad několika přístupů a problémů

Jak zjistit napětí na rezistoru

Při práci s elektrickými obvody je nezbytné pochopit, jak najít napětí na rezistoru. Napětí na rezistoru se týká rozdílu potenciálu nebo poklesu napětí, ke kterému dochází na rezistoru, když jím prochází elektrický proud. V tomto blogovém příspěvku prozkoumáme různé metody pro výpočet a měření napětí na rezistoru. Poskytneme také praktické příklady, které vám pomohou upevnit vaše porozumění.

Jak vypočítat napětí na rezistoru

Použití Ohmova zákona k výpočtu napětí

Ohmův zákon je základní princip v elektronice, který souvisí s napětím, proudem a odporem. Podle Ohmova zákona lze napětí na rezistoru (V) vypočítat vynásobením proudu (I) protékajícího rezistorem jeho odporem (R). Matematicky to lze vyjádřit takto:

Řekněme, že máme obvod s rezistorem 10 ohmů a protéká jím proud 2 ampéry. Napětí na rezistoru můžeme vypočítat pomocí Ohmova zákona takto:

Proto je napětí na rezistoru 20 voltů.

Výpočet napětí bez proudu

Někdy možná budete muset najít napětí na rezistoru, aniž byste znali proud, který jím protéká. V takových případech můžete použít rovnici děliče napětí. Rovnice děliče napětí umožňuje vypočítat napětí na rezistoru na základě poměru jeho odporu k celkovému odporu v obvodu.

Napětí na konkrétním rezistoru (Vr) lze vypočítat pomocí následujícího vzorce:

Kde:
– Vr je napětí na příslušném rezistoru.
– Rr je odpor požadovaného rezistoru.
– Rt je celkový odpor v obvodu.
– Vt je celkové napětí v obvodu.

Uvažujme například obvod se dvěma odpory v sérii. Celkový odpor je 20 ohmů a celkové napětí v obvodu je 10 voltů. Pokud má jeden z rezistorů hodnotu 5 ohmů a chcete na něm zjistit napětí, můžete použít rovnici děliče napětí:

Napětí na 5ohmovém rezistoru je tedy 2.5 voltu.

Výpočet napětí na rezistoru v sérii

V sériovém obvodu je celkové napětí rozděleno mezi rezistory na základě jejich jednotlivých hodnot odporu. Napětí na každém rezistoru je úměrné jeho odporu. Pro výpočet napětí na konkrétním rezistoru v sériovém obvodu můžete použít následující vzorec:

Kde:
– Vr je napětí na příslušném rezistoru.
– Rr je odpor požadovaného rezistoru.
– Rt je celkový odpor v obvodu.
– Vt je celkové napětí v obvodu.

Uvažujme sériový obvod se třemi odpory, R1 = 5 ohmů, R2 = 10 ohmů a R3 = 15 ohmů. Celkové napětí v obvodu je 12 voltů. Pokud chceme najít napětí na R2, můžeme použít vzorec:

Proto je napětí na rezistoru R2 4 volty.

Výpočet napětí na rezistoru paralelně

V paralelním obvodu je napětí na každém rezistoru stejné, zatímco proud se dělí na základě hodnot odporu. Pro výpočet napětí na rezistoru v paralelním obvodu můžete použít následující vzorec:

Kde:
– Vr je napětí na příslušném rezistoru.
– Vt je celkové napětí v obvodu.

Uvažujme paralelní obvod se třemi odpory, z nichž každý má odpor 10 ohmů. Celkové napětí v obvodu je 15 voltů. Pokud chceme zjistit napětí na některém z rezistorů, můžeme použít vzorec:

Napětí na každém rezistoru je tedy 15 voltů.

Jak změřit napětí na rezistoru

Použití multimetru k měření napětí

Multimetr je všestranný nástroj používaný k měření různých elektrických veličin včetně napětí. Chcete-li měřit napětí na rezistoru pomocí multimetru, postupujte takto:

1. Nastavte multimetr do režimu měření napětí.
2. Připojte vodiče multimetru paralelně k rezistoru, přičemž dbejte na správnou polaritu.
3. Přečtěte si hodnotu napětí zobrazenou na multimetru.

Ujistěte se, že jste na multimetru vybrali vhodný rozsah napětí, abyste získali přesné údaje.

Použití osciloskopu k měření napětí

Osciloskop je pokročilejší přístroj používaný k vizualizaci a měření elektrických průběhů. Chcete-li měřit napětí na rezistoru pomocí osciloskopu, můžete postupovat takto:

1. Připojte sondy osciloskopu paralelně k rezistoru, dbejte na správnou polaritu.
2. Upravte nastavení osciloskopu pro zobrazení průběhu napětí.
3. Odečtěte hodnotu napětí z obrazovky osciloskopu.

Osciloskop poskytuje vizuální znázornění průběhu napětí, což vám umožňuje analyzovat charakteristiky signálu.

Měření napětí v LTSpice

LTSpice je populární software používaný pro simulaci obvodů. Umožňuje simulovat a měřit různé elektrické veličiny včetně napětí. Chcete-li měřit napětí na rezistoru pomocí LTSpice, můžete postupovat takto:

1. Vytvořte schéma zapojení v LTSpice, včetně požadovaného rezistoru.
2. Spusťte simulaci.
3. Pomocí napěťové sondy změřte napětí na rezistoru.
4. Odečtěte hodnotu napětí z výsledků simulace.

LTSpice poskytuje přesné znázornění chování obvodu, což z něj činí cenný nástroj pro měření napětí.

Praktické příklady hledání napětí na rezistoru

Hledání napětí v kombinovaném obvodu

Zvažte kombinovaný obvod s odpory v sériové i paralelní konfiguraci. Chcete-li zjistit napětí na konkrétním rezistoru, použijte příslušné vzorce a techniky popsané výše pro sériové a paralelní obvody.

Zjištění napětí na každém rezistoru v sériovém obvodu

V sériovém obvodu je napětí na každém rezistoru úměrné jeho odporu. Chcete-li zjistit napětí na každém rezistoru, můžete použít vzorec:

Použijte tento vzorec pro každý rezistor v sériovém obvodu, abyste určili napětí na každém z nich.

Nalezení napětí na paralelních rezistorech

V paralelním obvodu je napětí na každém rezistoru stejné. Chcete-li zjistit napětí na každém rezistoru, jednoduše změřte napětí v libovolném bodě obvodu.

Zjištění napětí na dvou rezistorech

Uvažujme obvod se dvěma rezistory zapojenými do série. Chcete-li zjistit napětí na každém rezistoru, použijte rovnici děliče napětí:

Použijte tento vzorec samostatně pro každý rezistor, abyste vypočítali napětí na nich.

Použitím vhodných vzorců a technik můžete najít napětí na jakémkoli rezistoru v různých konfiguracích obvodů.

Pamatujte, že pochopení toho, jak najít napětí na rezistoru, je zásadní pro analýzu a návrh elektrických obvodů. Ať už jste nadšenec do elektroniky, student nebo profesionál, tyto znalosti výrazně rozšíří vaše porozumění a schopnost efektivně pracovat s obvody.

Nyní, když jste se naučili různé metody výpočtu a měření napětí na rezistoru, jste dobře vybaveni k řešení různých problémů s obvody. Pokračujte ve cvičení a brzy se stanete mistrem v analýze úbytků napětí a pochopení chování obvodu.

Hodně štěstí při objevování a experimentování!

Jak souvisí pokles napětí na rezistoru s pochopením poklesu napětí pro kabel?

Pokles napětí na rezistoru lze přirovnat k pochopení poklesu napětí na kabelu. Když proud prochází odporem, dochází na něm k poklesu napětí podle Ohmova zákona. Podobně, když kabelem protéká elektrický proud, dojde také k poklesu napětí podél jeho délky v důsledku odporu kabelu. Toto pochopení poklesu napětí u kabelu je v elektrotechnice zásadní, protože pomáhá při určování vhodné velikosti kabelu a minimalizaci ztrát energie. Chcete-li získat hlubší pohled na pokles napětí u kabelu, můžete se podívat na článek o Pochopení poklesu napětí na kabelu.

Numerické úlohy, jak najít napětí na rezistoru

1 problém:

V obvodu odpor s odporem je připojen ke zdroji napětí s elektromotorickou silou . Najděte napětí na rezistoru.

Řešení:
Pro zjištění napětí na rezistoru můžeme použít Ohmův zákon, který říká, že napětí na rezistoru se rovná proudu, který jím protéká, vynásobenému jeho odporem.

Ohmův zákon:

Musíme najít proud procházející obvodem. K tomu můžeme použít jiný vzorec, který vztahuje proud k emf a celkovému odporu v obvodu.

Vzorec:

Protože je v obvodu pouze jeden rezistor, celkový odpor je roven odporu rezistoru.

Dosazením zadaných hodnot do vzorců dostaneme:

Proto je napětí na rezistoru 12 V.

2 problém:

V obvodu odpor s odporem je připojena k baterii s elektromotorickou silou . Najděte proud procházející rezistorem.

Řešení:
Pro zjištění proudu protékajícího rezistorem můžeme opět použít Ohmův zákon, který říká, že proud protékající rezistorem se rovná napětí na něm dělenému jeho odporem.

Ohmův zákon:

Dosazením zadaných hodnot do vzorce dostaneme:

Proto je proud procházející rezistorem 2.4 A.

3 problém:

V obvodu odpor s odporem je připojena k baterii s elektromotorickou silou . Najděte výkon rozptýlený rezistorem.

Řešení:
Abychom našli výkon rozptýlený rezistorem, můžeme použít vzorec:

Dosazením zadaných hodnot do vzorce dostaneme:

Výkon rozptýlený rezistorem je tedy 32 W.

Také čtení:

• Dochází k poklesu napětí na rezistoru
• Může být hpf konstruován pouze s použitím odporů a kondenzátorů