Abans de calcular la tensió d'una resistència, primer heu de determinar el tipus de circuit (cadena) que s'utilitza. Si heu de revisar els termes bàsics o necessiteu ajuda per entendre els circuits elèctrics, comenceu per la primera secció. En cas contrari, aneu directament al tipus de circuit en què voleu treballar
Pas
Part 1 de 3: Comprensió dels circuits elèctrics
Pas 1. Conegueu el corrent elèctric
Podeu fer la següent analogia: imagineu que aboqueu cereals en un bol. Cada gra de gra és un electró i el flux de gra al bol és un corrent elèctric. Quan parleu d’electricitat, ho expliqueu dient quants grans de cereal flueixen cada segon. Quan parleu de corrent elèctric, el mesureu en unitats de ampere (amplificadors), que és un cert nombre d’electrons (que són valors molt grans) que flueixen cada segon.
Pas 2. Conegueu la càrrega elèctrica
Els electrons tenen una càrrega elèctrica "negativa". És a dir, els electrons atrauen (o flueixen cap a) objectes carregats positivament i repel·leixen (o flueixen) objectes carregats negativament. Tots els electrons tenen una càrrega negativa, de manera que sempre empenyen altres electrons i es dispersen.
Pas 3. Comprendre el voltatge
La tensió mesura la diferència de càrrega elèctrica entre dos punts. Com més gran sigui la diferència, més forts s’atrauran els dos punts. Aquí teniu un exemple d’utilitzar una bateria normal:
- A l’interior de la bateria, les reaccions químiques que es produeixen produeixen un conjunt d’electrons. Aquests electrons van al pol negatiu de la bateria, mentre que el pol positiu roman gairebé buit. S’anomenen terminals positius i negatius. Com més duri aquest procés, més gran serà el voltatge entre els dos pols.
- Quan connecteu els cables entre els pols positiu i negatiu, els electrons del pol negatiu ara tenen on anar. Els electrons del pol negatiu flueixen cap al pol positiu i produeixen un corrent elèctric. Com més gran és el voltatge, més electrons es mouen al pol positiu cada segon.
Pas 4. Més informació sobre la resistència
Un obstacle és quelcom que bloqueja els electrons. Com més gran sigui la resistència, més difícil serà el pas dels electrons. La resistència alenteix el corrent elèctric perquè disminueix el nombre d’electrons que passen cada segon.
Les resistències poden ser qualsevol cosa d’un circuit elèctric que aporti resistència. Podeu comprar "resistències" reals, però en els problemes, les resistències solen estar representades per bombetes o qualsevol cosa que tingui resistència
Pas 5. Memoritzeu la llei d'Ohm
Hi ha una relació senzilla entre corrent, tensió i resistència elèctrica. Escriviu o memoritzeu la fórmula següent, ja que la necessitareu per resoldre problemes relacionats amb els circuits elèctrics:
- Corrent = tensió dividida per la resistència
- La fórmula es pot escriure de la següent manera: I = V / R
- Penseu què passa si augmenta la V (tensió) o la R (resistència) del circuit. Està d'acord amb la discussió anterior?
Part 2 de 3: Càlcul de la tensió a través d'una resistència (circuit de sèrie)
Pas 1. Comprendre els circuits en sèrie
Els circuits elèctrics de la sèrie són molt fàcils de detectar. La forma té la forma d’un bucle de cable amb tots els components disposats seguits al llarg del cable. Un corrent elèctric circula per tot el filferro i per cada resistència o element que troba.
- Corrent elèctric sempre igual en tots els punts del circuit.
- Quan es calcula la tensió, la ubicació de la resistència al circuit és irrellevant. Podeu agafar una resistència i moure-la pel circuit i la tensió de cada resistència continua sent la mateixa.
- Utilitzarem un exemple de circuit elèctric amb 3 resistències en sèrie: R1, R2, i R3. El circuit s’alimenta d’una bateria de 12 volts. Trobarem el voltatge a través de cada resistència.
Pas 2. Calculeu la resistència total
Sumeu tots els valors de resistència del circuit. El resultat és la resistència total del circuit en sèrie.
Per exemple, les tres resistències R1, R2, i R3 tenen resistències de 2 (ohms), 3 i 5, respectivament. Per tant, la resistència total és de 2 + 3 + 5 = 10 ohms.
Pas 3. Cerqueu el corrent al circuit
Utilitzeu la llei d’Ohm per trobar el valor del corrent en tot un circuit elèctric. Recordeu que, en un circuit en sèrie, el corrent sempre és el mateix en tots els punts del circuit. Un cop obtingut el valor actual, podem realitzar tots els càlculs restants.
La llei d'Ohm estableix que el corrent I = V / R. La tensió del circuit és de 12 volts i la resistència total del circuit és de 10 ohms. Connecteu aquests números a la fórmula per obtenir I = 12 / 10 = 1,2 amperes.
Pas 4. Ajusteu la llei d'Ohm per trobar el valor de la tensió
Utilitzeu l'àlgebra bàsica per trobar el valor de la tensió en lloc del corrent:
- Jo = V / R
- IR = VR / R
- IR = V
- V = IR
Pas 5. Calculeu la tensió de cada resistència
Ja sabem el valor de la resistència i del corrent. Ara podem fer tots els càlculs. Connecteu els números a la fórmula i completeu el càlcul. Aquests són els càlculs per a les tres resistències de l’exemple anterior:
- Voltatge a R1 = V1 = (1, 2A) (2Ω) = 2, 4 volts.
- Voltatge a R2 = V2 = (1, 2A) (3Ω) = 3,6 volts.
- Voltatge a R3 = V3 = (1, 2A) (5Ω) = 6 volts.
Pas 6. Comproveu les respostes
En un circuit en sèrie, la suma de totes les respostes ha de ser igual al voltatge total. Sumeu cada tensió que heu calculat i comproveu que coincideixi amb la tensió total del circuit. Si no, intenteu trobar l’error en els vostres càlculs.
- Segons l'exemple anterior, 2, 4 + 3, 6 + 6 = 12 volts, igual a la tensió total a través del circuit elèctric.
- Si la vostra resposta és una mica desactivada (per exemple, 11, 97 en lloc de 12), és probable que hàgiu arrodonit números mentre treballeu en fórmules. No us preocupeu, la vostra resposta no és incorrecta.
- Recordeu que el voltatge mesura la diferència de càrrega o el nombre d’electrons. Imagineu que esteu comptant els nous electrons que es veuen mentre viatgen al llarg d’un circuit elèctric. Si calculeu correctament, sabreu el canvi total d’electrons de principi a fi.
Part 3 de 3: Càlcul de la tensió a través d'una resistència (circuit paral·lel)
Pas 1. Conegueu els circuits paral·lels
Imagineu-vos un cable que es connecta a un pol de la bateria i que es divideix en dos cables separats. Aquests dos cables són paral·lels entre ells i, a continuació, torneu a connectar abans de connectar-vos a l’altre pol de la bateria. Si el cable de l'esquerra està connectat a una resistència i el cable de la dreta també està connectat a una altra resistència, les dues resistències es connecten en "paral·lel".
Podeu afegir tants cables paral·lels com vulgueu. Aquesta guia es pot utilitzar per a circuits elèctrics que es ramifiquen en 100 cables que es tornen a connectar
Pas 2. Conegueu com circula el corrent elèctric en circuits paral·lels
El corrent elèctric circula per tots els camins disponibles. El corrent elèctric fluirà a través del cable de l’esquerra, a través de la resistència de l’esquerra i fins a l’altre extrem. Al mateix temps, el corrent també flueix a través del cable de la dreta, a través de la resistència de la dreta i fins al final. No es passen dos cables ni cables ni resistències en un circuit paral·lel.
Pas 3. Utilitzeu la tensió total per trobar la tensió a través de cada resistència
Si coneixeu el voltatge de tot el circuit, la resposta és fàcil de trobar. Cada fil paral·lel té la mateixa tensió que tot el circuit elèctric. Suposem que un circuit elèctric té dues resistències en paral·lel i una bateria de 6 volts. Les barreres no són gaire rellevants avui en dia. Per entendre-ho, recordeu el circuit en sèrie descrit anteriorment:
- Recordeu que la suma de les tensions en un circuit en sèrie sempre és igual a la tensió total a través del circuit elèctric.
- Imagineu cada camí que pren el corrent en un circuit en sèrie. El mateix passa amb els circuits paral·lels: si se sumen totes les tensions, el resultat és igual al voltatge total.
- Com que el corrent a través de cada fil paral·lel només passa per una resistència, la tensió a través de la resistència ha d’igualar la tensió total.
Pas 4. Calculeu el corrent total del circuit elèctric
Si el problema no dóna la tensió total del circuit, haureu de completar uns quants passos addicionals. Comenceu per trobar el corrent total a través del circuit elèctric. En un circuit paral·lel, el corrent total és igual a la suma dels corrents a través de cada trajecte paral·lel.
- La fórmula és la següent: Itotal = Jo1 + Jo2 + Jo3…
- Si teniu problemes per entendre-la, imagineu-vos una canonada d’aigua que tingui dues branques. La quantitat total d'aigua que flueix en una sèrie de canonades és la suma de l'aigua que flueix a cada canonada.
Pas 5. Calculeu la resistència total del circuit elèctric
L'eficàcia d'una resistència es redueix en un circuit paral·lel perquè només bloqueja el corrent a través d'un cable. De fet, com més cables hi hagi en un circuit, més fàcil serà que el corrent trobi un camí que flueixi sense problemes. Per trobar la resistència total, trobeu el valor de R. total en aquesta equació:
- 1 / Rtotal = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 …
- Per exemple, un circuit elèctric té resistències de 2 ohms i 4 ohms connectades en paral·lel, respectivament. 1 / Rtotal = 1/2 + 1/4 = 3/4 → 1 = (3/4) Rtotal → Rtotal = 1 / (3/4) = 4/3 = ~ 1,33 ohms.
Pas 6. Cerqueu el voltatge de la vostra resposta
Recordeu, un cop trobem el voltatge total del circuit elèctric, ja sabem la magnitud del voltatge a través de cada fil paral·lel. Utilitzeu la llei d’Ohm per completar el càlcul. Mireu els exemples de preguntes següents:
- El circuit elèctric té un corrent de 5 amperes i una resistència total d’1,33 ohms.
- Segons la llei d'Ohm, I = V / R de manera que V = IR
- V = (5A) (1, 33Ω) = 6,65 volts.
Consells
- Si teniu un circuit elèctric complicat, per exemple, si teniu resistències connectades en paral·lel i sèrie, seleccioneu els dos resistors més propers. Trobeu la resistència total a través de les dues resistències utilitzant les regles de les resistències en circuits en sèrie i paral·lels. Ara, podeu tractar-lo com una sola resistència. Continueu aquest procés fins que tingueu un circuit en què es disposin les resistències només en sèrie o bé paral·lel.
- El voltatge a través de la resistència s'anomena sovint "caiguda de tensió".
-
Compreneu els termes següents:
- Circuit elèctric / cadena: la disposició de diversos components (resistències, condensadors i inductors), que es connecten mitjançant cables i es poden alimentar.
- Resistència: element que redueix o inhibeix el corrent elèctric.
- Corrent: flux de càrrega elèctrica al cable. Expressat en ampere (A).
- Voltatge: la quantitat de càrrega elèctrica que passa cada segon. Expressat en unitats de volts (V).
- Resistència: mesura de l'oposició d'un element al corrent elèctric. Expressat en ohms (Ω)
