Obsah

• Kroky
• Tipy

Než budete moci vypočítat napětí na rezistoru, musíte nejprve vědět, jaký typ obvodu se používá. Pokud potřebujete přečíst základní pojmy nebo trochu pomoci pochopit, jak obvody fungují, začněte první částí tohoto článku. Jinak přejděte přímo do sekce odpovídající vašemu okruhu.

Kroky

Část 1 ze 3: Porozumění fungování obvodů

1. 

   Pochopte, co je to elektrický proud. Uvažujme o řetězci analogicky: představte si, že naléváte balíček kukuřičných zrn do misky. Každé zrno je elektron a tok zrn padajících do mísy je ekvivalentní proudu. Když mluvíme o „toku“, můžeme to popsat počtem zrn, která přecházejí z obalu do mísy. Když mluvíme o proudu, můžeme jej změřit ampéry (zesilovače) nebo určitý (velmi velký) počet elektronů procházejících za sekundu.

2. 

   
   
   Myslete na elektrický náboj. Elektrony mají „záporný“ elektrický náboj. To znamená, že jsou přitahovány (nebo proudí směrem k) kladně nabitým objektům a jsou odpuzovány (nebo proudí opačným směrem) záporně nabitými objekty. Vzhledem k tomu, že elektrony jsou záporné, jsou vždy odpuzovány jinými elektrony a šíří se, kdykoli mohou.

3. 

   
   
   Pochopte, co je to napětí. Napětí měří rozdíl v elektrickém náboji mezi dvěma body. Čím větší je tento rozdíl, tím energetičtěji jsou dva body přitahovány k sobě. Zde je příklad běžné baterie:
   • Uvnitř buňky dochází k chemickým reakcím, které produkují akumulaci elektronů. Elektrony jdou na zápornou stranu, zatímco kladný bod je prakticky prázdný (jedná se o kladné a záporné koncové body). Čím více se to stane, tím větší je napětí mezi dvěma koncovými body.
   • Když připojujete vodič mezi kladným a záporným bodem, elektrony, které jsou v záporném bodě, nyní mají kam jít. Jsou vypalovány směrem k pozitivnímu koncovému bodu a vytvářejí proud. Čím vyšší je proud, tím více elektronů se pohybuje za sekundu.

4. 

   
   
   Pochopte, co je to odpor. Odpor je přesně to, co název říká: čím vyšší je odpor objektu, tím obtížnější je průchod elektronů. To zpomaluje proud a snižuje tok elektronů za sekundu.
   • Rezistorem je cokoli v obvodu, které vytváří odpor. Rezistor si můžete koupit v obchodě s elektrickým napájením, ale při problému s obvodem může představovat lampu nebo jiný předmět s odporem.

5. 

   Zapamatujte si Ohmův zákon. Existuje velmi jednoduchý vztah mezi proudem, napětím a odporem. Napište tento vzorec na papír, abyste si jej zapamatovali; budete jej potřebovat k řešení problémů s okruhy:
   • Aktuální =
   • Toto je obvykle znázorněno takto: I =
   • Přemýšlejte o tom, co se stane, když se zvýší napětí (V) nebo odpor (R). Odpovídá to tomu, co jste se naučili z předchozích vysvětlení?

Část 2 ze 3: Výpočet napětí rezistoru sériového obvodu

1. 

   Pochopte, co je to sériový obvod. Sériový obvod je velmi snadno identifikovatelný: je to obvod, jehož komponenty jsou zapojeny postupně do jedné smyčky. Proud protéká obvodem a prochází postupně každým odporem nebo prvkem.
   • THE řetěz v každém bodě okruhu je to vždy stejné.
   • Pro výpočet napětí nezáleží na umístění rezistoru v obvodu. Můžete to vzít a změnit místa a v každém z nich budete stále mít stejné napětí.
   • Použijme příklad obvodu se třemi rezistory v sérii: R₁, R.₂ a R.₃. Tento obvod je napájen 12voltovou baterií. Musíme najít napětí v každém z rezistorů.

2. 

   Vypočítejte celkový odpor. Sečtěte všechny hodnoty odporu obvodu. Odpovědí je celkový odpor sériového obvodu.
   • Například tři R rezistory₁, R.₂ a R.₃ mají odpor 2 Ω (ohmy), 3 Ω a 5 Ω. Celkový odpor je 2 + 3 + 5 = 10 ohmů.

3. 

   Najděte řetěz. Pomocí Ohmova zákona zjistíte aktuální hodnotu celého obvodu. Nezapomeňte, že proud je v kterémkoli bodě sériového obvodu stejný. Jakmile zjistíme jeho hodnotu, můžeme jej použít k provedení dalších výpočtů.
   • Ohmův zákon říká, že aktuální I =. Napětí celého obvodu je 12 voltů a celkový odpor je 10 ohmů. Odpověď je I = = 1,2 ampér.

4. 

   Upravte Ohmův zákon, abyste našli hodnotu napětí. S několika základními účty můžeme změnit Ohmův zákon tak, aby namísto proudu našel hodnotu napětí:
   • I =
   • IR =
   • IR = V
   • V = IR

5. 

   Vypočítejte napětí každého odporu. Máme hodnotu odporu, proudu a rovnice. Nahraďte čísla a proveďte výpočet. Podívejte se na řešení pro tři odpory:
   • R napětí₁ = V₁ = (1,2 A) (2 Ω) = 2,4 voltu.
   • R napětí₂ = V₂ = (1,2 A) (3 Ω) = 3,6 voltů.
   • R napětí₃ = V₃ = (1,2 A) (5 Ω) = 6,0 voltů.

6. 

   Zkontrolujte odpověď. V sériovém obvodu se součet všech odpovědí rovná celkovému napětí. Sečtěte všechna nalezená napětí a zkontrolujte, zda odpovídá celkovému napětí obvodu. Pokud se čísla neshodují, vraťte se a podívejte se, kde se stala chyba.
   • V použitém příkladu 2,4 + 3,6 + 6,0 = 12 voltů, napětí celého obvodu.
   • Pokud je odpověď téměř stejná (například 11,97 místo 12), pravděpodobně jste v určité fázi zaokrouhlili nějaké číslo nahoru. Odpověď bude i nadále považována za správnou.
   • Pamatujte, že napětí měří rozdíl v náboji nebo počtu elektronů. Představte si, že počítáte počet elektronů, které narazíte při průchodu obvodem. Jejich správným spočtením dosáhnete počtu celkových nábojů elektronů od začátku do konce.

Část 3 ze 3: Výpočet napětí rezistoru paralelního obvodu

1. 

   Pochopte, co je to paralelní obvod. Představte si, že vodič vychází z jednoho konce baterie a je rozdělen na dva různé vodiče. Tyto dva dráty jsou vedeny navzájem paralelně; poté se znovu spojí, než dosáhnou druhého konce baterie. Pokud je na levém a pravém vodiči rezistor, pak jsou tyto dva odpory připojeny „paralelně“.
   • V paralelním obvodu je možné mít libovolný počet vodičů. Tyto pokyny budou fungovat i na obvodu, který se rozdělí na 100 vodičů a který bude později znovu připojen.

2. 

   Přemýšlejte o tom, jak protéká proud. V paralelním obvodu protéká proud každou dostupnou cestou. Proud protéká vodičem vlevo, rezistorem vlevo a dosáhne druhého konce. Současně bude proud protékat vodičem vpravo, odporem vpravo a dosáhnout druhého konce. Žádná část proudu duplikuje nebo neprotéká paralelně dvěma odpory.

3. 

   Pomocí hodnoty celkového napětí vyhledejte napětí pro každý rezistor. Pokud znáte celkovou hodnotu napětí celého obvodu, odpověď bude překvapivě snadná. Každý paralelní vodič má stejné napětí jako celý obvod. Řekněme, že obvod se dvěma paralelními odpory je napájen 6voltovou baterií. Napětí levého rezistoru je 6 voltů a napětí pravého rezistoru je také 6 voltů. A k tomu dochází bez ohledu na míru odporu. Abyste pochopili proč, přemýšlejte o sériových obvodech popsaných výše:
   • Nezapomeňte, že přidání úbytků napětí do sériového obvodu vždy vede k celkovému napětí obvodu.
   • Představte si každou dráhu, kterou proud ubírá, jako sériový obvod. Totéž platí i v tomto případě: když přidáte všechny poklesy napětí, budete mít celkový počet napětí.
   • Protože proud z každého ze dvou vodičů prochází pouze rezistorem, musí být jeho napětí ekvivalentní celkovému napětí.

4. 

   Vypočítejte celkový proud obvodu. Pokud vám problém neřekne hodnotu celkového napětí obvodu, budete muset udělat ještě několik kroků. Začněte tím, že zjistíte celkovou hodnotu proudu protékajícího obvodem. V paralelním obvodu je celkový proud součtem proudu, který prochází každou cestou paralelně.
   • Matematicky: I_celkový = Já₁ + Já₂ + Já₃...
   • Pokud tomu nerozumíte, představte si vodní dýmku rozdělenou na dvě cesty. Celkové množství průtoku vody je součtem průtoku každé trubky.

5. 

   Vypočítejte celkový odpor obvodu. Rezistory nejsou v paralelním obvodu tak účinné, protože blokují pouze proud, který prochází jedním z vodičů. Ve skutečnosti, čím více drátů je, tím je pro řetěz snazší najít cestu skrz něj. Chcete-li zjistit celkový odpor, najděte R_celkový v následující rovnici:
   • = + + ...
   • Například obvod má paralelně 2 ohmový odpor a 4 ohmový odpor. = + = → 1 = () R_celkový → R._celkový = = = ~ 1,33 ohmů.

6. 

   Najděte napětí ve svých odpovědích. Pamatujte: po zjištění celkového napětí v obvodu najdete také napětí jakéhokoli paralelního vodiče. Objevte celý okruh pomocí Ohmova zákona. Zde je příklad:
   • Obvod prochází proudem 5 A. Celkový odpor je 1,33 ohmů.
   • Podle Ohmova zákona I =, tj. V = IR.
   • V = (5 A) (1,33 Ω) = 6,65 voltů.

Tipy

• Pokud máte co do činění s komplikovaným obvodem zahrnujícím sériové odpory a paralelně vyberte dva blízké odpory. Najděte jejich celkový odpor pomocí pravidla pro rezistory paralelně nebo sériově. Nyní s nimi můžete zacházet jako s jedním rezistorem. Pokračujte v tom, dokud nevytvoříte jednoduchý obvod s paralelními odpory nebo v sériích.
• Napětí rezistoru se často nazývá „pokles napětí“.
• Pochopte terminologii:
  • Obvod - složený z prvků (jako jsou rezistory, kondenzátory a induktory) spojených vodiči a kterými může procházet proud
  • Rezistory - prvky, které mohou snížit nebo odolat proudu
  • Proud - proud zatížení v vodičích; jednotka: ampér, A
  • Napětí - práce prováděná na jednotku zátěže; jednotka: napětí, V
  • Odpor - míra odporu prvku vůči elektrickému proudu; jednotka: ohm, Ω