Wenn Sie mit elektrischen Schaltungen arbeiten und mehrere Widerstände an eine elektrische Spannungsquelle anschließen, tritt eine bestimmte Spannung an jedem von ihnen auf. Sie können begrenzen, wie die Spannung zwischen den Widerständen verteilt wird, indem Sie ihre Widerstände und die Anzahl der Widerstände sowie die Verbindung - seriell oder parallel - kennen. Bei einer seriellen Verbindung von Widerständen wird die Spannung gleichmäßig und proportional zu ihren Widerstandswerten verteilt.
In der Verbindung von Widerständen nach dem seriellen Verbindungsschema wird eine sogenannte Schaltung gebildet, durch die der Gesamtstrom fließt. Die Widerstände sind nacheinander angeordnet, was bedeutet, dass der Strom, der durch den ersten Widerstand fließt, dann durch den zweiten, dritten und so weiter fließt.
Es ist wichtig zu beachten, dass an jedem Punkt eines gegebenen Stromkreises die Spannung gleich und gleich der Quellspannung ist. Dies liegt daran, dass sich alle Widerstände so verhalten, als wären sie innerhalb eines einzelnen Punktes der Schaltung parallel verbunden. Diese Eigenschaft ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung der Spannung zwischen allen Widerständen in einer seriellen Verbindung.
Wenn die Widerstände in Reihe geschaltet werden, wird die Spannung zwischen ihnen gleichmäßig verteilt und ihr Wert an jedem Widerstand hängt von seinem Widerstand ab, entsprechend der Formel U = IR, wobei U die Spannung am Widerstand ist, I der durch den Widerstand fließende Strom ist und R der Widerstand des Widerstands ist. Wenn Sie diese Eigenschaft kennen, können Sie die Werte der Widerstände richtig auswählen, um die erforderliche gleichmäßige Spannungsverteilung in der Schaltung zu erreichen.
Hauptgedanke
Wenn die Widerstände in Reihe geschaltet werden, wird die Spannung gleichmäßig zwischen ihnen verteilt. Dies liegt daran, dass der Strom in einer Reihe von Widerständen überall gleich ist und die Spannung entsprechend ihren Widerständen zwischen den Widerständen aufgeteilt wird. Je höher der Widerstand des Widerstands ist, desto größer wird die Spannung, die er aufnimmt, und der kleinere Teil erhält den nächsten Widerstand in der Schaltung.
Arbeitsprinzip
Wenn die Widerstände in Reihe geschaltet werden, wird die Spannung gleichmäßig auf jeden von ihnen verteilt. Dieses Prinzip basiert auf den Gesetzen von Ohm und Kirchhof, die das Zusammenspiel von elektrischen Elementen in einer elektrischen Schaltung beschreiben.
Wenn mehrere Widerstände in Reihe mit einem Stromkreis verbunden sind, bildet sich ein geschlossener Stromkreis, durch den elektrischer Strom fließt. Jeder Widerstand in der Schaltung erzeugt einen Stromwiderstand und verursacht einen Spannungsabfall.
Nach dem ohmschen Gesetz ist die Spannung am Widerstand proportional zum Strom, der durch ihn fließt, und seinem Widerstand. Daher wird die Spannung bei der seriellen Verbindung der Widerstände entsprechend ihren Widerstandswerten gleichmäßig zwischen ihnen verteilt. Als Ergebnis wird die Gesamtspannung in der Schaltung entsprechend ihren Widerständen zwischen den Widerständen aufgeteilt.
Das Funktionsprinzip der seriellen Verbindung von Widerständen besteht daher darin, dass jeder Widerstand einen Teil der Spannung von einer elektrischen Energiequelle erhält, wobei die Spannung an jedem Widerstand gleich groß und gleich dem entsprechenden Teil der Gesamtspannung ist.
Verbindung von Widerständen in einen Stromkreis
Wenn die Widerstände aufeinanderfolgend verbunden sind, werden sie nacheinander angeordnet, so dass das Ende eines Widerstands mit dem Anfang des nächsten verbunden ist. Dabei bleibt der Strom, der durch jeden Widerstand fließt, konstant und die Spannung wird gleichmäßig zwischen den Widerständen verteilt. Dies liegt daran, dass der gesamte Strom, der durch die Verbindung fließt, durch jeden in Reihe geschalteten Widerstand fließen muss.
Daher entspricht der Widerstand einer Schaltung, die aus mehreren in Reihe geschalteten Widerständen besteht, der Summe der Widerstandswerte jedes Widerstands:
Wobei R1, R2, R3, . Rn - die Widerstandswerte jedes Widerstands.
Die Verbindung von Widerständen in einen Stromkreis wird häufig in einer Vielzahl von elektronischen Geräten wie Filtern, Verstärkern, EQs und anderen verwendet.
Anmerkung: Es ist wichtig zu beachten, dass die Spannung an den Widerständen bei der Parallelschaltung dagegen gleich ist und der Gesamtstrom zwischen ihnen aufgeteilt wird.
Spannungsverteilung
Wenn die Widerstände in Reihe geschaltet werden, wird die Spannung gleichmäßig zwischen ihnen verteilt. Dies bedeutet, dass jeder Widerstand einen Spannungsanteil erhält, der proportional zu seinem Widerstand im Verhältnis zum Gesamtwiderstand der Schaltung ist.
Wenn beispielsweise ein Stromkreis von drei Widerständen mit Widerständen von 10 Ohm, 20 Ohm und 30 Ohm vorhanden ist, ist die Spannungsquelle mit dem ersten Widerstand verbunden, dann wird die Spannung abfallen, wenn sie jeden Widerstand durchläuft. Dabei ist die Spannung am ersten Widerstand gleich einem Drittel der Gesamtspannung, am zweiten Widerstand gleich einem sechsten und am dritten Widerstand gleich einem zehnten.
Wenn die Widerstände in Reihe geschaltet werden, wird die Spannung daher gleichmäßig über den gesamten Stromkreis verteilt, proportional zu den Widerständen jedes Widerstands. Dadurch können Sie Energie effizient nutzen und den Stromfluss in einem elektrischen Stromkreis steuern.
Berechnung der Spannung an jedem Widerstand
Wenn die Widerstände in Reihe geschaltet werden, wird die Spannung gleichmäßig zwischen ihnen verteilt. Um die Spannung an jedem Widerstand zu berechnen, verwenden Sie die Formel:
wobei Vi - spannung am i-ten Widerstand,
Vallgemein - gesamtspannung an der Schaltung,
Ri - widerstand des i-ten Widerstands,
Rallgemein - Gesamtschaltungswiderstand.
Bei einer seriellen Verbindung wird angenommen, dass der Gesamtwiderstand des Stromkreises (R)allgemein) entspricht der Summe der Widerstände aller Widerstände:
wobei R1, R2, . Rn - widerstände von Widerständen in der Schaltung.
Um die Spannung an jedem Widerstand zu berechnen, müssen Sie also die Gesamtspannung an der Schaltung (V) kennenallgemein) und die Widerstände jedes Widerstands (R )1, R2, . Rn). Wenn Sie die Werte in die Formel einfügen, können Sie die Spannungswerte an jedem Widerstand erhalten.
Ohmsches Gesetz
Die mathematische Formel des Ohmschen Gesetzes hat die Form:
- V ist die Spannung im Stromkreis, gemessen in Volt (V)
- I ist die Stromstärke im Stromkreis, gemessen in Ampere (A)
- R ist der Schaltungswiderstand, gemessen in Ohm (Ohm)
Nach dem ohmschen Gesetz wird die Spannung bei der seriellen Verbindung von Widerständen gleichmäßig auf jeden von ihnen verteilt. Wenn mehrere Widerstände in einem Stromkreis vorhanden sind, kann der Gesamtwiderstand des Stromkreises als Summe der Widerstände jedes Widerstands berechnet werden.
Einfluss des Widerstandswiderstands auf die Spannung
Wenn die Widerstände in Reihe geschaltet werden, wird die Spannung gleichmäßig zwischen ihnen verteilt. Der Widerstand jedes Widerstands wirkt sich jedoch auf die Spannung aus, die an jedem von ihnen abfallen wird.
Der Widerstand eines Widerstands kann als Hindernis für die Bewegung des elektrischen Stroms dargestellt werden. Je größer der Widerstand des Widerstands ist, desto mehr Spannung wird darauf fallen.
Das Verhältnis des Spannungsabfalls zum Widerstandswiderstand wird durch das ohmsche Gesetz beschrieben: U = I * R, wobei U die Spannung am Widerstand ist, I die Stromstärke ist, R der Widerstand des Widerstands. Aus diesem Gesetz folgt, dass, wenn der Widerstand des Widerstands erhöht wird, auch die Spannung an ihm zunimmt.
Wenn die Widerstände aufeinanderfolgend mit unterschiedlichen Widerständen verbunden sind, wird die Spannung gleichmäßig verteilt, aber an jedem der Widerstände wird sie je nach ihren Widerständen unterschiedlich sein. Dies sollte bei der Konstruktion und Berechnung von elektrischen Stromkreisen berücksichtigt werden.
Allgemeine und individuelle Spannung
Wenn die Widerstände in einer elektrischen Schaltung seriell verbunden sind, wird die Spannung gleichmäßig zwischen ihnen verteilt. Dies bedeutet, dass die Summe der einzelnen Spannungen an jedem Widerstand der Gesamtspannung entspricht, die an den gesamten Stromkreis angelegt wird.
Die individuelle Spannung an einem Widerstand ist definiert als der Anteil der Gesamtspannung, der im Verhältnis zum Gesamtwiderstand des gesamten Stromkreises proportional zu seinem Widerstand ist. Je größer der Widerstand des Widerstands ist, desto größer wird der Anteil der Gesamtspannung.
Wenn zum Beispiel zwei Widerstände mit den gleichen Widerständen in einer Schaltung vorhanden sind, erhalten sie gleiche Bruchteile der Gesamtspannung. Wenn einer der Widerstände einen doppelt so großen Widerstand aufweist, erhält er den doppelt so großen Spannungsanteil.
Die Gesamtspannung in der Schaltung kann anhand der Formel berechnet werden:
wo ist Uges. - gesamtspannung in der Schaltung, U1, U2, . Un - individuelle Spannungen an jedem Widerstand.
Somit wird die Spannung bei der aufeinanderfolgenden Verbindung der Widerstände gleichmäßig zwischen ihnen verteilt und auf die Gesamtspannung in der Schaltung summiert.
