Der Widerstand ist eine der Haupteigenschaften eines elektrischen Stromkreises, der seine Fähigkeit bestimmt, elektrischen Strom zu liefern. Es besteht oft die Notwendigkeit, den Widerstand in einem Diagramm zu berechnen, um seine signifikanten Werte für eine komplexe Schaltung zu bestimmen, die als Diagramm dargestellt wird. In diesem Artikel werden wir im Detail erklären, wie man einen Widerstand im Zeitplan findet, und einige einfache Beispiele geben.
Zuallererst lohnt es sich, auf die Art des Diagramms zu achten. Normalerweise ist ein Diagramm eine Abhängigkeit von Strom von Spannung oder Spannung vom Strom. Wenn wir eine Stromabhängigkeit von der Spannung haben, ist es notwendig, den Neigungskoeffizienten der in der Grafik dargestellten Geraden zu finden, um den Widerstand zu bestimmen. Wählen Sie dazu zwei Punkte auf einer geraden Linie aus und verwenden Sie die Formel:
R = (V2 - V1) / (I2 - I1)
Hier R – Widerstand, V1 und V2 - spannungswerte an ausgewählten Punkten und I1 und I2 - stromwerte an ausgewählten Punkten.
Wenn das Diagramm eine Spannung-Strom-Abhängigkeit (horizontale gerade) darstellt, kann der Widerstand als das Verhältnis der Spannungsänderung zur Stromänderung berechnet werden. Die Formel hat die Form:
R = (V2 - V1) / (I2 - I1)
Wo wieder R – Widerstand, V1 und V2 - spannungswerte an ausgewählten Punkten und I1 und I2 - stromwerte an ausgewählten Punkten.
Was ist Widerstand?
Der Widerstand entsteht durch die Wechselwirkung von Elektronen mit den Atomen des Materials. Je größer der Widerstand ist, desto schwieriger ist es für den elektrischen Strom, durch das Material zu fließen.
Der Widerstand eines Materials hängt von seinen physikalischen und chemischen Eigenschaften sowie von den geometrischen Parametern ab. Der Leiterwiderstand kann durch die Formel R = ρ * (L / A) berechnet werden, wobei R der Widerstand ist, ρ der spezifische Widerstand des Materials ist, L die Länge des Leiters ist und A seine Querschnittsfläche ist.
Widerstand kann die Energieeffizienz von elektrischen Geräten und Systemen beeinträchtigen. Wenn Sie den Widerstand des Materials kennen, können Sie den Energieverlust in Form von Wärme berechnen und die optimalen Parameter für den elektrischen Stromkreis auswählen.
Die Widerstandsmessung kann mit einer Vielzahl von speziellen Instrumenten wie Ohmmetern und Multimetern durchgeführt werden. Eine grafische Methode, die auf der Abhängigkeit von Spannung und Strom basiert, kann auch verwendet werden, um den Widerstand eines Materials zu bestimmen.
Es ist wichtig zu berücksichtigen, dass sich der Widerstand des Materials abhängig von verschiedenen Faktoren wie Temperatur, Druck und Zustand des Materials ändern kann. Daher müssen diese Faktoren bei der Messung und Verwendung des Widerstands berücksichtigt werden.
Das ohmsche Gesetz und seine Formel
Die Formel, die das ohmsche Gesetz beschreibt, lautet wie folgt:
- U ist die Spannung im Stromkreis, gemessen in Volt (V);
- I ist die Stromstärke, die durch den Stromkreis fließt, gemessen in Ampere (A);
- R ist der Schaltungswiderstand, gemessen in Ohm (Ω).
Wenn Sie also zwei dieser Parameter kennen, können Sie einen dritten finden.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Formel des Ohmschen Gesetzes nur für lineare elektrische Schaltungen funktioniert, dh Schaltungen, die linearen Eigenschaften unterliegen. In solchen Schaltungen bleibt der Widerstand unverändert, wenn sich die Spannung oder der Strom ändern.
Wenn beispielsweise die Stromstärke und der Widerstand in einem Stromkreis bekannt sind, können Sie die Formel des Ohmschen Gesetzes verwenden, um die Spannung zu berechnen. Wenn Spannung und Widerstand bekannt sind, können Sie auch die Stromstärke bestimmen, die durch den Stromkreis fließt.
Wie finde ich Widerstand im Zeitplan?
Um den Widerstand im Diagramm zu bestimmen, müssen seine Form und die Abhängigkeit des Stroms von der Spannung analysiert werden. Der Widerstand wird durch die Neigung einer geraden Linie bestimmt, die die Punkte auf dem Diagramm verbindet, die den Spannungs- und Stromwerten entsprechen. Betrachten Sie die Schritte, die Ihnen helfen, Widerstand im Zeitplan zu finden:
- Zeichnen Sie die Abszissenachse (X-Achse) für die Spannung und die Ordinatenachse (Y-Achse) für den Strom auf der Koordinatenebene.
- Markieren Sie die Punkte, die den gemessenen Spannungs- und Stromwerten entsprechen, auf der Koordinatenebene.
- Führen Sie eine gerade Linie durch diese Punkte.
- Messen Sie die Neigung einer geraden Linie mit dem Neigungsfaktor (k) in der geraden Gleichung (y = kx), wobei y der Strom, x die Spannung ist.
- Der Widerstand (R) kann als der umgekehrte Wert des Neigungskoeffizienten gefunden werden. Verwenden Sie dazu die Formel R = 1/k.
Wenn man also das Diagramm der Stromabhängigkeit von der Spannung analysiert und seine Neigung bestimmt, kann man den Widerstand finden. Diese Methode ist besonders nützlich bei der Untersuchung von nichtlinearen Elementen und der nichtlinearen Abhängigkeit von Strom von Spannung.
Arten von Widerstandsdiagrammen
Der Widerstand kann durch verschiedene Arten von Diagrammen dargestellt werden, die helfen, die Änderung des Widerstands anhand verschiedener Faktoren deutlich darzustellen. Einige der häufigsten Arten von Widerstandsdiagrammen umfassen:
- Lineares Widerstandsdiagramm: ein solches Diagramm veranschaulicht die lineare Abhängigkeit des Widerstands von einem sich ändernden Faktor. Typischerweise nimmt der Widerstand direkt proportional zur Änderung des Faktors zu oder ab.
- Widerstandsdiagramm mit Spitzen und Dips: ein solches Diagramm zeigt die Veränderung des Widerstands in Form von Spitzen und Dips, abhängig von dem sich ändernden Faktor. Es kann auf das Vorhandensein verschiedener physikalischer oder chemischer Prozesse im Material hinweisen.
- Widerstandsdiagramm mit nicht linearen Änderungen: ein solches Diagramm zeigt eine nichtlineare Änderung des Widerstands durch einen sich ändernden Faktor. Der Widerstand kann im Laufe der Zeit oder bei Erreichen bestimmter Bedingungen zunehmen oder abnehmen.
Das Verständnis und die Analyse verschiedener Arten von Widerstandsdiagrammen kann bei der Bestimmung der Eigenschaften und Eigenschaften von Materialien helfen und mögliche Probleme oder nicht standardmäßige Bedingungen identifizieren, die den Widerstand beeinflussen.
