Как рассчитать напряжение в последовательной цепи: подробные факты

В этой статье мы познакомимся с различными методами расчета напряжения в последовательной цепи. Известно, что последовательные цепи имеют два или более резистора, конденсатора или катушки индуктивности, объединенные с одинарными путями между любыми двумя.

Последовательная схема может иметь два типа компонентов напряжения. Первый - это напряжение питания. Часто обеспечивается аккумулятором. Другой - это падение напряжения, которое на самом деле представляет собой уменьшение напряжения, вызванное каким-либо импедансом, таким как сопротивление, индуктивность или емкость. Здесь мы узнаем, как рассчитать напряжение в последовательной цепи.

Подробнее….Постоянно ли напряжение в серии: полная информация и ответы на часто задаваемые вопросы

Как рассчитать напряжение в последовательной цепи–Часто задаваемые вопросы

Как рассчитать напряжение в последовательной цепи с помощью закона напряжения Кирхгофа?

Законы Кирхгофа предоставляют информацию о токе и разности потенциалов в цепи. Закон напряжения Кирхгофа (КВЛ) утверждает, что «Алгебраическая сумма напряжений в узлах замкнутой цепи равна нулю».

Закон напряжения Кирхгофа гласит, что в контуре сумма всех присутствующие напряжения должны быть равны нулю. В последовательной цепи, в одном контуре подключены два или более резистора. Таким образом, через них проходит одинаковая сила тока. Используя здесь закон Кирхгофа, мы можем найти напряжение в любой точке этой цепи.

Подробнее….Что такое напряжение в последовательной цепи: подробные факты

Как рассчитать напряжение в последовательной цепи - Проиллюстрируйте на некоторых числовых примерах.

Q1. Найдите напряжения V₁, V₂ и V₃ для следующей схемы, изображенной на изображении 1.

Для следующей схемы найдите напряжение на резисторы.

Эта медитация последовательная схема имеет следующие компоненты:

1. Две источники напряжения 120 В и 8 В соответственно.
2. Три резистора по 8 Ом, 4 Ом и 4 Ом.

Нам нужно найти напряжения V₁, V₂ и V₃ через резисторы. 

Здесь, если мы применим закон Кирхгофа, мы получим,

-V₃ + 120 + В₂ -8 + В₁ = 0

V₁ + V₂ - V₃ = -116

4i + 8i - 4i = -116

i = -116/8 = -14.5 мА

Следовательно, напряжения равны- V₁= 4 × 14.5 = 58 В, В₂= 8 × 14.5 = 116 В, В₃= 4 × 14.5 = 58 В

Q2. Рассчитайте напряжение отдельных резисторов в цепи, показанной на рисунке 2.

В схеме четыре резистора соединены последовательно. Таким образом, эквивалентное сопротивление R_eq = 10+ 5 + 20+ 10 = 45 Ом

Чистый ток i = V_сеть/ Р_eq = (8 + 4) / 45 = 0.27 А

Мы знаем, что напряжение на любом резисторе = чистый ток × значение сопротивления этого резистора. 

Следовательно, V₁ = напряжение на резисторе 5 Ом = 0.27 × 5 = 1.35 В

V₂ = напряжение на обоих резисторах 10 Ом = 0.27 × 10 = 2.7 В

V₃ = напряжение на резисторе 20 Ом = 0.27 × 20 = 5.4 В

Q3. Найдите значения V₁, V₂ и V_i в схеме, показанной на рисунке 3.

Ток, протекающий в цепи = 12 мА.

Эквивалентное сопротивление R_eq= 8 + 4 = 12 кОм

Следовательно, V₁ = напряжение на резисторе 8 кОм = 12 × 10^-3 × 8 × 10³ = 96 V

V₂ = напряжение на резисторе 4 кОм = 12 × 10^-3 × 4 × 10³ = 48 V

Теперь, если мы применим к схеме закон Кирхгофа, мы получим

Суммирование V = 0

V_i - V₁ - V₂ = 0

V_i V =₁ + V₂ = 96+ 48 = 144 В

Q4. Используя предоставленную информацию, рассчитайте напряжение V_T на рисунке 4. Также рассчитайте отдельные напряжения на резисторах.

В приведенной выше схеме эквивалентное сопротивление R_eq= 200+ 400 + 600 = 1200 Ом

Ток, протекающий в цепи = 5 мА

Следовательно, напряжение на резисторе 200 Ом = 200 × 5 × 10^-3 = 1 V

Напряжение на резисторе 400 Ом = 400 × 5 × 10^-3 = 2 V

Напряжение на резисторе 200 Ом = 600 × 5 × 10^-3 = 3 V

Теперь, применяя к схеме закон Кирхгофа, мы получаем 

V_T - V₁ -V₂ - V₃ = 0

Следовательно, V_T V =₁+ V₂ + V₃ = 1 + 2 + 3 = 6 В

Q5. Найдите V_g в схеме изображенной на рисунке 5

Направление тока в цепи - против часовой стрелки. 

Предположим, что напряжения на резисторах 150 Ом и 350 Ом равны V₁ и V₂ соответственно. Теперь, если мы применим здесь закон Кирхгофа, мы получим,

10 - В₁ + V₂ -20 = 0

Или, V₁ + V₂ = 10 

Или 150i + 350i = 10 (допустим, общий ток в цепи равен i)

Или 500i = 10 

я = 10/500 = 20 мА

Теперь мы можем вычислить V_g от рассмотрения либо левой части схемы, либо правой части схемы от V_g. 

Уравнение, полученное из левой части по закону Кирхгофа,

-V_g + 150i +10 = 0

Или, V_g = 150 × 0.02 +10 = 13 В

Подробнее….Примеры последовательных цепей: полная информация и ответы на часто задаваемые вопросы