Spannungsabfall an einem einzelnen Widerstand und an zwei Widerständen

Ihre 2 × 100 Ω-Widerstände sind in Reihe geschaltet, sodass Ihr Gesamtwiderstand 200 Ω beträgt. Dadurch wird der Strom auf die Hälfte des Werts begrenzt, der in der Einzelwiderstandsschaltung erhalten wird.

^{simuliert diese Schaltung – Schema erstellt mit CircuitLab}

Abbildung 1. Ein Ersatzschaltbild mit einem Potentiometer.

Hier haben wir die 2 × 100 Ω-Widerstände durch ein 200 Ω-Potentiometer ersetzt, dessen Wischer sich in der Mittelstellung befindet. Es sollte klar sein, dass:

• beim Wischer Befindet sich am unteren Rand der Widerstandsspur, beträgt die Leistung 0 V.
• Wenn sich der Wischer am oberen Rand der Spur befindet, beträgt die Leistung 16 V.
• Wenn sich der Wischer befindet irgendwo dazwischen wird die Ausgangsspannung proportional zum Bruchabstand von unten nach oben sein.

In Ihrem Beispiel haben Sie gleiche Widerstände, sodass die Spannung 8 V beträgt.

Kommentare

• Danke für die Antwort, obwohl ich etwas anderes suche. Ich bin mir nicht sicher, ob es in der Frage klar war, aber ich möchte wissen, warum der Spannungsabfall im zweiten Stromkreis über jedem Widerstand nur die Hälfte des Spannungsabfalls über dem Widerstand im ersten Stromkreis beträgt. Und ich möchte keine Antwort in Bezug auf das Gesetz von Ohm ‚ oder die Tatsache, dass die Spannungsabfälle zu 16 V addiert werden müssen. Das weiß ich schon. Ich suche mehr nach einer intuitiven Erklärung als nach irgendetwas anderem.
• Ich habe das erraten, also habe ich ‚ Herrn Ohm nur in den Widerstandseinheiten erwähnt. Lesen Sie meine Antwort noch einmal. Ich denke, wenn Sie die Funktionsweise des Potentiometers verstehen, wird Klarheit kommen.
• @CauanKazama, Nun, die intuitive Sichtweise ist, wenn der Spannungsabfall über dem einen Widerstand 16 V beträgt und irgendwie Es blieb 16 V an jedem der beiden Widerstände, der gesamte Spannungsabfall würde sich zu 32 V addieren, aber Ihre Versorgungsspannung beträgt 16 V. Wenn Sie also nur 16 V liefern, woher könnten dann 32 V kommen?
• Ich schätze diesen winzigen Fleck auf dem Bild. Ich habe versucht, meinen Bildschirm zu reinigen.
• @orithena: Wenn Sie ‚ auf die \ $ \ color {green} {t} \ $ it ‚ Ein Trick, mit dem ich die imgur-Engine zwinge, den Schaltplan auf eine angemessene Größe zu skalieren. Seltsamerweise hilft es mir auch Jahre später, meine eigenen Schaltpläne zu identifizieren!

In der ersten Schaltung Sie haben eine (einzelne) Spannungsquelle und einen (einzelnen) Widerstand.

Dieser eine (einzelne) Widerstand wird direkt an die Spannungsquellenklemmen angeschlossen (Klemmen \ $ A \ $ und \ $ B \ $ ).Somit ist von Punkt \ $ B \ $ bis \ $ \ $ A die Spannung gleich der Batterie Klemmenspannung \ $ V_B \ $ und da unser einzelner Widerstand auch direkt zwischen diesen Zweipunkten (B und A) angeschlossen ist, muss der Widerstand “ siehe “ die gleiche Spannung an seinen Klemmen wie “ bei “ durch die Batterie. Und deshalb \ $ V_B = V_1 \ $ . Die Spannung an der Batterie entspricht der Spannung am Widerstand.

Im zweiten Fall haben wir jedoch eine andere Situation.

Wir haben wieder eine (einzelne) Spannungsquelle, aber diesmal sind zwei Widerstände in Reihe geschaltet. Und wieder ist die Spannung an den Klemmen \ $ A \ $ und \ $ B \ $ gleich der Batterie Stromspannung. Jetzt ist jedoch keiner der Widerstände direkt über die Batterieklemmenspannung angeschlossen. Der Spannungsabfall an den Widerständen teilt sich also auf, da unsere beiden Widerstände in Reihe geschaltet sind und somit in einer Reihenschaltung der Strom fließt, der durch jede der Komponenten fließt (nur ein Pfad für den Stromfluss).

\ $ V_B = V_1 + V_2 = IR_1 + IR_2 \ $

Wie kann Ich berechne Vs in dieser Schaltung mit dem Wissen Vo = 2?

und ein Beispiel für eine Wasseranalogie einer Reihenschaltung.

Und einige Wasseranalogien für die Parallelschaltung. Beachten Sie, dass diesmal alle Widerstände die gleiche Spannung (VB) sehen, der Strom sich jedoch zwischen den Widerständen aufteilt.

Kommentare

• Wenn sie ‚ nicht sind Ihre Zeichnungen müssen Sie dann dem Autor gutschreiben. (Dies ist Site-Richtlinie .)
• Die ersten beiden sind meine. Aber ich kenne den Autor einer “ Wasseranalogie “ Zeichnungen nicht. Ich habe im Internet festgestellt, dass sie wahrscheinlich aus einem polnischen Buch stammen, das in der Grundschule verwendet wurde.
• @ G36 Nun, wo haben Sie sie im Internet gefunden?
• @ user253751 Ich habe es hier gefunden elektroda.pl

Hier müssen Sie die Spannungsteilerregel anwenden, um die Verteilung der Spannungstropfen zu verstehen. Hier ist ein Referenzlink: – https://www.electricalclassroom.com/voltage-division-rule-potential-divider-circuit/

In Ihrem ersten Fall, wenn eine Last ist Nur 100 Ohm beträgt der Spannungsabfall am Widerstand 16V. Im zweiten Fall, wenn Sie zwei Widerstände in Reihe haben, beträgt der Gesamtwiderstand also R = 200 Ohm.

Denken Sie daran, dass der Strom in einer Reihenschaltung immer konstant ist und die Spannung im Fall von a konstant ist Parallelschaltung.

Da dies in diesem Fall unser Serienschaltungsstrom ist, ist der Spannungsabfall für jeden Widerstand in diesem Fall gemäß V = IR, V unterschiedlich = 16 V und Gesamt-R = 200 Ohm, also I = V / R, I = 0,08 A.

Die Spannung über dem 100-Ohm-Widerstand beträgt also V = IR, I = 0,08 A und R = 100 Ohm V. = 8V. Die Spannung am 100-Ohm-Widerstand beträgt also 8 V.

Kommentare

• Vielen Dank für die Antwort! Obwohl nicht genau das, wonach ich gesucht habe. Ich habe ein gutes Verständnis des Ohmschen ‚ -Gesetzes und kann die Spannung und den fließenden Strom berechnen. Was ich wirklich möchte, ist eine Antwort darauf, warum der Spannungsabfall im zweiten Stromkreis über jedem Widerstand halb so groß ist, obwohl sie den gleichen Widerstand haben wie der im ersten Stromkreis.
• @Cauan Kazama you ‚ Ich habe Antworten von den erfahrensten Leuten hier bekommen und Sie scheinen nicht die Antwort zu bekommen, die Sie wollen. An diesem Punkt sollten Sie überlegen, die falsche Frage in Ihrem Kopf zu haben. sollten Sie nicht ‚?

Es liegt daran Es gibt die Hälfte des Stroms.

Die von einem Widerstand abfallende Spannungsmenge hängt direkt davon ab, wie viel Strom über ihn fließt. Es ist eine 1: 1-Beziehung.

Kommentare

• “ Es ist eine 1 zu 1 Beziehung. “ Nein, ‚ ist eine R: 1-Beziehung (aber ich weiß, dass Sie das wissen).
• @Transistor heheh guter Punkt! Ich habe versucht, alles zu vermeiden, was nach dem Gesetz von Ohm ‚ klang, um die Bedürfnisse des OP zu beschwichtigen.

Sarkastisch zu sein ist nicht meine Gewohnheit. Selbst wenn bereits sehr gute Antworten veröffentlicht wurden, werde ich es auch versuchen.

Sie scheinen verwirrt darüber zu sein, dass in beiden Fällen die Widerstände gleich sind, jedoch nicht die Spannung über ihnen. Mhh … ohne etwas über das zu sagen, was du nicht hören willst (ohm … mein Gott, ich habe es gesagt!) R3 ist nicht allein: R4 hat seinen Einfluss. Sie können sich das also nicht so vorstellen wie Sie und es mit der Schaltung vergleichen, in der der Widerstand alleine ist.

Um Ihre Frage genau zu beantworten: Ja, es hat etwas mit Strom zu tun. R4 nimmt mit R3 teil, um den Strom zu senken (höherer Gesamtwiderstand). R3 (oder R4) sieht weniger Strom und ein kleinerer Strom ergibt eine kleinere Spannung über den gleichen Widerstand (sorry, hier wurde das Ohmsche Gesetz angewendet).

Ich bin sicher, eine Antwort hier wird Ihnen Licht bringen 🙂

Kommentare

• Eine interessante Art, die Antwort zu präsentieren … was mich nicht vor Langeweile gähnen lässt … obwohl es bereits Mitternacht ist hier 🙂
• Ich habe mein Bestes gegeben. Sind Sie sicher, dass Sie nicht die Kreativität von Menschen testen, um die fantastischere Antwort zu erhalten? Vielleicht finden Sie einen wunderbaren Weg, um Ohm zu erklären ‚ Gesetz für Kinder? ^^ Ich fange an zu zweifeln.

Es ist eine einfache Algebra V = IR oder R = V / I oder I = V / R.

Links ist der Strom I = V / R = 16/10 = 1,6 Ampere, also V = IR = 1,6 * 10 = 16 Volt (Abfall)

Für beide Widerstände rechts ist Strom (I) = V / R = 16/20 = 0,8. Für JEDEN Widerstand rechts ist Spannungsabfall = IR = 10 * .8 = 8 Volt.

Kommentare

• Eine schöne kleine Geschichte über die allgegenwärtigen Widerstände … Aber da wir mehr Techniker als Mathematiker sind, lassen Sie ‚ die “ Algebra bis “ Physik “ 🙂 Links fungiert R als ‚ Spannungs-Strom-Wandler ‚. Beide Widerstände rechts wirken zunächst als zusammengesetzter ‚ Spannungs-Strom-Wandler ‚; dann fungiert jeder von ihnen als “ Strom-Spannungs-Wandler ‚. Insgesamt fungieren sie also als “ Spannungs-Spannungs-Wandler ‚ (auch bekannt als ‚ Spannungsteiler ‚) mit zwei möglichen Ausgängen. Einer von ihnen schwimmt und der andere ist geerdet. Normalerweise verwenden wir Letzteres als Ausgabe, aber in einigen Fällen können wir sogar beide verwenden.

Eine intuitive Betrachtungsweise besteht darin, dass die gesamte Spannung an zwei Widerständen abfällt. Da die Widerstände gleich sind, ist der Spannungsabfall an jedem Widerstand gleich und dauert jeweils die Hälfte. Dies wird als „Symmetrie“ bezeichnet.

Ich bin gerade auf einer vorgeschlagenen Leseliste darauf gestoßen und habe gelesen, weil es so schien Seltsam auf meiner Liste.

IT unterrichten Ich habe ein Gefühl dafür entwickelt, wenn Schüler nicht sicher sind, wie sie die Frage stellen sollen, die sie wirklich wissen wollen. Sie haben “ Intuition “ erwähnt, also denke ich, dass Sie nach Analogien zu Ihren eigenen Handlungen suchen.

Anstatt eine Ohmsche Gesetzfrage, vielleicht haben Sie eine Driftgeschwindigkeitsfrage, wie schnell sich die Elektronen tatsächlich bewegen.

Eine Möglichkeit, dies auszudrücken, ist der Strom, der sich aus der Änderung der Ladungsmenge pro Zeiteinheit ergibt (I = dQ / dt), ein Haufen Algebra später können wir die Anzahl der Elektronen ermitteln, die mit Driftgeschwindigkeit (Entfernung = Geschwindigkeit * Zeit) vorbeiziehen. “ Driftgeschwindigkeit “ für weitere Details.

Ich bin auf einem mobilen Gerät, was sich auf meine Fähigkeit auswirkt, die gesamte Mathematik klar einzugeben, sorry.

Kurz gesagt, mit der Bewegung der Elektronen, die produzieren Strom die Differenz zwischen Draht und Widerstand führt zu einem Strom und es gibt doppelt so viel von dieser Differenz in Ihrem zweiten Stromkreis, dann geht dieser Stromwert in das Ohmsche Gesetz, um uns einen Spannungsabfall für jeden Widerstand anstelle des zu geben konventioneller Spannungsabfall geht rein um uns Strom zu geben.

Der Spannungsabfall an einem Widerstand in einem Stromkreis wird durch den durch ihn fließenden Strom bestimmt ( Produkt aus Widerstand und Strom).

Der Strom durch den Widerstand im ersten Stromkreis ist doppelt so hoch wie im zweiten. Es ist ebenfalls mit den Spannungsabfällen.

Zuerst werde ich sagen, dass die Frage des OP und alle Antworten hier (einschließlich der neuesten von vor einer Minute) sind großartig und ich bewerte sie mit +1 🙂 Ich werde sie nur mit ein paar extravaganteren, aber “ zum Nachdenken anregenden “ Überlegungen …

“ Die Frage Warum variiert der Spannungsabfall an Widerständen mit demselben Widerstand von der ersten zur zweiten Schaltung? Hat es etwas mit Strom zu tun? Warum passiert das?Ich versuche eine intuitive Erklärung zu finden, warum dies geschieht. “

“ Ich möchte wirklich eine Antwort darauf, warum der Spannungsabfall in der zweiten Schaltung über jedem Widerstand halb so gleichmäßig ist obwohl sie den gleichen Widerstand haben wie der in der ersten Schaltung. “

If Wenn Sie wirklich möchten, dass die Spannungsabfälle an Widerständen mit demselben Widerstand gleich sind, kann ich Ihnen eine Lösung anbieten – ersetzen Sie einfach die Spannungsquellen durch Stromquellen . Dies ist nicht nur ein Scherz, sondern eine sehr reale Schaltungskonfiguration, die wir in einigen bekannten elektronischen Schaltungen beobachten können (z. B. in der sogenannten “ Common-Emitter-Stufe mit Emitter-Degeneration “ oder “ Phasensplitter „).

Aber lassen Sie „s gehen zurück zu den OP 1- und 2-Widerstandsschaltungen, die von Spannungsquellen gespeist werden, und ziehen einige interessante Schlussfolgerungen.

Das erste ist, dass wir möglicherweise nicht an dem durch die Widerstände fließenden Strom und deren Widerstand interessiert sind In beiden Schaltkreisen hängt die Spannung weder vom Strom noch vom Widerstand ab. Im zweiten Schaltkreis hängt der Spannungsabfall an einem Widerstand nur vom Verhältnis seines Widerstands zum Gesamtwiderstand ab.

Eine Sekunde Eine interessante Schlussfolgerung können wir in Bezug auf das Potentiometer des Transistors ziehen. Obwohl dies ein variabler Widerstand ist, ändern wir beim Drehen des Scheibenwischers nichts – weder den Widerstand … noch den Strom … noch die Spannung. Wir messen (wählen) einfach die Spannung an einem Punkt auf ihrer internen Widerstandsschicht … aber alle anderen Punkte haben linear abnehmende Spannungen.

Wikimedia Commons

Das können wir uns natürlich vorstellen Beim Drehen des Wischers nimmt der eine Teilwiderstand zu, wenn der andere abnimmt, so dass ihre Summe konstant bleibt … und infolgedessen ist auch der Strom konstant. Wir können solche “ elektronischen Potentiometer “ in CMOS-Stufen, Stromrückkopplungsverstärkern (CFA) usw. sehen.