Jag har haft svårt att förstå spänningsfall över motstånd. Nu känner jag till teorin och hur man tillämpar Ohms lag.
Frågan är varför varierar spänningen över motstånd med samma motstånd från första krets till andra krets? Har det något att göra med ström? Varför händer det? I jag försöker hitta en intuitiv förklaring till varför det händer.
Tack!
Kommentarer
- Känner du till Kirchoff ’ s lagar?
- Vad orsakar spänningsfallet? Förstår du ohm ’ s lag?
- Från Ohm ’ s lag, som du förstår, beräknar strömmen i den första kretsen. Beräknar strömmen i den andra kretsen. Nu, från Ohm ’ s lag, som du förstår, med tanke på strömmen i varje krets, beräknar spänningen över varje motstånd. Lägg till resultaten i din fråga. Förklara nu vilken bit du inte ’ förstår inte.
- Observera att när du använder CircuitLab-knappen i redigeringsverktygsfältet och ” Spara och infoga ” i redigeraren sparas ett redigerbart schema i ditt inlägg. Det gör det enkelt för oss att kopiera och redigera i våra svar. Du behöver ’ behöver inte ett CircuitLab-konto, inga skärmdumpar, inga bilduppladdningar, inget bakgrundsnät.
- Först och främst är det uppenbart att spänningsfallet måste vara 16 V i båda fallen eftersom spänningskällan ger 16 V. Det är dock inte uppenbart att spänningsfallet över en enskild del (t.ex. ett motstånd) inte är konstant! Tänk på en Zener-diod: Sådana delar har ett (mer eller mindre) konstant spänningsfall. Om du ansluter två av dem i serie kommer spänningsfallet att vara dubbelt så högt (så länge strömmen flyter).
Svar
Dina 2 × 100 Ω motstånd är i serie så ditt totala kretsmotstånd är 200 Ω och detta kommer att begränsa strömmen till hälften av det värde som erhålls i enmotståndskretsen.
simulera denna krets – Schematisk skapad med CircuitLab
Figur 1. En motsvarande krets med en potentiometer.
Här har vi bytt ut de 2 × 100 Ω motstånden med en 200 Ω potentiometer med torkaren i mittläget. Det bör vara tydligt att:
- När torkaren är längst ner på motståndsspåret kommer utmatningen att vara 0 V.
- när torkaren är högst upp på spåret kommer utmatningen att vara 16 V.
- När torkaren är var som helst mellan utgångsspänningen vara proportionell mot bråkavståndet från botten till toppen.
I ditt exempel har du lika motstånd så spänningen blir 8 V.
Kommentarer
- Tack för svaret, men jag letar efter något lite annorlunda. Inte säker på om det stod klart i frågan, men jag vill veta varför spänningsfallet i den andra kretsen över varje motstånd är bara hälften av spänningsfallet över motståndet i den första kretsen. Och jag vill inte ha svaret på Ohm ’ lag eller det faktum att spänningsfallet måste öka till 16V. Jag är redan medveten om det. Jag letar efter mer en intuitiv förklaring än någonting.
- Jag gissade att jag inte ’ nämnde Mr. Ohm annat än i motståndsenheterna. Läs mitt svar igen. Jag tror att om du förstår driften av potentiometern så kommer klarheten att komma.
- @CauanKazama, ja, det intuitiva sättet att se på det är, om spänningsfallet över det ena motståndet är 16v, och på något sätt det stannade 16v över vart och ett av de två motstånden, det totala spänningsfallet skulle öka till 32v, men din matningsspänning är 16v. Så om du bara levererar 16v, var kan det 32v komma ifrån?
- Jag uppskattar det lilla fläcken på bilden. Gjorde mig försöka rengöra min skärm.
- @orithena: Om du ’ hänvisar till \ $ \ color {green} {t} \ $ it ’ ett trick som jag använder för att tvinga imgur-motorn att skala schemat till en rimlig storlek. Det hjälper mig, konstigt nog, att identifiera mina egna scheman år senare!
Svar
I första kretsen , du har en (enstaka) spänningskälla och ett (enstaka) motstånd.
Det här (enda) motståndet är anslutet direkt över spänningskällans terminaler (terminaler \ $ A \ $ och \ $ B \ $ ).Från punkt \ $ B \ $ till \ $ \ $ A är spänningen lika med batteriet terminal spänning \ $ V_B \ $ och eftersom vårt enda motstånd också är anslutet direkt mellan dessa tvåpunkts (B och A), måste motståndet ” se ” samma spänning över sina terminaler som ” ges ” av batteriet. Och det är därför \ $ V_B = V_1 \ $ . Spänningen över batteriet motsvarar spänningen över motståndet.
Men för det andra fallet har vi en annan situation.
Återigen har vi en (enstaka) spänningskälla men den här gången har vi två motstånd anslutna i serie. Och igen är spänningen över terminalerna \ $ A \ $ och \ $ B \ $ lika med batteriet Spänning. Men nu är inget av motstånden ansluten direkt över batteriets polspänning. Så spänningsfallet över motstånden kommer att delas eftersom våra två motstånd är seriekopplade, alltså i en seriekrets, strömmen som strömmar genom var och en av komponenterna är densamma (bara en väg för ström att strömma).
\ $ V_B = V_1 + V_2 = IR_1 + IR_2 \ $
Hur kan Jag beräknar Vs i denna krets med vetskap om Vo = 2?
Och några exempel på vattenanalogier av en seriekrets.
Och lite vattenanalogi för parallellanslutning. Lägg märke till att den här gången kommer alla motstånd att se samma spänning (VB) men strömmen kommer att dela mellan motstånden.
Kommentarer
- Om de ’ inte är dina teckningar måste du kreditera författaren. (Detta är webbplatspolicy .)
- De två första är mina. Men jag känner inte författaren till en ” vattenanalogi ” -ritningar. Jag hittade på webben, de kommer förmodligen från en polsk bok som används i grundskolan.
- @ G36 ja var hittade du dem på webben?
- @ user253751 Jag hittade den här elektroda.pl
Svar
här måste du tillämpa spänningsdelningsregeln för att förstå spänningsfallfördelningen. här är en referenslänk: – https://www.electricalclassroom.com/voltage-division-rule-potential-divider-circuit/
I första fallet när en last är endast 100ohm, spänningsfallet över motståndet är 16V. men i det andra fallet när du har två motstånd i serie, så total motstånd är R = 200ohm.
Kom ihåg en sak att strömmen alltid är konstant i en seriekrets och spänningen är konstant vid en parallell krets.
Eftersom detta är vår seriekretsström är konstant i detta fall.
så att spänningsfallet för varje motstånd är annorlunda i det fallet, enligt V = IR, V = 16V och totalt R = 200ohm, så I = V / R, I = 0,08A.
så, spänningen över 100ohm motståndet är, V = IR, I = 0,08A och R = 100ohm V = 8V. så spänningen över 100ohm-motståndet är 8V.
Kommentarer
- Tack för svaret! Men inte precis vad jag letade efter. Jag har en god förståelse för Ohm ’ s lag och kan beräkna spänningen och strömmen som flyter. Vad jag verkligen vill ha är ett svar på varför spänningsfallet i den andra kretsen över varje motstånd är hälften, även om de har samma motstånd som det i den första kretsen.
- @Cauan Kazama du ’ har fått svar från de av de mest experter här och du verkar inte få det svar du vill ha … vid det här laget bör du överväga att ha fel fråga i ditt huvud .. ska inte ’ t dig?
Svar
Det beror på det finns hälften av strömmen.
Mängden spänning som tappas av ett motstånd är direkt relaterad till hur mycket ström som flyter över den. Det är ett förhållande 1 till 1.
Kommentarer
- ” Det är en 1 till 1 förhållande. ” Nej, det ’ är ett förhållande R: 1 (men jag vet att du vet det).
- @Transistor heheh bra poäng! Jag försökte undvika allt som lät som Ohm ’ s lag, för att lugna OP: s behov.
Svar
Att vara sarkastisk är inte min vana, även om mycket bra svar redan har publicerats, kommer jag också att prova det.
Du verkar förvirrad av det faktum att motstånden i båda fallen är desamma men inte spänningen över dem. Mhh … utan att säga något om vad du inte vill höra (ohm..my gud jag sa det!) R3 är inte ensam: R4 har sitt inflytande. Så du kan inte tänka på det som du gör och jämföra det med kretsen om motståndet är ensamt.
För att svara exakt på din fråga: ja det har något att göra med ström. R4 deltar med R3 för att sänka strömmen (högre total motstånd). R3 (eller R4) ser mindre ström och mindre ström ger mindre spänning över samma motstånd (sorry Ohms lag har åberopats här).
Jag är säker på att ett svar här kommer att ge dig ljus:)
Kommentarer
- Ett intressant sätt att presentera svaret … vilket inte får mig att gäspa av tristess … även om det redan är midnatt här 🙂
- Jag gjorde dock mitt bästa. Är du säker på att du inte testar människors kreativitet för att få det mer fantastiska svaret? Kan vara att hitta ett underbart sätt att förklara Ohm ’ lag till barn? ^^ Jag börjar tvivla ..
Svar
Det är enkel algebra V = IR eller R = V / I eller I = V / R.
Till vänster är strömmen I = V / R = 16/10 = 1,6 ampere så V = IR = 1,6 * 10 = 16 volt (fall)
För båda motstånden till höger, ström (I) = V / R = 16/20 = .8 För VARJE motstånd till höger, spänningsfall = IR = 10 * .8 = 8 volt.
Kommentarer
- En vacker liten historia om de allestädes närvarande motstånden … Men eftersom vi är mer tekniker än matematiker, låt ’ s konvertera ” algebra ” till ” fysik ” 🙂 Till vänster fungerar R som en ’ omvandlare för spänning till ström ’. Båda motstånden till höger fungerar först som en sammansatt ’ spännings-till-ström-omvandlare ’; sedan fungerar var och en av dem som en ” ström-till-spänningsomvandlare ’. Således fungerar de som en ” spännings-till-spänningsomvandlare ’ (aka ’ spänningsdelare ’) med två möjliga utgångar. En av dem är flytande och den andra jordad. Vanligtvis använder vi den senare som en utgång men i vissa fall kan vi även använda båda.
Svar
Ett intuitivt sätt att titta på är att hela spänningen tappas över två motstånd, och eftersom motstånden är desamma kommer spänningsfallet över var och en att vara densamma, var och en tar hälften. Detta kallas ”symmetri”.
Svar
Jag snubblade bara över detta på en föreslagen läslista och läste för att det verkade konstigt på min lista.
Undervisning i IT Jag har utvecklat en känsla för när eleverna inte är säkra på hur man ställer den fråga de verkligen vill veta. Du nämnde ” intuition ” så jag tror att du letar efter analogier till dina egna handlingar.
Snarare än en Ohms lagfråga, kanske har du en Drift Velocity-fråga, hur snabbt elektronerna verkligen rör sig.
Ett sätt att uttrycka detta är ström uppstår genom förändring i laddningsmängd per tidsenhet (I = dQ / dt), en massa algebra senare kan vi komma till antalet elektroner som passerar vid drifthastighet (avstånd = hastighet * tid), forskning ” Drifthastighet ” för mer information.
Jag är på en mobil enhet som påverkar min förmåga att skriva all matematik tydligt, förlåt.
Kort sagt med rörelse av elektroner som producerar ström skillnaden mellan tråd och motstånd ger upphov till en ström och det är dubbelt så mycket av skillnaden i din andra krets, då går det aktuella värdet i Ohms lag för att ge oss ett spänningsfall för varje motstånd, istället för konventionellt spänningsfall går in för att ge oss ström.
Svar
Spänningsfallet över ett motstånd i en krets bestäms av strömmen som strömmar genom den ( produkt av motstånd och ström).
Strömmen genom motståndet i den första kretsen är dubbelt så hög som den andra. Det är också med spänningsfallet.
Svar
Först ska jag säga att OP: s fråga och alla svar här (inklusive den senaste från en minut sedan) är fantastiska och jag betygsätter dem med +1 🙂 Jag kommer bara komplettera dem med några extravaganta men ” tankeväckande ” överväganden …
” Frågan är varför spänningsfallet över motstånd med samma motstånd varierar från första krets till andra krets? Har det något att göra med ström? Varför händer det?Jag försöker hitta en intuitiv förklaring till varför det händer. ”
” Vad jag verkligen vill är ett svar på varför spänningsfallet i den andra kretsen över varje motstånd är halv, jämn även om de har samma motstånd som i den första kretsen. ”
Om du vill verkligen att spänningsfallet över motstånd med samma motstånd ska vara detsamma, jag kan erbjuda dig en lösning – bara ersätt spänningskällorna med strömkällor . Detta är inte bara ett skämt utan en mycket riktig kretskonfiguration som vi kan observera i vissa välkända elektroniska kretsar (t.ex. i det så kallade ” common-emitter-steget med emitterdegeneration ” eller ” fasdelare ”).
Men låt ”s gå tillbaka till OP 1- och 2-motståndskretsarna som drivs av spänningskällor och dra några intressanta slutsatser.
Den första är att vi kanske inte är intresserade av strömmen som strömmar genom motstånden och deras motstånd I båda kretsarna beror spänningen varken på strömmen eller motståndet. I den andra kretsen beror spänningsfallet över ett motstånd bara på förhållandet mellan dess motstånd och totalmotståndet.
En sekund intressant slutsats vi kan dra med avseende på transistorns potentiometer . Även om detta är ett variabelt motstånd ändrar vi faktiskt inget när vi roterar dess torkare – varken motståndet … eller strömmen … eller spänningen. Vi mäter helt enkelt (väljer) spänningen vid en punkt på dess inre resistiva lager … men alla andra punkter har linjärt minskande spänningar.
Naturligtvis kan vi föreställa oss att när du vrider på torkaren ökar det ena partiella motståndet när det andra minskar så att deras summa förblir konstant … och som ett resultat är strömmen också konstant. Vi kan se sådana ” elektroniska potentiometrar ” i CMOS-steg, strömåterkopplingsförstärkare (CFA), etc.