20 | 01 | 2018
Главное меню
Смотри
Статистика
Пользователи : 1
Статьи : 2943
Просмотры материалов : 8114307

Посетители
Рейтинг@Mail.ru
Советую
Online
  • [Bot]
  • [Yandex]
Сейчас на сайте:
  • 36 гостей
  • 2 роботов
Новые пользователи:
  • Administrator
Всего пользователей: 1
RSS
Подписка на новости
Последние новости
Простые схемы серии PDF Печать E-mail
Автор: Administrator   
17.06.2012 15:43

Простые схемы серии

Давайте начнем с последовательной цепи, состоящей из трех резисторов и одного аккумулятора:

Первый принцип, чтобы понять о серии схем является то, что величина тока, так же через любой компонент в цепи. Это потому, что есть только один путь для электронов течь в последовательной цепи, и потому, что свободный поток электронов по проводникам, как шарики в трубе, скорости течения (мрамор скорости) в любой точке цепи (труба) в любой конкретный момент времени должны быть равны.

Судя по тому, что 9-вольтовой батареи расположены, мы можем сказать, что электроны в этой цепи будет протекать в направлении против часовой стрелки, начиная с пункта 4 3 2 1, а к 4. Тем не менее, у нас есть один источник напряжения и три сопротивления. Как мы используем закон Ома здесь?

Важный нюанс в законе Ома, что все величины (напряжения, тока, сопротивления и мощности) должны относиться друг к другу с точки зрения тех же двух точек в схеме. Например, с одной батареей, одного резистора цепи, мы можем легко вычислить любое количество, потому что все они применяются в тех же двух точек в цепи:



С точки 1 и 2 соединены с проводом незначительное сопротивление, как и пункты 3 и 4, можно сказать, что пункт 1 электрически общей с пунктом 2, и пункт 3 электрически общей с пунктом 4. Поскольку мы знаем, у нас есть 9 вольт ЭДС между точками 1 и 4 (прямо напротив батареи), а с пунктом 2 является общим для пункта 1 и пунктом 3, общей для точки 4, мы должны также иметь 9 вольт между пунктами 2 и 3 (непосредственно через резистор). Таким образом, мы можем применить закон Ома (I = E / R) на текущий через резистор, потому что мы знаем напряжением (E) через резистор и сопротивление (R) этого резистора. Все термины (E, I, R), относятся к тем же двум пунктам в цепи, к тому же резистор, поэтому мы можем использовать формулу закона Ома, не оговорка.

Тем не менее, в цепях, содержащих более одного резистора, мы должны быть осторожны в том, как применить закон Ома. В три резистора пример схемы ниже, мы знаем, что у нас есть 9 вольт между точками 1 и 4, которая представляет собой сумму электродвижущей силы пытаются вытеснить электронов через ряд сочетание R 1, R 2 и R 3. Тем не менее, мы не может принимать значение от 9 вольт и разделите его на 3к, 10к и 5к Ω, чтобы попытаться найти текущее значение, потому что мы не знаем, сколько напряжения по любой из этих резисторов, в индивидуальном порядке.

На рисунке 9 вольт общее количество за всю схему, в то время как показатели 3к, 10к и 5к Ω индивидуальные величины для отдельных резисторов. Если бы мы могли подключить показатель общего напряжения в Закон уравнение Ома с фигурой для индивидуального сопротивления, результат не будет относиться точно любом количестве в реальной схеме.

Для R 1, закон Ома будет относиться сумма напряжения R 1 с ток через R 1, с учетом R 1 "с сопротивлением, 3kΩ:

Но, поскольку мы не знаем, напряжение на R 1 (только общее напряжение, подаваемое от аккумулятора через три резистора сочетание), и мы не знаем, ток через R 1, мы не можем делать никаких расчетов с или формула. То же самое касается R 2 и R 3: мы можем применить закон Ома уравнений, если и только если все члены являются представителями их количество между теми же двумя точками в цепи.

Так что мы можем сделать? Мы знаем, что напряжение источника (9 вольт), приложенного к серии сочетание R 1, R 2 и R 3, и мы знаем, сопротивления каждого резистора, но поскольку эти величины не в том же контексте, мы можем 'т использовать закон Ома для определения замыкания. Если бы мы только знали, что общее сопротивление в цепи: то мы можем вычислить общий ток с нашей фигурой для полного напряжения (I = E / R).

Это подводит нас ко второму принципу ряд схем: общее сопротивление любой последовательной цепи равна сумме отдельных сопротивлений. Это должно сделать интуитивный смысл: чем больше резисторов, что электроны должны протекать, тем сложнее это будет для тех, электроны потока. В данном примере проблема, у нас было 3 кОм, 10 кОм и 5 кОм резистор, что дает нам полное сопротивление 18 кОм:

В сущности, мы рассчитали эквивалентное сопротивление R 1, R 2 и R 3 вместе взятых. Зная это, мы можем повторно использовать схему с одним эквивалентным резистором представляет серию сочетание R 1, R 2 и R 3:

Теперь у нас есть вся необходимая информация для расчета замыкания, потому что у нас есть напряжение между точками 1 и 4 (9 вольт) и сопротивления между точками 1 и 4 (18 кОм):

Зная, что ток равен во всех компонентах последовательной цепи (а мы только что определили ток через батарею), мы можем вернуться к нашей первоначальной принципиальной схемы и обратите внимание на ток через каждый компонент:

Теперь мы знаем, величина тока через каждый резистор, мы можем использовать закон Ома, чтобы определить падение напряжения на каждом (применение закона Ома в надлежащем контексте):

Обратите внимание на падение напряжения на каждом резисторе, и как сумма падений напряжения (1,5 + 5 + 2,5) равна аккумулятор (питания) напряжением 9 вольт. Это третий принцип ряд схем: что напряжение равно сумме отдельных падений напряжения.

Тем не менее, метод, который мы только что использовали для анализа этой простой схемы серий может быть оптимизирована для лучшего понимания. Используя таблицу, чтобы перечислить все напряжений, токов, сопротивлений и в цепи, она становится очень легко увидеть, какие из этих величин могут быть должным образом связаны законом уравнение любой Ома:

Правило, с такой таблицей является применение закона Ома только значения в каждом вертикальном столбце. Например, E R1 только я R1 и R 1, E R2 только я R2 и R 2, и т.д. Вы начинаете анализ, заполняя те элементы таблицы, которые даются вам с самого начала:

Как вы видите из расположения данных, мы не можем применить 9 вольт Е Т (общее напряжение) на любой из сопротивлений (R 1, R 2 или R 3) в формулу закона Ома любой, потому что они " повторно в разных колонках. 9 вольт напряжения батареи не распространяется непосредственно через R 1, R 2 или R 3. Тем не менее, мы можем использовать наши "правила" ряд схем для заполнения белых пятен на горизонтальный ряд. В этом случае мы можем использовать ряд правил сопротивлений, чтобы определить общее сопротивление от суммы отдельных сопротивлений:

Теперь, когда значение для общего сопротивления вставляется в правый ("Total") столбца, мы можем применить закон Ома I = E / R составит напряжения и полного сопротивления, чтобы прийти к общей тока 500 мкА:

Затем, зная, что ток распределяется поровну на всех компонентов схемы серий (еще «правило» из серии схем), мы можем заполнить токов для каждого резистора с текущего цифра рассчитывается просто:

Наконец, мы можем использовать закон Ома, чтобы определить падение напряжения на каждом резисторе, один столбец в то время:

Просто для удовольствия, мы можем использовать компьютер для анализа этой же схеме автоматически. Это будет хорошим способом проверить наши расчеты, а также более подробно ознакомиться с компьютерным анализом. Во-первых, мы должны описать схему на компьютере в формате узнаваемые с помощью программного обеспечения. SPICE программы мы будем использовать требует, чтобы все электрически уникальных точек в цепи быть пронумерованы, и размещения компонентов понимают, какой из этих пронумерованных пунктов, или "узлов", они разделяют. Для ясности, я номер четыре угла нашего примера схему с 1 по 4. SPICE, однако, требует, чтобы там быть узлом нуля где-то в цепи, поэтому я перерисовать контур, изменение нумерации немного:

Все, что я сделал здесь вновь номером в левом нижнем углу схемы 0, а не 4. Теперь я могу ввести несколько строк текста в компьютер файл описания схемы в условиях SPICE поймет, в комплекте с парой дополнительных строк кода направления программы для отображения напряжения и тока данные для нашего удовольствия. Этот компьютер файл называется в списке соединений SPICE терминологии:



 последовательной цепи
 v1 1 0
 r1 1 2 3k
 r2 2 3 10k
 r3 3 0 5 КБ
 . Постоянного v1 9 9 1
 . Печать постоянного тока V (1,2) V (2,3) V (3,0)
 . Конец



Теперь, все, что нужно сделать, это запустить программу SPICE для обработки списка соединений и вывода результатов:



 v1 V (1,2) V (2,3) V (3) я (v1)       
 9.000E +00 +00 1.500E 5.000E +00 +00 2.500E-5.000E-04



Эта распечатка говорит нам, напряжение батареи 9 вольт, а падение напряжения через R 1, R 2 и R 3 в 1,5 вольта, 5 вольт и 2,5 вольта, соответственно. Падение напряжения через любой компонент в SPICE на которые ссылается номера узлов компонента лежит между ними, так что V (1,2) ссылается на напряжение между узлами 1 и 2 в цепи, которые являются точками, между которыми R 1 находится. Порядок номеров узлов важно: когда SPICE выдает показатель V (1,2), это касается полярности так же, как если бы мы проводили вольтметр с красным щуп на узле 1 и черный щуп на узле 2.

У нас также есть дисплей, отображающий текущую (хотя и с отрицательным значением) на уровне 0,5 мА или 500 мкА. Таким образом, наша математического анализа была подтверждена с помощью компьютера. Эта цифра выглядит как отрицательное число в SPICE анализ, благодаря особенность в том, как SPICE обрабатывает текущие расчеты.

Таким образом, последовательная цепь определяется как имеющий только один путь для электронов в потоке. Из этого определения, три правила ряд схем следующим образом: все компоненты один и тот же ток, сопротивление добавить равно больше, общее сопротивление и падение напряжения добавить в равных больше, общее напряжение. Все эти правила найти корень в определении последовательной цепи. Если вы понимаете, что определение в полном объеме, то применяются правила являются не более чем примечаниях к определению.

  • ОБЗОР:
  • Компоненты, входящие в долю схеме серий тот же ток: Я Всего = I 1 = I 2 =. . . Я п
  • Общее сопротивление в последовательной цепи равна сумме отдельных сопротивлений: R Всего = R 1 + R 2 +. . . R н
  • Общее напряжение в последовательной цепи равна сумме отдельных падений напряжения: E Всего = E 1 + E 2 +. . . Еп
 
Для тебя
выгодные вложения в интернете
Читай
Товарищи
Друзья