Jinsi ya Kuhesabu Voltage Kupitia Kinga (na Picha)

2024 Mwandishi: Jason Gerald | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-15 08:24

Kabla ya kuhesabu voltage kwenye kontena, lazima kwanza uamua aina ya mzunguko (strand) iliyotumiwa. Ikiwa unahitaji kupitia tena masharti ya kimsingi au unahitaji msaada wa kuelewa nyaya za umeme, anza na sehemu ya kwanza. Vinginevyo, nenda moja kwa moja kwa aina ya mzunguko unayotaka kufanya kazi

Hatua

Sehemu ya 1 ya 3: Kuelewa Mizunguko ya Umeme

Hatua ya 1. Jifunze kuhusu mkondo wa umeme

Unaweza kutumia mlinganisho ufuatao: fikiria kuwa unamwaga nafaka ndani ya bakuli. Kila punje ya nafaka ni elektroni, na mtiririko wa nafaka ndani ya bakuli ni mkondo wa umeme. Unapozungumza juu ya umeme, unaielezea kwa kusema ngapi nafaka hutiririka kila sekunde. Unapozungumza juu ya mkondo wa umeme, unaipima kwa vitengo vya ampere (amps), ambayo ni idadi fulani ya elektroni (ambazo ni maadili makubwa sana) ambayo hutiririka kila sekunde.

Hatua ya 2. Jua juu ya malipo ya umeme

Elektroni zina "hasi" malipo ya umeme. Hiyo ni, elektroni huvutia (au kutiririka kuelekea) vitu vyenye chaji nzuri, na kurudisha (au kutiririka kutoka) vitu vyenye kuchaji vibaya. Elektroni zote zina malipo hasi kwa hivyo kila wakati zinasukuma elektroni zingine na kutawanya.

Hatua ya 3. Kuelewa juu ya voltage

Voltage inapima tofauti katika malipo ya umeme kati ya alama mbili. Tofauti kubwa zaidi, nguvu mbili zinavutia. Hapa kuna mfano wa kutumia betri ya kawaida:

• Ndani ya betri, athari za kemikali zinazotokea hutengeneza dimbwi la elektroni. Elektroni hizi huenda kwenye pole hasi ya betri, wakati pole chanya inabaki karibu tupu. Hizi huitwa vituo vyema na hasi. Kwa muda mrefu mchakato huu unadumu, ndivyo voltage inavyokuwa kubwa kati ya miti hiyo miwili.
• Unapounganisha waya kati ya nguzo nzuri na hasi, elektroni kwenye nguzo hasi sasa zina mahali pa kwenda. Elektroni katika pole pole kati yake kuelekea pole chanya na kuzalisha umeme wa sasa. Kadiri voltage inavyozidi kuwa kubwa, elektroni zaidi huhamia kwenye pole chanya kila sekunde.

Hatua ya 4. Jifunze juu ya upinzani

Kikwazo ni kitu kinachozuia elektroni. Upinzani mkubwa, ni ngumu zaidi kwa elektroni kupita. Upinzani unapunguza kasi ya umeme kwa sababu idadi ya elektroni zinazopita kila sekunde hupungua.

Resistors inaweza kuwa chochote katika mzunguko wa umeme ambayo inaongeza upinzani. Unaweza kununua "vipinga" halisi, lakini katika shida, vipinga kawaida huwakilishwa na balbu za taa au kitu chochote ambacho kina upinzani

Hatua ya 5. Kariri Sheria ya Ohm

Kuna uhusiano rahisi kati ya upinzani wa sasa, voltage na umeme. Andika au kariri fomula ifuatayo kwani utaihitaji ili kutatua shida zinazohusiana na nyaya za umeme:

• Sasa = voltage imegawanywa na upinzani
• Fomula inaweza kuandikwa kama ifuatavyo: I = ^V / _R
• Fikiria kinachotokea ikiwa V (voltage) au R (upinzani) katika mzunguko huongezeka. Je! Ni kwa mujibu wa majadiliano hapo juu?

Sehemu ya 2 ya 3: Kuhesabu Voltage Kupitia Resistor (Circuit Series)

Hatua ya 1. Elewa kuhusu mizunguko ya mfululizo

Mzunguko wa umeme wa mfululizo ni rahisi sana kuona. Sura iko katika mfumo wa kitanzi cha kebo na vifaa vyote vilivyopangwa kwa safu kando ya kebo. Mzunguko wa umeme hutiririka kupitia waya mzima na kupitia kila kipingamizi au kitu ambacho hukutana nacho.

• Umeme wa sasa daima sawa katika kila hatua katika mzunguko.
• Wakati wa kuhesabu voltage, eneo la kupinga katika mzunguko sio muhimu. Unaweza kuchukua kontena na kulisogeza kwenye mzunguko, na voltage kwenye kila kontena inabaki ile ile.
• Tutatumia mfano wa mzunguko wa umeme na vipinga 3 mfululizo: R₁, R₂, na R₃. Mzunguko unapata nguvu kutoka kwa betri ya volt 12. Tutapata voltage kwenye kila kontena.

Hatua ya 2. Hesabu upinzani kamili

Ongeza maadili yote ya upinzani kwenye mzunguko. Matokeo yake ni upinzani kamili wa mzunguko wa mfululizo.

Kwa mfano, vipinga vitatu R₁, R₂, na R₃ kuwa na upinzani wa 2 (ohms), 3, na 5, mtawaliwa. Kwa hivyo, upinzani kamili ni 2 + 3 + 5 = 10 ohms.

Hatua ya 3. Pata sasa kwenye mzunguko

Tumia Sheria ya Ohm kupata thamani ya sasa katika mzunguko mzima wa umeme. Kumbuka, katika mzunguko wa mfululizo, mkondo huwa sawa kila wakati wa mzunguko. Baada ya kupata thamani ya sasa, tunaweza kutekeleza mahesabu yote yaliyobaki.

Sheria ya Ohm inasema kuwa sasa I = ^V / _R. Voltage kwenye mzunguko ni volts 12, na upinzani kamili wa mzunguko ni 10 ohms. Chomeka nambari hizi kwenye fomula ili upate I = ¹² / ₁₀ = 1.2 amperes.

Hatua ya 4. Kurekebisha Sheria ya Ohm ili kupata thamani ya voltage

Tumia algebra ya msingi kupata thamani ya voltage badala ya sasa:

• Mimi = ^V / _R
• IR = ^VR / _R
• IR = V
• V = IR

Hatua ya 5. Mahesabu ya voltage kwenye kila kontena

Tayari tunajua thamani ya upinzani na ya sasa. Sasa, tunaweza kufanya mahesabu yote. Chomeka nambari kwenye fomula na ukamilishe hesabu. Hapa kuna mahesabu ya vipinga vitatu kutoka kwa mfano hapo juu:

• Voltage kwa R₁ = V₁ = (1, 2A) (2Ω) = 2, volts 4.
• Voltage ni R₂ = V₂ = (1, 2A) (3Ω) = 3.6 volts.
• Voltage kwa R₃ = V₃ = (1, 2A) (5Ω) = volts 6.

Hatua ya 6. Angalia majibu yako

Katika mzunguko wa mfululizo, jumla ya majibu yote lazima iwe sawa na jumla ya voltage. Ongeza kila voltage uliyohesabu na angalia kuwa inalingana na jumla ya voltage ya mzunguko. Ikiwa sio hivyo, jaribu kupata kosa katika mahesabu yako.

• Kulingana na mfano hapo juu, 2, 4 + 3, 6 + 6 = 12 volts, sawa na jumla ya voltage kupitia mzunguko wa umeme.
• Ikiwa jibu lako limezimwa kidogo (sema 11, 97 badala ya 12), kuna uwezekano kuwa umepata nambari wakati unafanya kazi kwenye fomula. Usijali, jibu lako sio sahihi.
• Kumbuka, voltage inapima tofauti katika malipo, au idadi ya elektroni. Fikiria kwamba unahesabu elektroni mpya zinazoonekana wanaposafiri kwenye mzunguko wa umeme. Ikiwa utahesabu kwa usahihi, utajua jumla ya mabadiliko ya elektroni kutoka mwanzo hadi mwisho.

Sehemu ya 3 ya 3: Kuhesabu Voltage Kupitia Kizuizi (Mzunguko Sambamba)

Hatua ya 1. Jifunze kuhusu nyaya zinazofanana

Fikiria kebo inayounganisha kwenye nguzo moja ya betri, halafu itaunganisha waya kwenye waya mbili tofauti. Waya hizi mbili ni sawa na kila mmoja, kisha unganisha tena kabla ya kuunganisha kwenye pole nyingine ya betri. Ikiwa waya upande wa kushoto imeunganishwa na kontena, na waya upande wa kulia pia imeunganishwa na kontena lingine, vipinga viwili vimeunganishwa katika "sambamba".

Unaweza kuongeza nyaya nyingi zinazofanana kama unavyopenda. Mwongozo huu unaweza kutumika kwa nyaya za umeme ambazo zinaunganisha waya 100 ambazo zinaunganisha tena

Hatua ya 2. Jua jinsi umeme wa sasa unapita katika nyaya zinazofanana

Umeme wa sasa unapita kupitia kila njia inayopatikana. Umeme wa sasa utapita kupitia waya upande wa kushoto, kupitia kontena la kushoto, na hadi mwisho mwingine. Wakati huo huo, sasa pia inapita kupitia waya upande wa kulia, kupitia kontena la kulia, na hadi mwisho. Hakuna waya au vipinga katika mzunguko unaofanana hupitishwa mara mbili.

Hatua ya 3. Tumia jumla ya voltage kupata voltage kwenye kila kontena

Ikiwa unajua voltage kwenye mzunguko mzima, jibu ni rahisi kupata. Kila waya inayofanana ina voltage sawa na mzunguko mzima wa umeme. Sema mzunguko wa umeme una vipinga viwili sambamba na betri ya volt 6. Vizuizi sio muhimu sana leo. Ili kuielewa, kumbuka mzunguko wa mfululizo ulioelezewa hapo juu:

• Kumbuka kwamba jumla ya voltages katika mzunguko wa mfululizo daima ni sawa na jumla ya voltage kupitia mzunguko wa umeme.
• Fikiria kila njia ambayo sasa inachukua katika mzunguko wa mfululizo. Vivyo hivyo kwa mizunguko inayofanana: ikiwa utaongeza voltages zote, matokeo ni sawa na jumla ya voltage.
• Kwa kuwa sasa kupitia kila waya inayofanana ni kupitia kontena moja tu, voltage kwenye kontena lazima iwe sawa na jumla ya voltage.

Hatua ya 4. Hesabu jumla ya sasa ya mzunguko wa umeme

Ikiwa shida haitoi jumla ya voltage kwenye mzunguko, utahitaji kukamilisha hatua kadhaa za ziada. Anza kwa kutafuta jumla ya sasa kupitia mzunguko wa umeme. Katika mzunguko unaofanana, jumla ya sasa ni sawa na jumla ya mikondo kupitia kila njia inayofanana.

• Fomula ni kama ifuatavyo_jumla = Mimi₁ + Mimi₂ + Mimi₃…
• Ikiwa una shida kuielewa, fikiria bomba la maji ambalo lina matawi mawili. Jumla ya maji yanayotiririka katika mfululizo wa mabomba ni jumla ya maji yanayotiririka katika kila bomba.

Hatua ya 5. Hesabu upinzani kamili wa mzunguko wa umeme

Ufanisi wa kupinga hupunguzwa katika mzunguko unaofanana kwa sababu inazuia tu ya sasa kupitia waya mmoja. Kwa kweli, waya zaidi katika mzunguko, ni rahisi zaidi kwa sasa kupata njia ya kutiririka vizuri. Ili kupata upinzani kamili, pata thamani ya R. _jumla katika mlingano huu:

• ¹ / _{Rjumla = ¹ / R1 + ¹ / R2 + ¹ / R3 …}
• Kwa mfano, mzunguko wa umeme una vipinga vya 2 ohms na 4 ohms zilizounganishwa kwa usawa, mtawaliwa. ¹ / _{Rjumla = 1/2 + 1/4 = 3/4 → 1 = (3/4) Rjumla → Rjumla = 1 / (3/4) = 4/3 = ~ 1.33 ohms.}

Hatua ya 6. Pata voltage kutoka kwa jibu lako

Kumbuka, mara tu tutakapopata voltage ya jumla ya mzunguko wa umeme, tayari tunajua ukubwa wa voltage kupitia kila waya inayofanana. Tumia Sheria ya Ohm kukamilisha hesabu. Angalia maswali yafuatayo ya mfano:

• Mzunguko wa umeme una sasa ya amperes 5 na upinzani kamili wa 1.33 ohms.
• Kulingana na Sheria ya Ohm, mimi = V / R ili V = IR
• V = (5A) (1, 33Ω) = volts 6.65.

Vidokezo

• Ikiwa una mzunguko ngumu wa umeme, kwa mfano kuwa na vipinga kushikamana kwa usawa na mfululizo, chagua vipinga mbili vya karibu. Pata upinzani kamili kupitia vipinga viwili ukitumia sheria za vipinga katika mizunguko na safu zinazofanana. Sasa, unaweza kuichukulia kama kontena moja. Endelea na mchakato huu hadi uwe na mzunguko ambao vipingaji hupangwa tu katika mfululizo au sambamba.
• Voltage kwenye kontena mara nyingi huitwa "kushuka kwa voltage."

• Kuelewa masharti yafuatayo:

  • Mzunguko wa umeme / strand - Mpangilio wa vifaa anuwai (vipinga, capacitors, na inductors), ambazo zimeunganishwa na nyaya na zinaweza kuimarishwa.
  • Resistor - kitu ambacho hupunguza au kuzuia sasa umeme.
  • Sasa - mtiririko wa malipo ya umeme kwenye kebo. Imeonyeshwa katika Ampere (A).
  • Voltage - Kiasi cha malipo ya umeme ambayo hupita kila sekunde. Imeonyeshwa kwa vitengo vya volts (V).
  • Upinzani - Kipimo cha upinzani wa kipengele kwa umeme wa sasa. Imeonyeshwa katika Ohms (Ω)