Bei der Untersuchung von elektrischen Schaltungen ist eine der wichtigsten Eigenschaften, auf die Sie achten, die Spannung. Eine Möglichkeit, die Spannung zu messen, besteht darin, den Spannungsabfall an Widerständen zu messen. Es gibt häufig Schaltungen, in denen berechnet werden muss, welche Spannung an zwei in Reihe geschalteten oder parallel geschalteten Widerständen abfallen wird.
Wenn zwei Widerstände seriell miteinander verbunden sind, ist der Spannungsabfall an jedem von ihnen proportional zu seinem Widerstand. Wenn wir zwei Widerstände betrachten, deren Widerstände R1 und R2 sind, kann die Spannung am ersten Widerstand als U1 = U * (R1 / (R1 + R2)) ausgedrückt werden, wobei U die Gesamtspannung ist. In ähnlicher Weise kann die Spannung am zweiten Widerstand als U2=U*(R2/(R1+R2)) ausgedrückt werden. Somit entspricht die Summe der Spannungsabfälle an jedem der Widerstände der Gesamtspannung.
Wenn zwei Widerstände parallel miteinander verbunden sind, ist die Spannung an jedem von ihnen gleich, aber die Summe der Ströme, die durch jeden Widerstand fließen, entspricht dem Gesamtstrom. Wenn die Widerstände der Widerstände R1 und R2 sind und der Gesamtstrom I ist, kann der Spannungsabfall an jedem Widerstand als U= U1= U2= I*(R1 / (R1+ R2)) ausgedrückt werden, wobei U1 und U2 die Spannungsabfälle an jedem Widerstand sind. Somit entspricht die Summe der Spannungsabfälle an jedem der Widerstände der Quellspannung.
Was ist ein Spannungsabfall und wie kann ich ihn berechnen?
Der Spannungsabfall kann mit dem ohmschen Gesetz berechnet werden, das besagt, dass der Spannungsabfall am Widerstand direkt proportional zur Stromstärke und dem Widerstand des Widerstands ist. Die Formel zur Berechnung des Spannungsabfalls lautet wie folgt:
| Formel | Bezeichnung |
|---|---|
| U = I * R | U - Spannungsabfall, I - Stromstärke, R - Widerstand |
In dieser Formel ist U der Wert des Spannungsabfalls, I ist die Kraft des durch den Widerstand fließenden Stroms und R ist der Widerstand des Widerstands. Durch die Substitution bekannter Strom- und Widerstandswerte kann der Spannungsabfall an einem bestimmten Widerstand berechnet werden.
Die Berechnung des Spannungsabfalls kann nützlich sein, um die Effizienz einer elektrischen Schaltung zu bestimmen, die thermischen Verluste in Widerständen zu bewerten oder die erforderliche Spannung für den Betrieb eines bestimmten Geräts zu bestimmen.
Spannungsabfall an Widerständen: Grundlegende Konzepte und Prinzipien
In einer elektrischen Schaltung, die aus mehreren Widerständen besteht, kann der Gesamtspannungsabfall mit dem ohmschen Gesetz berechnet werden. Nach diesem Gesetz ist der Spannungsabfall an einem Widerstand direkt proportional zum durch ihn fließenden Strom und seinem Widerstand. Mathematisch wird dies durch die folgende Formel ausgedrückt: V = I * R, wo V - Spannungsabfall, I - Strom, R - Widerstand.
Wenn jedoch mehrere Widerstände in einem Stromkreis vorhanden sind, muss die Spannungsabfallverteilung zwischen ihnen berücksichtigt werden. In diesem Fall gilt das Kirchhoff-Gesetz, das besagt, dass die algebraische Summe der Spannungsabfälle an jedem Knoten der elektrischen Schaltung Null ist. Mit diesem Prinzip ist es möglich, den Spannungsabfall an jedem Widerstand in einer Schaltung zu berechnen.
Sie können einfache Formeln oder eine Spannungsabfallregel verwenden, um den Spannungsabfall an Widerständen zu berechnen. Mit der Spannungszerkleinerungsregel können Sie bestimmen, welcher Spannungsanteil an jedem Widerstand entsprechend seinen Widerständen fällt. Die Formel für diese Regel lautet wie folgt: V1 = V * (R1 / (R1 + R2)), wo V1 - spannungsabfall am ersten Widerstand, V - allgemeiner Spannungsabfall, R1 und R2 - die Widerstände des ersten bzw. zweiten Widerstands.
Das Verständnis des Spannungsabfalls an Widerständen ist für verschiedene Anwendungen wichtig, z. B. bei der Berechnung der Widerstandsleistung oder bei der Gestaltung elektrischer Schaltungen. Die Kenntnis der grundlegenden Konzepte und Prinzipien ermöglicht eine genauere Vorhersage und Kontrolle des Spannungsabfalls in elektrischen Stromkreisen.
Warum tritt ein Spannungsabfall auf und wie misst man ihn?
In elektrischen Stromkreisen, die mit Bürsten an zwei Widerstände verbunden sind, fällt die Spannung aufgrund des Widerstands ab, den die Stromwiderstände haben.
Der Spannungsabfall am Widerstand kann mit einem Voltmeter gemessen werden, das parallel zum Widerstand selbst angeschlossen ist. Das Voltmeter misst die Potentialdifferenz (Spannung) zwischen zwei Punkten in einem Stromkreis und ermöglicht daher die Bestimmung des Spannungsabfalls am Widerstand.
Wie berechne ich den Spannungsabfall an Widerständen?
Um den Spannungsabfall an Widerständen zu berechnen, müssen Sie den Widerstandswert jedes Widerstands und die Gesamtspannung kennen, die dem Stromkreis zugeführt wird. Die Formel zur Berechnung des Spannungsabfalls an einem Widerstand lautet wie folgt:
wo U - spannungsabfall am Widerstand, I - stromstärke, die durch den Widerstand fließt, R - widerstand des Widerstands.
Wenn eine konstante Spannung an den Stromkreis angelegt wird, kann die Stromstärke anhand der Formel berechnet werden:
wo U - gesamtspannung an der Schaltung, R - der Gesamtwiderstand von zwei Widerständen.
Um also den Spannungsabfall an jedem Widerstand zu berechnen, muss man zuerst die Stromstärke finden und dann mit dem Widerstand jedes Widerstands multiplizieren.
Spannungsabfallberechnungsformel und Beispiele
Die Berechnung des Spannungsabfalls an zwei Widerständen kann mit einer Formel durchgeführt werden:
- U1 - spannungsabfall am ersten Widerstand, in
- U2 - spannungsabfall am zweiten Widerstand, in
- I ist die Stromstärke im Stromkreis und
- R1 - der Widerstand des ersten Widerstands, Ohm
- R2 - widerstand des zweiten Widerstands, Ohm
- Lassen Sie den Stromkreis mit einer Stärke von 2 Ampere fließen.
- Am ersten 3-Ohm-Widerstand ist der Spannungsabfall: U1 = 2 A * 3 Ohm = 6 V
- Bei einem zweiten 5-Ohm-Widerstand ist der Spannungsabfall: U2 = 2 A * 5 Ohm = 10 V
Am ersten Widerstand beträgt der Spannungsabfall also 6 Volt und am zweiten Widerstand 10 Volt.
