Widerstände sind Elemente von elektrischen Schaltungen, die für den Widerstand gegen Strom ausgelegt sind. Sie werden häufig in einer Vielzahl von Geräten und Schaltungen verwendet, und das Verständnis, wie man die Spannung bei einer gemischten Verbindung von Widerständen berechnet, ist eine grundlegende Frage im Bereich der Elektrotechnik.
Es gibt verschiedene Arten von Widerstandsverbindungen, z. B. serielle, parallele und gemischte Verbindungen. In einer gemischten Verbindung werden die Widerstände in Reihe oder parallel kombiniert, was die Berechnungen erschwert. Mit bestimmten Techniken und Formeln wird es jedoch möglich, die Spannung in einer gemischten Verbindung von Widerständen zu berechnen.
Eine der Haupttechniken zur Berechnung der Spannung bei einer gemischten Verbindung von Widerständen ist die Verwendung der Kirchhoff-Formel für Strom und das ohmsche Gesetz. Die Kirchhoff-Formel wird verwendet, um den Gesamtwiderstand einer gemischten Widerstandsverbindung zu berechnen, und das ohmsche Gesetz wird verwendet, um die Spannung an jedem Widerstand in der Verbindung zu bestimmen.
Beispiel: Nehmen wir an, wir haben zwei Widerstände mit Widerständen von 10 Ohm und 20 Ohm, die parallel geschaltet sind. Wir wollen die Spannung an jedem der Widerstände berechnen.
Gemischte Widerstandsverbindung: Grundprinzipien
Die Grundprinzipien der gemischten Verbindung von Widerständen sind:
- Serielle Verbindung von Widerständen. In diesem Fall addiert sich der Widerstand der Widerstände, dh der Gesamtwiderstand entspricht der Summe der Widerstände aller Widerstände in der Schaltung.
- Parallelschaltung von Widerständen. In diesem Fall ist der Gesamtwiderstand gleich dem umgekehrten Wert der Summe der Widerstandsumkehrungen aller Widerstände in der Schaltung.
Das ohmsche Gesetz kann verwendet werden, um die Spannung in einer gemischten Verbindung von Widerständen zu berechnen. Nach diesem Gesetz entspricht die Spannung dem Produkt des Widerstands gegen elektrischen Strom.
Nehmen wir an, es gibt drei Widerstände in einer gemischten Verbindung mit Widerständen von 4 Ohm, 6 Ohm und 8 Ohm. Um die Spannung an jedem Widerstand zu berechnen, müssen Sie die Formel V = I * R verwenden, wobei V die Spannung ist, I die Stromstärke ist, R der Widerstand ist.
1. Spannung am ersten Widerstand: V1 = 2 * 4 = 8 V
2. Spannung am zweiten Widerstand: V2 = 2 * 6 = 12 V
3. Spannung am dritten Widerstand: V3 = 2 * 8 = 16 V
Somit beträgt die Spannung an jedem Widerstand in der gemischten Verbindung jeweils 8 V, 12 V bzw. 16 V.
Serielle Verbindung von Widerständen: Formeln und Berechnungsmethoden
Sie können die folgende Formel verwenden, um die Spannung in der seriellen Verbindung von Widerständen zu berechnen:
Vmit - gesamtspannung in der seriellen Verbindung,
V1, V2, V3, . , Vn - spannungen an jedem der Widerstände.
Sie können die Formel verwenden, um die Spannung an jedem der Widerstände in einer seriellen Verbindung zu berechnen:
Vn - spannung am widerstand anzahl n,
I - strom im Stromkreis,
Rn - widerstand widerstand anzahl n.
Ein Beispiel für eine serielle Verbindung ist eine Schaltung, die aus drei Widerständen mit Widerständen von 10 Ohm, 20 Ohm und 30 Ohm besteht. Angenommen, der Strom in der Schaltung beträgt 2 A. Die Berechnung der Spannungen an jedem Widerstand lautet wie folgt:
- Spannung am ersten Widerstand: V1 = I * R1 = 2 A * 10 Ohm = 20 V
- Spannung am zweiten Widerstand: V2 = I * R2 = 2 A * 20 Ohm = 40 V
- Spannung am dritten Widerstand: V3 = I * R3 = 2 A * 30 Ohm = 60 V
Somit ist die Gesamtspannung in der seriellen Widerstandsverbindung, die aus Widerständen von 10 Ohm, 20 Ohm und 30 Ohm besteht, und dem durch ihn fließenden Strom von 2 A gleich Vmit = V1 + V2 + V3 = 20 V + 40 V + 60 V = 120 V.
Parallele Verbindung von Widerständen: Berechnungsmethoden
Ein elektrischer Stromkreis verwendet oft eine parallele Verbindung von Widerständen, wenn ein bestimmter Wert des Gesamtwiderstands erreicht oder der Strom zwischen mehreren Widerständen aufgeteilt werden muss. Bei einer parallelen Verbindung sind die Widerstände so verbunden, dass ihre Anfangs- und Endkontakte miteinander verbunden sind.
Es gibt mehrere Möglichkeiten, den Gesamtwiderstand in einer parallelen Verbindung von Widerständen zu berechnen:
Ohmsches Gesetz für parallele Verbindung:
Der Gesamtwiderstand einer parallelen Verbindung von Widerständen kann mit einer Formel berechnet werden:
1/Robsch = 1/P1 + 1/P2 + 1/P3 + . + 1/Rp
wobei Robsch der allgemeine Widerstand ist und P1, P2, P3, . Rp - Widerstände aller Widerstände in einer parallelen Verbindung.
Die Formel für die parallele Verbindung von zwei Widerständen:
Wenn Sie den Gesamtwiderstand nur für zwei Widerstände berechnen möchten, können Sie die Formel verwenden:
Robsch = (P1 * P2) / (P1 + P2)
wobei Robsch der Gesamtwiderstand ist und P1 und P2 die Widerstände zweier Widerstände in einer parallelen Verbindung sind.
Äquivalenter Widerstand für mehr als zwei Widerstände:
Wenn es mehr als zwei Widerstände in der Parallelschaltung gibt, können Sie die sequenzielle Reduktionsmethode verwenden, um den Gesamtwiderstand zu berechnen:
1. Berechnen Sie den Gesamtwiderstand für die ersten beiden Widerstände mit der Formel P1
