نحوه محاسبه ولتاژ در یک مدار سری: حقایق دقیق

در این مقاله با روش های مختلف محاسبه ولتاژ در مدار سری آشنا می شویم. مدارهای سری دارای دو یا چند مقاومت، خازن یا سلف هستند که با مسیرهای منفرد بین هر دو ترکیب شده اند.

مدار سری می تواند دو نوع مولفه ولتاژ داشته باشد. اولین مورد ولتاژ منبع تغذیه است. اغلب توسط باتری تامین می شود. دیگری افت ولتاژ است که در واقع کاهش ولتاژ ناشی از هر نوع امپدانس مانند مقاومت، اندوکتانس یا خازن است. در اینجا نحوه محاسبه ولتاژ در مدار سری را خواهیم آموخت.

ادامه مطلب در….آیا ولتاژ در سری ثابت است: بینش کامل و سؤالات متداول

نحوه محاسبه ولتاژ در یک مدار سری-پرسش و پاسخ

چگونه ولتاژ را در مدار سری با کمک قانون ولتاژ کیرشهوف محاسبه کنیم؟

قوانین کیرشهوف اطلاعاتی در مورد اختلاف جریان و پتانسیل در مدار ارائه می دهد. قانون ولتاژ کیرشهوف (KVL) بیان می کند که "مجموع جبری ولتاژ در گره های یک مدار بسته برابر با صفر است".

قانون ولتاژ کیرشوف می گوید که در یک حلقه، مجموع همه ولتاژهای موجود باید صفر باشد. در مدار سری، دو یا چند مقاومت سیمی در یک حلقه وجود دارد. بنابراین، جریان برابری از همه آنها عبور می کند. با استفاده از قانون کیرشوف در اینجا، می توانیم ولتاژ را در هر نقطه از آن مدار پیدا کنیم.

ادامه مطلب در….ولتاژ در مدار سری چیست: حقایق دقیق

نحوه محاسبه ولتاژ در مدار سری - با چند مثال عددی توضیح دهید.

Q1. ولتاژ V را بیابید₁، پنجم₂ و V₃ برای مدار زیر که در تصویر 1 نشان داده شده است.

برای مدار زیر پیدا کنید ولتاژ در سراسر مقاومت ها

این مدار سری دارای اجزای زیر است:

1. دو منابع ولتاژ به ترتیب 120 ولت و 8 ولت.
2. سه مقاومت 8 اهم، 4 اهم و 4 اهم.

باید ولتاژ V را پیدا کنیم₁، پنجم₂ و V₃ در سراسر مقاومت ها 

در اینجا، اگر قانون کیرشوف را اعمال کنیم، دریافت می کنیم،

-V₃ + 120 + V₂ -8 + V₁ = 0

V₁ +V₂ - V₃ = -116،XNUMX

4i + 8i – 4i = -116

i = -116/8 = -14.5 میلی آمپر

بنابراین ولتاژها - V هستند₁= 4 × 14.5 = 58 ولت، V₂= 8 × 14.5 = 116 ولت، V₃= 4 × 14.5 = 58 ولت

Q2. ولتاژ تک تک مقاومت ها را در مدار نشان داده شده در تصویر 2 محاسبه کنید

در مدار، چهار مقاومت از طریق پیکربندی سری به هم متصل می شوند. بنابراین مقاومت معادل R_eq = 10 + 5 + 20 + 10 = 45 اهم

جریان خالص i = V_خالص/ ر_eq = (8+4)/45 = 0.27 A

می دانیم که ولتاژ در هر مقاومت = جریان خالص × مقدار مقاومت آن مقاومت 

بنابراین V₁ = ولتاژ در مقاومت 5 اهم = 0.27 × 5 = 1.35 ولت

V₂ = ولتاژ در هر دو مقاومت 10 اهم = 0.27 × 10 = 2.7 ولت

V₃ = ولتاژ مقاومت 20 اهم = 0.27 × 20 = 5.4 ولت

Q3. مقادیر V را پیدا کنید₁، پنجم₂ و V_i در مدار نشان داده شده در شکل 3.

جریان جریان در مدار = 12 میلی آمپر

مقاومت معادل R_eq= 8+4 = 12 کوهم

بنابراین V₁ = ولتاژ در مقاومت 8 کوهم = 12 × 10^-3 8 × 10 پوند³ = 96 ولت

V₂ = ولتاژ در مقاومت 4 کوهم = 12 × 10^-3 × 4× 10³ = 48 ولت

حال، اگر قانون کیرشوف را در مدار اعمال کنیم، دریافت می کنیم

جمع V=0

V_i - V₁ - V₂ = 0

V_i = V₁ +V₂ = 96+ 48 = 144 V

Q4. با اطلاعات داده شده، ولتاژ V را محاسبه کنید_T در شکل 4. همچنین ولتاژهای جداگانه در مقاومت ها را محاسبه کنید.

در مدار فوق، مقاومت معادل R_eq= 200 + 400 + 600 = 1200 اهم

جریان در مدار = 5 میلی آمپر

بنابراین، ولتاژ در مقاومت 200 اهم = 200 × 5 × 10^-3 = 1 ولت

ولتاژ در مقاومت 400 اهم = 400 × 5 × 10^-3 = 2 ولت

ولتاژ در مقاومت 200 اهم = 600 × 5 × 10^-3 = 3 ولت

حال با اعمال قانون کیرشهوف در مدار دریافت می کنیم 

V_T - V₁ -V₂ - V₃ = 0

بنابراین، V_T = V₁+V₂ +V₃ = 1+2+3 = 6 ولت

Q5. V را پیدا کنید_g در مدار نشان داده شده در شکل 5

جهت جریان در مدار خلاف جهت عقربه های ساعت است. 

فرض کنید ولتاژ دو مقاومت 150 اهم و 350 اهم V است.₁ و V₂ به ترتیب. حال، اگر قانون کیرشوف را در اینجا اعمال کنیم، دریافت می کنیم،

10 - V₁ +V₂ -20 = 0

یا، V₁ +V₂ = 10 

یا، 150i + 350i = 10 (بگذارید بگوییم کل جریان در مدار i است)

یا 500i = 10 

i = 10/500 = 20 میلی آمپر

اکنون می توانیم V را محاسبه کنیم_g از در نظر گرفتن قسمت چپ مدار یا قسمت راست مدار از V_g. 

معادله به دست آمده از قسمت چپ توسط قانون کیرشوف،

-V_g +150i +10 = 0

یا، V_g = 150 × 0.02 + 10 = 13 ولت

ادامه مطلب در….نمونه‌های مدار سری: اطلاعات کامل و پرسش‌های متداول