نحوه پیدا کردن ولتاژ در سراسر مقاومت: چندین رویکرد و مشکل مثال

در این مقاله نحوه یافتن ولتاژ در مقاومت به روشی بدون دردسر، مانند ترکیب سری، ترکیب موازی و سایر ترکیبات مدار بحث شده است.

ولتاژ هر مقاومتی را می توان با موارد زیر تعیین کرد:

• قوانین یا قوانین مدارهای مختلف مانند قانون کیرشهوف، تقسیم جریان یا قانون تقسیم ولتاژ.
• مقاومت معادل قسمت مورد نیاز مدار.
• با تعیین مشخصات یا عملکرد کل یا بخشی از مدار.

نحوه پیدا کردن ولتاژ دو سوی مقاومت به صورت سری ?

مدار مقاومت سری فقط یک مسیر یا انشعاب برای عبور جریان مدار دارد. تمام مقاومت ها در این نوع اتصال مدار به یک مسیر یا شاخه مدار متصل می شوند.

افت ولتاژ در هر ترکیب سری مقاومت ممکن است با مقدار مقاومت کلی یا فردی متفاوت باشد.

با فرض وجود بیش از یک مقاومت متصل به ترکیب سری، کل ترکیب مقاومت را می توان با یک مقاومت واحد با مقاومت معادل جایگزین کرد. فرض کنید مقاومت در a مدار سری دارای ارزش های یکسان است در این صورت، افت ولتاژ (یا افت پتانسیل الکتریکی) در هر مقاومت را می‌توان تشخیص داد که جریان عبوری از هر مقاومت در مدار یکسان است.

افت ولتاژ کلی در هر مدار مقاومت سری برابر است با مجموع ولتاژ یا افت پتانسیل در هر مقاومت جداگانه از ترکیب مدار سری.

در کدام نوع ترکیب مدار مقاومت، ولتاژ کلی مدار بین مقاومت های مختلف تقسیم می شود. مدار سری ترکیبی مقدار ولتاژ در هر مقاومت به مقدار مقاومت مقاومت مربوطه بستگی دارد تا مقدار جریان عبوری از مقاومت را پیدا کند. 

فرض کنید چندین مقاومت در یک مدار سری و V متصل شده اند₁، پنجم₂، پنجم₃ … V_n فرد است افت ولتاژ در هر مقاومت در یک مدار سری با ترکیب، سپس کل افت ولتاژ در سراسر مدار سری را می توان به عنوان تعریف کرد

V = V₁ +V₂ +V₃ . . . +V_n

برای تعیین مقاومت کلی یا معادل کلی یک ترکیب مدار سری از تعداد مقاومت 'n'، از فرمول استفاده کنید:

R_e = R₁+ R₂ + R₃…… + R_n

کجا R_e مقاومت معادل یا کلی ترکیب مقاومت سری است

R₁، R₂، R₃. . . . .R_n مقاومت تک تک مقاومت های متصل به مدار سری از اعداد 'n' مقاومت ها.

نحوه یافتن ولتاژ در مقاومت به صورت موازی ?

هر مداری را می توان با سری یا موازی ترکیبی از هر دو سری و مدار موازی طرح. 

La افت ولتاژ (یا پتانسیل الکتریکی افت) در سراسر مقاومت به صورت موازی را می توان به راحتی تعیین یا محاسبه کرد با در نظر گرفتن مشخصه یک مدار مقاومت موازی، زیرا افت ولتاژ یا افت پتانسیل الکتریکی در هر مسیر یا شاخه در ترکیب موازی یکسان است.

جریان عبوری از هر شاخه در ترکیب مدار موازی را می توان با مقاومت سراسری در سراسر مسیر یا شاخه مدار تعیین کرد. جریان کلی در یک مدار برابر است با مجموع جریان لحظه ای عبوری به یک شاخه مجزا در یک ترکیب مدار موازی. اگر بیش از یک مقاومت به یک مدار موازی متصل باشد، آن مقاومت ها را می توان تنها با یک مقاومت با قدر معادل جایگزین کرد.

یک مدار ترکیب مدار موازی مقاومت نامیده می شود، زمانی که بیش از یک مقاومت دو گره مدار را به هم متصل می کند و مسیرهای متعددی را برای عبور جریان فراهم می کند.

جریان عبوری به هر مقاومت را نیز می توان با تعیین کرد قانون تقسیم کننده فعلی همانطور که جریان در سراسر مدار به تمام شاخه های هر مدار موازی مقاومت تقسیم می شود. توان کلی تلف شده در ترکیب موازی متناسب با مجموع توان لحظه ای منفرد است که توسط هر ثبات در یک ترکیب مدار موازی تلف می شود.

همانطور که اذعان شد، ولتاژ کلی در ترکیب مدار موازی مقاومت به همان اندازه است که افت پتانسیل الکتریکی در هر مسیر یا شاخه از مدار موازی مقاومت ثابت است.

بیایید فرض کنیم که اگر چندین انشعاب در یک مدار موازی ترکیبی از مقاومت وجود داشته باشد، V1، V2، V3، ... افت ولتاژ مجزا در مقاومت کلی هر شاخه در ترکیب موازی هستند.

 سپس V1 + V2…. = Vn

برای مثال، فرض کنید بیش از یک مقاومت در یک ترکیب موازی وصل شده است. مقادیر مقاومت می تواند در هر کدام یکسان یا متفاوت باشد مدار موازی ترکیبی فرض کنید دو مقاومت با مقاومت یکسان در ترکیب موازی با یکدیگر مرتبط هستند. در این صورت جریان های عبوری از آنها از نظر بزرگی و با مقاومت معادل و قانون تقسیم جریان یکسان خواهند بود. پس از اعمال قانون اهم، می‌توانیم ولتاژ هر مقاومت موازی را بدست آوریم. 

فرض کنید دو مقاومت R1 و R2 دارای مقاومت های متفاوتی هستند که به صورت موازی به هم متصل شده اند. جریانی که از هر مقاومت عبور می کند می تواند نسبت به یکدیگر بی تفاوت باشد.

پس از محاسبه جریان عبوری از هر شاخه توسط قانون تقسیم جریان و یافتن مقدار مقاومت معادل یک مدار کلی که می توان با قانون اهم محاسبه کرد، ولتاژ هر مقاومت را می توان تعیین کرد.

معادله مقاومت معادل در ترکیب موازی با مقاومت:

1 / R_e = 1/R₁ +1/R₂ +1/R₃ …+1/R_n

کجا R_e معادل مقاومت موازی ترکیب مدار

R1, R2, R3… مقاومت های مختلف به صورت موازی متصل می شوند. 

وقتی دو مقاومت (R) به طور موازی دارای مقدار یکسان باشند، مقاومت معادل هر دو مقاومت نصف یک مقاومت (R) است.

چگونه ولتاژ دو سر مقاومت را در مدار RL پیدا کنیم؟

مدار RL حاوی حداقل یک مقاومت و سلف در مدار به صورت موازی یا ترکیب سری.

افت ولتاژ در مقاومت در مدار RL را می توان با اعمال قانون Kirchhoff بدست آورد (یا تعیین کرد). یک معادله دیفرانسیل مرتبه اول ایجاد می شود که شامل افت ولتاژ در طول سلف و مقاومت است. 

برای هر مدار RL، افت ولتاژ در مقاومت را می توان با جریان عبوری از آن به همراه مقدار شناخته شده مقاومت با کمک قانون اهم تعیین کرد.

برای مدار سری RL،

Vr = R/Rs + Ir

برای مدار RL موازی،

Ir = Vr (R/Rs)

چگونه حداکثر ولتاژ مقاومت را پیدا کنیم؟

هر مقاومتی دارای حداکثر توان است، به این معنی که حداکثر توانی است که می توان به مقاومت خاص بدون آسیب رساندن به آن داد.

از رابطه توان فعلی P = I²R که در این حالت R ثابت در نظر گرفته می شود) و با ارائه حداکثر توان به مقاومت در حالی که حداکثر توان آن مقاومت خاص را در نظر می گیریم، حداکثر ولتاژ در مقاومت را می توان اندازه گیری کرد.

چگونه ولتاژ دو طرف مقاومت را در مدار ترکیبی پیدا کنیم؟

مدار ترکیبی ترکیب یا مخلوطی از هر دو مدار سری و موازی با هم است.

• تجزیه و تحلیل مدار ترکیبی با شکستن ترکیب مدارهای موازی و سری ممکن است.
• و بعد از تجزیه کل ترکیب در قسمت های مختلف می توان آنالیز یا معادل آن قسمت خاص را جداگانه محاسبه کرد.
• سپس معادل کل کل ترکیب مدار را می توان پس از ترکیب معادل تمام قطعات (که جداگانه محاسبه شد) محاسبه کرد.
• با اعمال قانون اهم، قانون کیرشهوف، افت ولتاژ در هر جزء در مدار را می توان تعیین کرد.

چگونه ولتاژ RMS را در یک مقاومت پیدا کنیم؟

ولتاژ RMS به معنای ریشه میانگین مربع ولتاژ یک است مدار AC، که در آن مقدار RMS نشان دهنده اتلاف توان معادل یک مدار DC است.

در AC مدار، ولتاژ RMS را می توان از پیک تا پیک ولتاژ مدار AC محاسبه کرد. قانون اهم، قانون کیرشهوف و سایر قوانین مدار را می توان در مدار AC برای محاسبه ولتاژ یا جریان لحظه ای از طریق مقاومت اعمال کرد.

فرض کنید Vr ولتاژ لحظه ای در یک مقاومت باشد سپس Vr = Vp sin ωt

و Ir جریان لحظه ای از طریق یک مقاومت است سپس Ir = Vr/R = Vr / Sin ωt

بنابراین ولتاژ دو طرف یک مقاومت را می توان به صورت Vr = Ir sin ωt تعریف کرد

چگونه ولتاژ مقاومت بار را پیدا کنیم؟

مقاومت بار یک عنصر مدار غیرفعال با دو پایانه است که مقداری مقاومت دارند.

افت ولتاژ در مقاومت بار را می توان با تعیین ترکیب مدار و اعمال قوانین مدار مورد نیاز مانند قانون اهم، قانون کیرشهوف و غیره تعیین کرد.