Berechnung der Gesamtspannung an Widerständen in einer seriellen Verbindung

Serielle Verbindung von Widerständen - eine der wichtigsten Schaltungsverbindungen, die in der Elektrotechnik verwendet werden. Bei dieser Art von Verbindung sind die Widerstände so verbunden, dass ein elektrischer Strom in Reihe durch jeden von ihnen fließt. Ein wichtiger Aspekt bei der Gestaltung und Analyse solcher Schemata ist die Berechnung gesamtspannung an Widerständen.

Um die kombinierte (Gesamt-) Spannung an in Reihe geschalteten Widerständen zu bestimmen, muss das ohmsche Gesetz angewendet werden. Nach diesem Gesetz ist die Spannung an jedem Widerstand in einer seriellen Verbindung proportional zu seinem Widerstand. Die Gesamtspannung entspricht also der Summe der Spannungen an jedem der Widerstände.

Wenn zum Beispiel zwei Widerstände mit Widerständen R1 und R2 vorhanden sind, entspricht die Gesamtspannung an ihnen der Summe der Spannungen V1 und V2: V Insgesamt = V1 + V2.

Die Berechnung der Gesamtspannung kann bei verschiedenen Problemen erforderlich sein, z. B. bei der Bestimmung des Gesamtwiderstands einer Schaltung, der als Verhältnis der Gesamtspannung zur Summe der durch jeden der Widerstände strömenden Ströme definiert ist. Wenn Sie auch die Gesamtspannung an den Widerständen kennen, können Sie ihr Verhalten untersuchen, wenn sich die Größe oder Reihenfolge der Widerstände in der Schaltung ändert.

Was ist die Gesamtspannung und warum sollte sie gezählt werden

Der Hauptzweck der Berechnung der Gesamtspannung besteht darin, die Menge an elektrischer Energie zu bestimmen, die der Strom in der Schaltung trägt. Durch die Berechnung der Gesamtspannung können Sie die von der Schaltung verbrauchte Leistung abschätzen und feststellen, ob sie für den Betrieb aller Komponenten ausreicht.

Durch die Berechnung der Gesamtspannung können Sie auch überprüfen, ob der erforderliche Spannungspegel für eine bestimmte Anwendung übereinstimmt. Wenn Sie beispielsweise eine Arbeit mit einer bestimmten Spannung durchführen möchten, können Sie durch die Kenntnis der Gesamtspannung die Widerstände mit den gewünschten Werten auswählen und den Stromkreis entsprechend einstellen.

Die Notwendigkeit, die Gesamtspannung zu berechnen, entsteht bei der Konstruktion und Montage von elektrischen Schaltungen sowie bei der Wartung und Einrichtung bestehender Stromkreise. Durch die Berechnung der Gesamtspannung können Sie die Ursachen von Stromkreisproblemen ermitteln und geeignete Maßnahmen ergreifen, um diese zu beheben.

Bestimmung der Gesamtspannung

Die Gesamtspannung an den Widerständen in der seriellen Verbindung kann unter Verwendung des ohmschen Gesetzes berechnet werden. Das ohmsche Gesetz besagt, dass die Spannung an einem Widerstand direkt proportional zur Stromstärke ist, die durch ihn fließt, und zu seinem Widerstand. In einer seriellen Verbindung, in der die Widerstände nacheinander verbunden sind, ist der elektrische Strom in allen Widerständen gleich.

Daher kann die Gesamtspannung an den Widerständen in der seriellen Verbindung als Summe der Spannungen an jedem einzelnen Widerstand in der Schaltung berechnet werden. Die Spannung an jedem Widerstand kann gefunden werden, indem man seinen Widerstand mit der Stromstärke multipliziert, die durch den Stromkreis fließt.

Der mathematische Aspekt dieser Berechnung kann durch die folgende Formel ausgedrückt werden:

wo ist U_allgemein - die Gesamtspannung an den Widerständen in der seriellen Verbindung, U₁, U₂, . U_n - spannungen an jedem einzelnen Widerstand in der Verbindung.

Die Notwendigkeit, die Gesamtspannung zu berechnen

Um die Gesamtspannung in einer seriellen Verbindung zu berechnen, müssen Sie die Widerstandswerte jedes Widerstands und die an den Stromkreis angeschlossene Spannungsquelle kennen. Nachdem der Stromkreis an die Spannungsquelle angeschlossen ist, kann die Gesamtspannung an den Widerständen unter Verwendung des Ohmschen Gesetzes berechnet werden:

Wo ist U_allgemein - gesamtspannung an den Widerständen in der Schaltung, U₁, U₂, U₃, . , U_n - spannungen an jedem der Widerstände im Stromkreis.

Die Berechnung der Gesamtspannung ermöglicht die Bestimmung der Spannungsverluste an jedem Schaltungselement, was wiederum bei der Gestaltung und Optimierung elektrischer Schaltkreise nützlich sein kann. Wenn Sie die Gesamtspannung kennen, können Sie auch die Stromstärke berechnen, die durch jeden Widerstand fließt, indem Sie das ohmsche Gesetz verwenden:

I = U_allgemein / R

Wobei I die Stromstärke in der Schaltung ist, U_allgemein - die Gesamtspannung an den Widerständen, R ist der Widerstand jedes Widerstands in der Schaltung.

Die Berechnung der Gesamtspannung ist notwendig, um die elektrischen Parameter einer Schaltung zu verstehen und sie effektiv zu nutzen. Es ermöglicht Ihnen, den Energieverlust an jedem Element einer Schaltung zu bewerten und festzustellen, ob Änderungen an einer elektrischen Schaltung vorgenommen werden müssen, um ihre Funktion zu verbessern.

Wie berechnet man die Gesamtspannung an Widerständen in einer seriellen Verbindung

Die Gesamtspannung an den Widerständen (U) ist gleich der Summe der Spannungen an jedem Widerstand (U1, U2, . ), wobei jede Spannung am Widerstand durch die Formel bestimmt wird:

Wobei U1, U2 usw. die Spannungen an jedem Widerstand sind, die unter Verwendung des ohmschen Gesetzes berechnet werden können:

Wobei I die Stromstärke in der Schaltung ist, R1, R2 usw. sind die Widerstände der Widerstände.

Um also die Gesamtspannung an den Widerständen in einer seriellen Verbindung zu berechnen, ist es notwendig, die Stromstärke und die Widerstandswerte jedes Widerstands zu kennen.

Wenn zum Beispiel ein Stromkreis mit einer Stärke von 2 Ampere und ein Widerstand am ersten Widerstand mit 5 Ohm und ein Widerstand am zweiten Widerstand mit 10 Ohm in der Schaltung fließt, wird die Gesamtspannung an den Widerständen sein:

U = (2 * 5) + (2 * 10) = 10 + 20 = 30 Volt.

Somit beträgt die Gesamtspannung an den Widerständen in diesem Fall 30 Volt.

Das Prinzip der Berechnung der Gesamtspannung

Wenn die Widerstände in einer elektrischen Schaltung seriell miteinander verbunden sind, kann die Gesamtspannung, die an der Schaltung erreicht wird, unter Verwendung des ohmschen Gesetzes und des Überlagerungsprinzips berechnet werden.

Das ohmsche Gesetz besagt, dass die Spannung am Widerstand dem Produkt seines Widerstands mit der Kraft des durch ihn fließenden Stroms entspricht. In der seriellen Verbindung der Widerstände ist die Stromstärke bei allen Widerständen gleich, so dass Sie aufzeichnen können:

wo ist U₁, U₂, . U_n - spannungen an jedem Widerstand, R₁, R₂, . R_n - die Widerstände der entsprechenden Widerstände und I sind die Stromstärke, die durch den Stromkreis fließt.

Die Gesamtspannung an der Schaltung, die der Summe der Spannungen an jedem Widerstand entspricht, kann wie folgt ausgedrückt werden:

Um die Gesamtspannung an den Widerständen in der seriellen Verbindung zu berechnen, müssen Sie daher die Widerstände jedes Widerstands addieren und mit der Stromstärke multiplizieren, die durch den Stromkreis fließt.