Јединица коју можемо користити за мерење разлике потенцијала у било којој тачки назива се а Волт . Волт је разлика потенцијала примењена на отпор од 1 ома и резултираће протоком електричне струје од вишег терминала до доњег терминала.
Потенцијалне разлике увек теку од веће вредности потенцијала до ниже вредности потенцијала. Такође можемо дефинисати 1В као потенцијал када се 1 ампер струје помножи са отпором од 1 ома. За описивање разлике потенцијала користи се формула закона ома, која је једнака В=ИкР .
Према Охмовом закону, струја у линеарним колима расте са повећањем разлике потенцијала. Коло које има велику потенцијалну разлику између било које две тачке ће довести до већег протока струје кроз ове две тачке у колу.
На пример, узмите у обзир отпорник од 10 Ω, а напон примењен на његовом једном крају је 8 В. Слично томе, напон на другом крају је 5В. Тако ћемо добити потенцијалну разлику од 3В (8В-5В) на терминалу отпорника. Да бисмо пронашли струју преко отпорника, можемо користити Охмов закон. Струја овог кола би била 0,3А.
Ако повећамо напон са 8В на 40В, разлика потенцијала отпорника ће постати 40В – 5В = 35В. Ово ће резултирати 3,5 А струјног тока. Када се разлика потенцијала преко отпорника повећа, то ће такође довести до повећања струје.
Да бисмо измерили напон било које тачке унутар кола, морамо је упоредити са заједничком референтном тачком. Обично користимо 0В или пин за уземљење као референтну тачку у колу за мерење разлике потенцијала.
Куицк Оутлине
- Која је потенцијална разлика
- Пример потенцијалне разлике
- Мрежа разделника напона
- Формула разделника напона
- Пример разделника напона
- Закључак
Која је потенцијална разлика
Разлика потенцијала, такође позната као напон, је основни концепт електричне енергије. У основи описује разлику у електричној потенцијалној енергији између две тачке унутар електричног кола. Разлика у потенцијалу између две тачке доводи до померања наелектрисања са веће на нижу потенцијалну тачку. То ће резултирати протоком електричне струје. Ми меримо разлику потенцијала у волтима (В), и то је критичан фактор у одређивању како се електрична енергија понаша у колу и како електрични уређаји раде.
Пример потенцијалне разлике
На слици, потенцијал примењен преко отпорника на једном крају је 10 В. Потенцијал на другом крају отпорника је 5 В.
Да бисте израчунали разлику потенцијала преко краја отпорника, одузмите већи потенцијал од нижег:
Разлика потенцијала израчуната преко отпорника је 5В.
Струја у отпорнику је пропорционална примењеном потенцијалу. Ако је разлика потенцијала између било које две тачке већа, видећете велики проток струје.
Користите Охмов закон да пронађете струју.
Сада повећајте потенцијал са 10В на 20В преко једног краја отпорника и 5В на 10В на другом крају. Разлика потенцијала ће постати 10 В. Користећи Охмов закон можете пронаћи струју кроз отпорник која је 8 ампера.
Електрично наелектрисање изазива проток електричне струје. Али потенцијал се физички не креће нити тече. Потенцијал се примењује на било које две специфичне тачке у колу.
Да бисмо пронашли укупан напон кола, морамо да саберемо све повезане напоне у серијском колу. То значи да када имате отпорнике (ИН 1 , ИН 2 , и ИН 3 ) повезани у серију, једноставно збројите њихове напоне да бисте пронашли укупан напон:
С друге стране, када паралелно повежете отпорнике, напон на сваком отпорнику или елементу остаје исти. Паралелно, напон на сваком отпорнику је једнак и може се изразити као:
Мрежа разделника напона
Знамо да ако повежемо више отпорника у серију преко потенцијалне разлике, нови коло разделника напона формираће се. Ово коло дели напон напајања између отпорника у одређеном односу. Сваки отпорник добија део напона у односу на његов отпор.
Овај принцип кола разделника напона примењује се само на отпорнике који су повезани у серију. Ако паралелно повежемо отпорнике, то ће резултирати потпуно другачијим подешавањем, које се зове а тренутна мрежа разделника.
Волтаге Дивисион
Дато коло објашњава основни концепт кола за разделник напона. У овом колу различити отпорници су у серији. Постоје 4 отпорника у низу са именом Р 1 , Р 2 , Р 3 , и Р 4 . Сви ови отпорници деле заједничку референтну тачку која је једнака нула волти или земљи.
Када спојите отпорнике у серију, напон напајања (ИН С ) се дистрибуира преко сваког отпорника. Видећете да ће сваки отпорник пасти неке напоне. То значи да сваки отпорник добија део укупног напона.
Затим користите Охмов закон да изразите ово коло. Према дефиницији Омовог закона, струја (И) која тече кроз низ отпорника једнака је напону напајања (ИН С ) подељен са укупним отпором (Р Т ).
Омов закон математички израз је дат као
Сада користите Охмов закон и једноставно помножите струју (ја) са отпором (Р) вредност сваког отпорника.
Где ИН представља пад напона.
Након померања од једне тачке до друге дуж серије отпорника, напон у свакој тачки се повећава како збројите пад напона. Све појединачне суме пада напона једнаке су улазном напону кола (ИН С ) .
Није неопходно пронаћи укупну струју кола да бисте пронашли напон у одређеној тачки. Можете користити једноставну формулу за израчунавање пада напона у било којој тачки узимајући у обзир отпор отпорника и струју која тече кроз њега. Ово поједностављује анализу кола и помаже у разумевању како се напон дистрибуира унутар кола.
Формула разделника напона
У горњој формули, В(к) представља напон, и Р(к) једнак је отпору који производи овај напон. Симбол РТ означава укупан серијски отпор отпорника, а ВС је напон напајања.
Формула разделника напона
Размотрите доњи круг да бисте пронашли излазни напон кола преко Р2 користећи правило разделника напона.
У овом кругу, В ин означава напон напајања. То је струја која тече кроз коло. Ова струја тече у оба смера.
Хајде да размотримо ИН Р1 и ИН Р2 да буде пад напона од Р 1 и Р 2 . Како су дати отпорници повезани у серију, улазни напон В ИН кола ће бити једнака збиру свих појединачних напона који падне на сваки отпорник.
Да бисте израчунали појединачни пад напона на сваком отпорнику, користите једначину Охмовог закона:
Слично, за отпорник Р 2
Са слике можемо видети да је напон на Р 2 је В ОУТ . Овај излазни напон се може дати као:
Из горње једначине можемо израчунати улазни напон В ИН .
Да бисмо израчунали укупну струју у смислу В оут напон, користите горњи В оут једначина.
Дакле, В оут једначина ће постати:
Сада размислите о вишеструком дјелитељу напона који садржи више излаза на отпорницима.
Излазна једначина ће постати:
Овде, у горњој једначини, ИН Икс је излазни напон.
Р Икс је збир свих отпорника повезаних у колу.
Могуће вредности од Р Икс су:
Ако ИН означава напон напајања. Тада су могући излазни напони дати као:
Из горњих једначина можемо закључити да је напон пао на отпорницима који су серијски повезани пропорционалан вредности или величини отпорника. Према Кирхофовом закону напона, напон који пада на свим датим отпорницима мора бити једнак улазном напону извора.
Дакле, можете пронаћи пад напона отпорника користећи формулу за дјелитељ напона.
Пример разделника напона
Размотримо коло разделника напона са три отпорника у серији, који производи два излазна напона из а 240 В снабдевање. Вредности отпора су следеће:
- Р1 = 10 Ω
- Р2 = 20 Ω
- Р3 = 30 Ω
Еквивалентни отпор кола се израчунава на следећи начин:
Сада су два излазна напона одређена на следећи начин:
Струја у колу је дата са:
Дакле, падови напона на сваком отпорнику су следећи:
Закључак
Делитељ напона је основно пасивно коло које се користи у електроници. Ово коло може смањити излазни напон у односу на улазни напон. Ово смањење напона можете постићи након повезивања више отпора у низу. Вредност отпора зависи од вредности пада напона коју желите да постигнете. Ови отпорници ће створити фиксни напон који је одређен односима отпорника.
Отпорници су важни елементи кола јер могу ограничити напон кола у складу са Охмовим законом. Отпорници у серији имају константну струју кроз сваки отпорник. Можете израчунати и одржавати константан напон док дизајнирате електронска кола уз помоћ формуле за дјелитељ напона.