Prima di calcolare la tensione ai capi di un resistore, è necessario innanzitutto determinare il tipo di circuito (filo) utilizzato. Se hai bisogno di rivisitare i termini di base o hai bisogno di aiuto per capire i circuiti elettrici, inizia con la prima sezione. Altrimenti vai direttamente al tipo di circuito su cui vuoi lavorare
Fare un passo
Parte 1 di 3: Comprensione dei circuiti elettrici
Passaggio 1. Informazioni sulla corrente elettrica
Puoi usare la seguente analogia: immagina di versare dei cereali in una ciotola. Ogni granello di grano è un elettrone e il flusso di grano nella ciotola è una corrente elettrica. Quando parli di elettricità, la spieghi dicendo quanti chicchi di cereali scorrono ogni secondo. Quando parli di corrente elettrica, la misuri in unità di ampere (ampere), che è un certo numero di elettroni (che sono valori molto grandi) che fluiscono ogni secondo.
Passaggio 2. Conoscere la carica elettrica
Gli elettroni hanno una carica elettrica "negativa". Cioè, gli elettroni attraggono (o fluiscono verso) oggetti con carica positiva e respingono (o fluiscono via da) oggetti con carica negativa. Tutti gli elettroni hanno una carica negativa, quindi spingono sempre altri elettroni e si disperdono.
Passaggio 3. Comprendere la tensione
La tensione misura la differenza di carica elettrica tra due punti. Maggiore è la differenza, più forte è l'attrazione tra i due punti. Ecco un esempio di utilizzo di una batteria normale:
- All'interno della batteria, le reazioni chimiche che si verificano producono un pool di elettroni. Questi elettroni vanno al polo negativo della batteria, mentre il polo positivo rimane quasi vuoto. Questi sono chiamati terminali positivo e negativo. Più a lungo dura questo processo, maggiore è la tensione tra i due poli.
- Quando colleghi i fili tra i poli positivo e negativo, gli elettroni al polo negativo ora hanno un posto dove andare. Gli elettroni al polo negativo fluiscono verso il polo positivo e producono una corrente elettrica. Maggiore è la tensione, più elettroni si spostano al polo positivo ogni secondo.
Passaggio 4. Ulteriori informazioni sulla resistenza
Un ostacolo è qualcosa che blocca gli elettroni. Maggiore è la resistenza, più difficile è il passaggio degli elettroni. La resistenza rallenta la corrente elettrica perché il numero di elettroni che passano ogni secondo diminuisce.
I resistori possono essere qualsiasi cosa in un circuito elettrico che aggiunge resistenza. Puoi acquistare dei veri e propri "resistori", ma nei problemi, i resistori sono solitamente rappresentati da lampadine o qualsiasi cosa abbia resistenza
Passaggio 5. Memorizza la legge di Ohm
Esiste una semplice relazione tra corrente, tensione e resistenza elettrica. Scrivi o memorizza la seguente formula in quanto ti servirà per risolvere problemi relativi ai circuiti elettrici:
- Corrente = tensione divisa per resistenza
- La formula può essere scritta come segue: I = V / R
- Pensa a cosa succede se la V (tensione) o R (resistenza) nel circuito aumenta. È in accordo con la discussione di cui sopra?
Parte 2 di 3: Calcolo della tensione attraverso un resistore (circuito in serie)
Passaggio 1. Comprendere i circuiti in serie
I circuiti elettrici in serie sono molto facili da individuare. La forma è a forma di anello di cavo con tutti i componenti disposti in fila lungo il cavo. Una corrente elettrica scorre attraverso l'intero filo e attraverso ogni resistore o elemento che incontra.
- Corrente elettrica sempre lo stesso in ogni punto del circuito.
- Quando si calcola la tensione, la posizione del resistore nel circuito è irrilevante. Puoi prendere un resistore e spostarlo attraverso il circuito e la tensione su ciascun resistore rimane la stessa.
- Useremo un esempio di circuito elettrico con 3 resistori in serie: R1, R2, e R3. Il circuito è alimentato da una batteria da 12 volt. Troveremo la tensione ai capi di ciascun resistore.
Passaggio 2. Calcola la resistenza totale
Sommare tutti i valori di resistenza nel circuito. Il risultato è la resistenza totale del circuito in serie.
Ad esempio, i tre resistori R1, R2, e R3 hanno resistenze rispettivamente di 2 (ohm), 3 e 5. Pertanto, la resistenza totale è 2 + 3 + 5 = 10 ohm.
Passaggio 3. Trova la corrente nel circuito
Usa la legge di Ohm per trovare il valore della corrente in un intero circuito elettrico. Ricorda, in un circuito in serie, la corrente è sempre la stessa in ogni punto del circuito. Ottenuto il valore attuale, possiamo eseguire tutti i restanti calcoli.
La legge di Ohm afferma che la corrente I = V / R. La tensione attraverso il circuito è di 12 volt e la resistenza totale del circuito è di 10 ohm. Inserisci questi numeri nella formula per ottenere I = 12 / 10 = 1,2 ampere.
Passaggio 4. Regola la legge di Ohm per trovare il valore della tensione
Usa l'algebra di base per trovare il valore della tensione anziché della corrente:
- io = V / R
- IR = VR / R
- IR = V
- V = IR
Passaggio 5. Calcolare la tensione ai capi di ciascun resistore
Conosciamo già il valore della resistenza e della corrente. Ora possiamo fare tutti i calcoli. Inserisci i numeri nella formula e completa il calcolo. Ecco i calcoli per i tre resistori dell'esempio sopra:
- Tensione a R1 = V1 = (1, 2A)(2Ω) = 2, 4 volt.
- Tensione a R2 = V2 = (1, 2A)(3Ω) = 3,6 volt.
- Tensione a R3 = V3 = (1, 2A)(5Ω) = 6 volt.
Passaggio 6. Controlla le tue risposte
In un circuito in serie, la somma di tutte le risposte deve essere uguale alla tensione totale. Somma ogni voltaggio che hai calcolato e controlla che corrisponda al voltaggio totale del circuito. In caso contrario, prova a trovare l'errore nei tuoi calcoli.
- Secondo l'esempio sopra, 2, 4 + 3, 6 + 6 = 12 volt, pari alla tensione totale attraverso il circuito elettrico.
- Se la tua risposta è un po' sbagliata (diciamo 11, 97 invece di 12), è probabile che tu abbia arrotondato i numeri mentre lavoravi sulle formule. Non preoccuparti, la tua risposta non è sbagliata.
- Ricorda, la tensione misura la differenza di carica o il numero di elettroni. Immagina di contare i nuovi elettroni visti mentre viaggiano lungo un circuito elettrico. Se calcoli correttamente, conoscerai la variazione totale di elettroni dall'inizio alla fine.
Parte 3 di 3: Calcolo della tensione attraverso un resistore (circuito parallelo)
Passaggio 1. Informazioni sui circuiti paralleli
Immagina un cavo che si collega a un polo della batteria, quindi si dirama in due fili separati. Questi due fili sono paralleli tra loro, quindi riconnettersi prima di collegarsi all'altro polo della batteria. Se il filo a sinistra è collegato a un resistore e anche il filo a destra è collegato a un altro resistore, i due resistori sono collegati in "parallelo".
Puoi aggiungere tutti i cavi paralleli che desideri. Questa guida può essere utilizzata per circuiti elettrici che si diramano in 100 fili che poi si ricollegano
Passaggio 2. Sapere come scorre la corrente elettrica nei circuiti paralleli
La corrente elettrica scorre attraverso ogni percorso disponibile. La corrente elettrica scorrerà attraverso il filo a sinistra, attraverso il resistore a sinistra e fino all'altra estremità. Allo stesso tempo, la corrente scorre anche attraverso il filo a destra, attraverso il resistore a destra e fino alla fine. Nessun filo o resistore in un circuito parallelo viene fatto passare due volte.
Passaggio 3. Utilizzare la tensione totale per trovare la tensione su ciascun resistore
Se conosci la tensione attraverso l'intero circuito, la risposta è facile da trovare. Ogni filo parallelo ha la stessa tensione dell'intero circuito elettrico. Supponiamo che un circuito elettrico abbia due resistori in parallelo e una batteria da 6 volt. Le barriere non sono molto rilevanti oggi. Per capirlo, ricorda il circuito in serie sopra descritto:
- Ricorda che la somma delle tensioni in un circuito in serie è sempre uguale alla tensione totale attraverso il circuito elettrico.
- Immagina ogni percorso che la corrente prende in un circuito in serie. Lo stesso vale per i circuiti in parallelo: se sommi tutte le tensioni, il risultato è uguale alla tensione totale.
- Poiché la corrente attraverso ciascun filo parallelo passa solo attraverso un resistore, la tensione ai capi del resistore deve essere uguale alla tensione totale.
Passaggio 4. Calcolare la corrente totale del circuito elettrico
Se il problema non fornisce la tensione totale attraverso il circuito, dovrai completare alcuni passaggi aggiuntivi. Inizia trovando la corrente totale attraverso il circuito elettrico. In un circuito parallelo, la corrente totale è uguale alla somma delle correnti attraverso ciascun percorso parallelo.
- La formula è la seguente: Itotale = io1 + io2 + io3…
- Se hai difficoltà a capirlo, immagina un tubo dell'acqua che ha due rami. La quantità totale di acqua che scorre in una serie di tubi è la somma dell'acqua che scorre in ogni tubo.
Passaggio 5. Calcolare la resistenza totale del circuito elettrico
L'efficacia di un resistore è ridotta in un circuito parallelo perché blocca solo la corrente attraverso un filo. In effetti, più fili in un circuito, più facile è per la corrente trovare un percorso per fluire senza intoppi. Per trovare la resistenza totale, trova il valore di R. totale in questa equazione:
- 1 / Rtotale = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 …
- Ad esempio, un circuito elettrico ha resistori di 2 ohm e 4 ohm collegati in parallelo, rispettivamente. 1 / Rtotale = 1/2 + 1/4 = 3/4 → 1 = (3/4)Rtotale → Rtotale = 1/(3/4) = 4/3 = ~1,33 ohm.
Passaggio 6. Trova la tensione dalla tua risposta
Ricorda, una volta trovata la tensione totale del circuito elettrico, conosciamo già l'entità della tensione attraverso ciascun filo parallelo. Usa la legge di Ohm per completare il calcolo. Dai un'occhiata alle seguenti domande di esempio:
- Il circuito elettrico ha una corrente di 5 ampere e una resistenza totale di 1,33 ohm.
- Secondo la legge di Ohm, I = V / R in modo che V = IR
- V = (5A)(1, 33Ω) = 6,65 volt.
Suggerimenti
- Se hai un circuito elettrico complicato, ad esempio con resistori collegati in parallelo e serie, selezionare i due resistori più vicini. Trova la resistenza totale attraverso i due resistori usando le regole per i resistori nei circuiti in serie e in parallelo. Ora puoi trattarlo come un singolo resistore. Continua questo processo finché non hai un circuito in cui sono disposti i resistori soltanto in serie o parallelo.
- La tensione ai capi del resistore è spesso chiamata "caduta di tensione".
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Comprendi i seguenti termini:
- Circuito elettrico/filo – La disposizione di vari componenti (resistenze, condensatori e induttori), che sono collegati tramite cavi e possono essere eccitati.
- Resistenza – un elemento che riduce o inibisce la corrente elettrica.
- Corrente – Il flusso di carica elettrica nel cavo. Espresso in Ampere (A).
- Voltaggio – La quantità di carica elettrica che passa ogni secondo. Espresso in unità di volt (V).
- Resistenza – Una misura dell'opposizione di un elemento alla corrente elettrica. Espresso in Ohm (Ω)
