การประยุกต์ใช้กฎหมายของโอห์มในวงจรซีรีส์

วงจรไฟฟ้าไม่ว่าจะง่ายหรือซับซ้อนถูกควบคุมโดยกฎหมายพื้นฐานที่ทำนายพฤติกรรมของพวกเขาภายใต้เงื่อนไขต่าง ๆวงจรซีรีย์โดดเด่นด้วยเส้นทางต่อเนื่องเดียวที่ไหลผ่านปัจจุบันเป็นตัวอย่างที่ชัดเจนของหลักการเหล่านี้ในการดำเนินการเพื่อการพัฒนาประเมินและดีบักระบบไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัยจำเป็นต้องเข้าใจว่าปัจจุบันมีพฤติกรรมอย่างไรในวงจรดังกล่าวบทความนี้ขุดลงไปในความซับซ้อนของวงจรอนุกรมโดยเน้นความสม่ำเสมอของการไหลในปัจจุบันการประยุกต์ใช้กฎหมายของโอห์มและการกระจายของความต้านทานผ่านตัวอย่างที่ใช้งานได้จริงและการคำนวณอย่างละเอียดมันจะตรวจสอบพลวัตการทำงานของวงจรอนุกรมสำรวจการกำหนดค่าตัวต้านทานทั้งสองและหลายตัวและขยายแนวคิดเหล่านี้ไปสู่การวิเคราะห์วงจรคู่ขนานการสำรวจเริ่มต้นด้วยความเข้าใจในธรรมชาติของกระแสในวงจรซีรีย์เปรียบเสมือนการเคลื่อนที่อย่างสม่ำเสมอผ่านหลอดและขยายให้ครอบคลุมการใช้งานที่ครอบคลุมของกฎของโอห์มในการกำหนดพฤติกรรมวงจรความเข้าใจพื้นฐานนี้ปูทางสำหรับการอภิปรายเพิ่มเติมเกี่ยวกับการกำหนดค่าที่ซับซ้อนมากขึ้นและความหมายของพวกเขาในแอปพลิเคชันไฟฟ้าในโลกแห่งความเป็นจริง

แคตตาล็อก

รูปที่ 1: วงจรซีรีส์

การเปลี่ยนแปลงปัจจุบันในวงจรอนุกรม

ในวงจรซีรีย์กระแสไฟฟ้าไหลผ่านเส้นทางเดียวต่อเนื่องเพื่อให้มั่นใจว่ากระแสเดียวกันจะผ่านแต่ละองค์ประกอบในทำนองเดียวกันน้ำไหลผ่านท่อที่ไม่ได้รับการรักษาจะรักษาอัตราที่สม่ำเสมอนี่แสดงให้เห็นว่าทำไมทุกองค์ประกอบในวงจรซีรีย์จึงมีกระแสเดียวกัน

ในการวิเคราะห์และทำนายว่าวงจรซีรีย์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกันนั้นมีความโดดเด่นที่จะใช้กฎหมายของโอห์มกฎหมายนี้อธิบายการเชื่อมต่อระหว่างแรงดันไฟฟ้ากระแสความต้านทานและพลังงานในวงจรเมื่อใช้กฎหมายของโอห์มคุณต้องวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสและความต้านทานระหว่างสองจุดเดียวกันสิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าการคำนวณแรงดันไฟฟ้าลดลงและกระแสกระแสของคุณนั้นแม่นยำและสะท้อนถึงเงื่อนไขที่เกิดขึ้นจริงในวงจร

รูปที่ 2: กฎของโอห์มในวงจร

การใช้กฎของโอห์มในวงจรด้วยตัวต้านทานเดียว

เมื่อตรวจสอบวงจรซีรีย์พื้นฐานที่มีตัวต้านทานเดียวและแบตเตอรี่จำเป็นต้องเข้าใจว่าส่วนประกอบเชื่อมต่ออย่างไรคะแนนในวงจรที่เชื่อมโยงโดยตัวนำที่มีความต้านทานน้อยที่สุดถือว่าเป็นไฟฟ้าเหมือนกันตัวอย่างเช่นในวงจรที่มีแบตเตอรี่ 9V และตัวต้านทานคะแนน 1 และ 4 ทำเครื่องหมายขั้วของแบตเตอรี่และตัวต้านทานตามลำดับแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวต้านทานระหว่างคะแนน 2 และ 3 คือ 9Vการตั้งค่านี้แสดงให้เห็นถึงกฎหมายแรงดันไฟฟ้าของ Kirchhoff ซึ่งระบุว่าผลรวมของแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดรอบวงจรปิดใด ๆ จะต้องเท่ากับศูนย์

การใช้กฎของโอห์มแสดงโดยสมการ เราสามารถคำนวณการไหลของกระแสผ่านตัวต้านทานได้อย่างง่ายดายที่นี่,ฉัน เป็นปัจจุบัน Vเป็นแรงดันไฟฟ้าและ R คือความต้านทานในการใช้สิ่งนี้ในตัวอย่างของเราเราพิจารณาแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวต้านทาน (คะแนน 2 และ 3) และค่าความต้านทาน

การคำนวณตัวอย่าง

สมมติว่าค่าตัวต้านทานคือ 3 kΩกระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทานจะถูกคำนวณดังนี้:

การคำนวณนี้ให้การวัดโดยตรงของกระแสตามแรงดันไฟฟ้าและค่าความต้านทานที่รู้จักช่วยให้วิศวกรสามารถระบุและแก้ไขปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการลดลงของแรงดันไฟฟ้าและการแจกแจงปัจจุบันภายในวงจรการใช้กฎหมายของโอห์มในลักษณะนี้ช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพของการวินิจฉัยระบบไฟฟ้าและการบำรุงรักษาเพื่อให้มั่นใจว่าการแก้ปัญหาที่แม่นยำและมีประสิทธิภาพ

กฎของโอห์มในการดำเนินการ: ซีรีส์วงจรที่มีตัวต้านทานหลายตัว

เมื่อต้องรับมือกับวงจรอนุกรมที่มีตัวต้านทานหลายตัวใช้กฎหมายของโอห์มต้องใช้วิธีการที่มีรายละเอียดมากขึ้นเนื่องจากวิธีการกระจายแรงดันไฟฟ้าในตัวต้านทานแต่ละตัวแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดจากแบตเตอรี่ (เช่น 9V ระหว่างคะแนน 1 และ 4) ยังคงที่ แต่แรงดันไฟฟ้าลดลงในตัวต้านทานแต่ละตัวจะแตกต่างกันไปตามความต้านทานนี่เป็นเพราะแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดถูกแบ่งออกเป็นตัวต้านทานตามสัดส่วนกับค่าความต้านทาน

การคำนวณความต้านทานทั้งหมด

ขั้นแรกให้คำนวณความต้านทานรวมของวงจรโดยรวมค่าความต้านทานของตัวต้านทานทั้งหมดในอนุกรมตัวอย่างเช่นหากคุณมีตัวต้านทานสามตัว R1- R2, และ R3, ความต้านทานรวม r_{ทั้งหมด} ได้รับจาก:R_{ทั้งหมด}-R1-R2+R3

การกำหนดกระแสรวมทั้งหมด

เมื่อทราบความต้านทานทั้งหมดให้ใช้กฎหมายของโอห์มเพื่อค้นหากระแสโดยรวมที่ไหลผ่านวงจร:

การคำนวณตัวอย่าง

สมมติว่า R1 คือ2KΩ, R2 คือ3KΩและ R3 คือ5KΩความต้านทานรวม r_{ทั้งหมด} อยากจะเป็น:

ใช้แบตเตอรี่ 9V กระแสทั้งหมด III คือ:

ในวงจรซีรีย์กระแสเดียวกันจะไหลผ่านส่วนประกอบทั้งหมดหากต้องการค้นหาแรงดันไฟฟ้าลดลงในตัวต้านทานแต่ละตัวให้ใช้กฎของโอห์มV-ir-

การคำนวณเหล่านี้ให้ความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับวิธีการกระจายแรงดันไฟฟ้าและกระแสกระแสในวงจรความรู้นี้จำเป็นสำหรับการแก้ไขปัญหาและการเพิ่มประสิทธิภาพของวงจรโดยการวิเคราะห์แรงดันไฟฟ้าลดลงและการไหลของกระแสไฟฟ้าอย่างเป็นระบบคุณสามารถปรับปรุงการใช้งานจริงของกฎของโอห์มในสถานการณ์วงจรซีรีย์ที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นเพื่อให้มั่นใจว่าการออกแบบและการบำรุงรักษาวงจรที่แม่นยำและมีประสิทธิภาพ

ทำให้ตัวต้านทานหลายตัวง่ายขึ้น

ในวงจรอนุกรมการคำนวณความต้านทานทั้งหมดนั้นตรงไปตรงมามันเกี่ยวข้องกับการสรุปความต้านทานของตัวต้านทานทั้งหมดที่เชื่อมต่อ end-to-endเทคนิคนี้ทำให้ความซับซ้อนของวงจรไฟฟ้าง่ายขึ้นทำให้พวกเขาสามารถแสดงเป็นตัวต้านทานที่เทียบเท่าได้โมเดลที่เรียบง่ายนี้ทำให้ง่ายต่อการวิเคราะห์และทำความเข้าใจพฤติกรรมของวงจรพิจารณาวงจรอนุกรมที่มีตัวต้านทานสามตัว: 3 kΩ, 10 kΩและ 5 kΩในการค้นหาความต้านทานทั้งหมดคุณเพียงเพิ่มค่าเหล่านี้:

ความต้านทานทั้งหมด 18 kΩนี้แบบจำลองการต่อต้านการไหลของกระแสในปัจจุบันที่นำเสนอโดยตัวต้านทานทั้งสาม

ความเท่าเทียมกันของการตั้งค่านี้เป็นวงจรที่มีตัวต้านทาน 18 kΩเดี่ยวทำให้การคำนวณเชิงทฤษฎีและการใช้งานจริงง่ายขึ้นตัวอย่างเช่นเมื่อออกแบบวงจรหรือทำการวินิจฉัยวิศวกรและช่างเทคนิคสามารถประเมินการลดลงของแรงดันไฟฟ้าการไหลในปัจจุบันและการกระจายพลังงานโดยใช้โมเดลที่เรียบง่ายนี้วิธีการนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของการวิเคราะห์วงจรและการแก้ไขปัญหา

รูปที่ 3: ความต้านทานทั้งหมดในวงจรอนุกรม

การหาความต้านทานทั้งหมดในวงจรอนุกรม

การคำนวณความต้านทานทั้งหมดในวงจรอนุกรมจำเป็นต้องเข้าใจคุณสมบัติทางไฟฟ้าโดยรวมของวงจรเช่นการไหลของกระแสและการกระจายพลังงานในวงจรซีรีย์ตัวต้านทานแต่ละตัวจะเพิ่มความต้านทานรวมซึ่งส่งผลต่อความง่ายของกระแสไฟฟ้าที่สามารถไหลได้การสะสมความต้านทานนี้เพิ่มความต้านทานรวมของวงจรลดกระแสตามกฎหมายของโอห์ม

ในการกำหนดความต้านทานทั้งหมดในวงจรอนุกรมคุณเพียงเพิ่มค่าความต้านทานของตัวต้านทานทั้งหมดตัวอย่างเช่นในวงจรที่มีตัวต้านทานที่มีมูลค่า 2 kΩ, 4 kΩและ 6 kΩค่าความต้านทานทั้งหมดจะถูกคำนวณดังนี้:

ความต้านทานทั้งหมดนี้ R_{ทั้งหมด}จาก 12 kΩทำหน้าที่เป็นปัจจัย จำกัด เดียวสำหรับกระแสตลอดวงจร

ด้วยความต้านทานทั้งหมดR_{ทั้งหมด} เป็นที่ทราบกันดีว่าคุณสามารถคำนวณกระแสไหลผ่านวงจรเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าเฉพาะตัวอย่างเช่นด้วยแหล่งจ่ายไฟ 12V กระแสไฟฟ้าฉัน เป็น:

รูปที่ 4: การคำนวณกระแสวงจรในวงจรอนุกรม

การคำนวณกระแสวงจรในวงจรอนุกรม

เมื่อคุณได้พิจารณาความต้านทานทั้งหมดในวงจรซีรีย์แล้วคุณสามารถใช้กฎหมายของโอห์มเพื่อคำนวณกระแสรวมของวงจรกระบวนการนี้เป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจและจัดการประสิทธิภาพของวงจรพิจารณาวงจรซีรีส์ที่มีความต้านทานรวม 18 kΩและแรงดันไฟฟ้า 9Vใช้กฎของโอห์มซึ่งแสดงออกมา คุณสามารถคำนวณกระแสที่ไหลผ่านวงจรกำหนดค่าเหล่านี้การคำนวณคือ:

ผลลัพธ์นี้ 500 μAแสดงถึงกระแสทั้งหมดที่ไหลผ่านทุกองค์ประกอบในวงจรซีรีย์

จะต้องได้รับการบำรุงรักษาเพื่อทำความเข้าใจปัจจุบันของวงจรเพื่อประเมินทั้งประสิทธิภาพและความปลอดภัยสิ่งนี้ช่วยให้วิศวกรและช่างเทคนิคทำนายพฤติกรรมภายใต้เงื่อนไขการปฏิบัติงานและออกแบบเพื่อหลีกเลี่ยงการโอเวอร์โหลดและความล้มเหลวที่อาจเกิดขึ้นการคำนวณในปัจจุบันที่แม่นยำเป็นหลักสำหรับการแก้ไขปัญหาเนื่องจากช่วยระบุปัญหาเช่นความต้านทานมากเกินไปหรือแรงดันไฟฟ้าที่ไม่คาดคิดลดลงในส่วนประกอบซึ่งบ่งบอกถึงชิ้นส่วนที่ผิดพลาดหรือเสื่อมโทรมวิธีการวิเคราะห์นี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของวงจรสิ่งเหล่านี้ยังช่วยเพิ่มขั้นตอนการบำรุงรักษาด้วยตัวชี้วัดที่ชัดเจนสำหรับการตรวจสอบสุขภาพของวงจร

รูปที่ 5: แรงดันตก

การวิเคราะห์การตกแรงดันไฟฟ้าในวงจรอนุกรม

การคำนวณแรงดันไฟฟ้าลดลงในตัวต้านทานแต่ละตัวในวงจรซีรีย์นั้นตรงไปตรงมาเมื่อคุณรู้ว่ากระแสทั้งหมดไหลผ่านวงจรแรงดันไฟฟ้าลดลงในตัวต้านทานใด ๆ นั้นเป็นสัดส่วนกับความต้านทานและกระแสทั้งหมดตามกฎหมายของโอห์ม (V-ir-

สมมติว่ากระแสทั้งหมดในวงจรคือ 500 μA (0.5 mA) และตัวต้านทานในซีรีส์คือ 3 kΩ, 10 kΩ,

การตรวจสอบกับกฎหมายแรงดันไฟฟ้าของ Kirchhoff

ผลรวมของแรงดันไฟฟ้าเหล่านี้ลดลงคือ:

สิ่งนี้ตรงกับแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดที่จัดทำโดยแบตเตอรี่ยืนยันกฎหมายแรงดันไฟฟ้าของ Kirchhoff ซึ่งระบุว่าแรงดันไฟฟ้ารวมรอบวงปิดใด ๆ ในวงจรจะต้องเท่ากับศูนย์การบัญชีสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นและลดลง

หลักการวงจรซีรีส์

ในวงจรซีรีย์หลักการที่ดีที่สุดคือกระแสเดียวกันไหลผ่านแต่ละองค์ประกอบโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงใด ๆความสม่ำเสมอนี้เป็นศูนย์กลางสำหรับการทำนายว่าองค์ประกอบต่าง ๆ ภายในวงจรจะทำงานภายใต้โหลดไฟฟ้าต่างๆได้อย่างไรการรู้ว่ากระแสยังคงทำให้การวิเคราะห์และการออกแบบของวงจรอนุกรมง่ายขึ้น

คุณสมบัติหลักอีกประการหนึ่งของวงจรอนุกรมคือธรรมชาติของความต้านทานความต้านทานรวมในวงจรอนุกรมคือผลรวมของความต้านทานส่วนบุคคลความต้านทานสะสมนี้ส่งผลโดยตรงต่อการไหลของกระแสทั้งหมดตามที่อธิบายโดยกฎหมายของโอห์ม (V-ir) ยิ่งมีความต้านทานรวมที่สูงขึ้นเท่าใดกระแสก็จะต่ำกว่าสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดการเชื่อมต่อนี้ไม่ปลอดภัยสำหรับการทำความเข้าใจประสิทธิภาพและประสิทธิภาพโดยรวมของวงจร

การคำนวณแรงดันไฟฟ้าลดลง

การคำนวณแรงดันไฟฟ้าลดลงในแต่ละองค์ประกอบเป็นสิ่งที่ต้องทำแรงดันไฟฟ้าลดลงในตัวต้านทานใด ๆ ในวงจรซีรีย์สามารถพบได้โดยการคูณกระแสไฟฟ้าด้วยความต้านทานของตัวต้านทานผลรวมของแรงดันไฟฟ้าส่วนบุคคลเหล่านี้จะต้องเท่ากับแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดที่จัดทำโดยแบตเตอรี่สิ่งนี้เป็นการยืนยันกฎหมายแรงดันไฟฟ้าของ Kirchhoff ซึ่งระบุว่าผลรวมของแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดรอบ ๆ ลูปปิดใด ๆ จะต้องเป็นศูนย์เพื่อให้มั่นใจว่าการอนุรักษ์พลังงานภายในวงจรมันช่วยเพิ่มยูทิลิตี้ที่ใช้งานได้จริงในการใช้งานที่หลากหลายตั้งแต่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อย่างง่ายไปจนถึงระบบไฟฟ้าที่ซับซ้อน

หลักการสำคัญของการเปลี่ยนแปลงวงจรซีรีส์

กฎของการต่อต้านทั้งหมด

ความต้านทานรวมในวงจรอนุกรมคือผลรวมของความต้านทานส่วนบุคคลทั้งหมดตามเส้นทางกฎหมายนี้เป็นพื้นฐานสำหรับการคำนวณความต้านทานโดยรวมของวงจรซึ่งส่งผลโดยตรงต่อจำนวนกระแสไฟฟ้าผ่านวงจรตัวอย่างเช่นหากวงจรมีตัวต้านทาน 2 kΩ, 3 kΩและ 5 kΩในอนุกรมความต้านทานทั้งหมด R_{ทั้งหมด} เป็น:

ความต้านทานสะสมนี้มีความสำคัญสำหรับการกำหนดความต้านทานของวงจรต่อการไหลของกระแสไฟฟ้า

กฎของกระแสคงที่

ในวงจรซีรีย์กระแสยังคงสอดคล้องกันในแต่ละองค์ประกอบซึ่งหมายความว่ากระแสเดียวกันไหลผ่านตัวต้านทานทุกตัวโดยไม่คำนึงถึงความต้านทานความมั่นคงนี้เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าฟังก์ชั่นวงจรคาดการณ์ได้ภายใต้โหลดที่แตกต่างกันนอกจากนี้ยังทำให้การวิเคราะห์และการออกแบบของวงจรซีรีย์ง่ายขึ้นตัวอย่างเช่นหากกระแสทั้งหมดที่คำนวณโดยใช้กฎของโอห์มคือ 1 mA ส่วนประกอบแต่ละรายการในซีรีส์จะได้สัมผัสกับกระแส 1 mA ของกระแสนี้

กฎหมายแรงดันไฟฟ้า

แรงดันไฟฟ้าทั้งหมดทั่ววงจรคือผลรวมของแรงดันไฟฟ้าลดลงในแต่ละองค์ประกอบหลักการนี้เป็นไปตามกฎหมายแรงดันไฟฟ้าของ Kirchhoff ซึ่งยืนยันว่าผลรวมทั้งหมดของแรงดันไฟฟ้ารอบ ๆ วงปิดใด ๆ ในวงจรจะต้องเป็นศูนย์เพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานที่ถูกต้องและการอนุรักษ์พลังงานให้คำนวณแรงดันตกในแต่ละตัวต้านทานโดยใช้ และตรวจสอบว่าผลรวมเท่ากับแรงดันไฟฟ้าที่มา

รูปที่ 6: วงจรเปิด

ผลกระทบของการกำหนดค่าวงจรแบบเปิดในซีรีส์

การเปิดหรือแตกในวงจรซีรีย์หยุดการไหลของกระแสทั้งหมดสิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากเส้นทางต่อเนื่องที่จำเป็นสำหรับการไหลของประจุไฟฟ้าจะถูกรบกวนเมื่อมีการเปิดกระแสจะลดลงเป็นศูนย์ทันทีเนื่องจากกระแสไฟฟ้าไม่สามารถข้ามช่องว่างในวงจรได้

เมื่อมีการเปิดเกิดขึ้นความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นหรือแรงดันไฟฟ้าข้ามช่วงพักเท่ากับแรงดันไฟฟ้าเต็มรูปแบบเมื่อไม่มีกระแสไหลผ่านตัวต้านทานจึงไม่มีแรงดันตกแต่แรงดันไฟฟ้าทั้งหมดที่จัดทำโดยแหล่งที่มาจะปรากฏขึ้นทั่วทั้งเปิดสมมติว่าในวงจรที่ขับเคลื่อนด้วยแบตเตอรี่ 9V การเปิดจะส่งผลให้การวัด 9V ตลอดช่วงพัก

การหยุดชะงักนี้หยุดอุปกรณ์หรือโหลดในวงจรจากการทำงานนอกจากนี้ยังมีความเสี่ยงของความเสียหายเนื่องจากการสัมผัสกับแรงดันไฟฟ้าเต็มรูปแบบอย่างกะทันหันการทำความเข้าใจผลกระทบของวงจรเปิดนั้นมีความสำคัญสำหรับการแก้ไขปัญหาและซ่อมแซมเนื่องจากช่วยระบุตำแหน่งและลักษณะของความล้มเหลวของวงจรได้อย่างรวดเร็ว

ทำความเข้าใจกับการลดลงของสายและการสูญเสียในการออกแบบวงจรไฟฟ้า

ในการออกแบบวงจรการลดลงของสายและการสูญเสียสายมีผลต่อประสิทธิภาพของระบบไฟฟ้าอย่างมีนัยสำคัญปัจจัยเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจว่าประสิทธิภาพของวงจรและความน่าเชื่อถือโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการส่งพลังงานทางไกลหรือเมื่อต้องรับมือกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ละเอียดอ่อน

การวางสายหมายถึงการลดแรงดันไฟฟ้าตามตัวนำเนื่องจากความต้านทานโดยธรรมชาติมีหลายปัจจัยที่กำหนดขอบเขตของแรงดันไฟฟ้าที่ลดลง:

วัสดุตัวนำ: ทองแดงหรืออลูมิเนียมทั่วไปสำหรับค่าการนำไฟฟ้าที่ดีและความคุ้มค่า

พื้นที่ตัดขวาง: พื้นที่ตัดขวางขนาดเล็กส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าลดลงสำหรับกระแสเดียวกัน

ความยาวของตัวนำ: ตัวนำที่ยาวขึ้นแสดงแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น

การสูญเสียสายเกี่ยวข้องกับพลังงานที่สูญเสียไปเนื่องจากความร้อนเนื่องจากความต้านทานของเส้นทางนำไฟฟ้ามีหลายปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการสูญเสียนี้:

คุณสมบัติของวัสดุและขนาด: วัสดุและขนาดของตัวนำมีผลต่อความต้านทาน

เงื่อนไขของตัวนำ: ออกซิเดชันความเสียหายทางกายภาพหรือการเชื่อมต่อที่ไม่ดีสามารถเพิ่มความต้านทานและการสูญเสียพลังงาน

วิธีลดแรงดันไฟฟ้าสายลดลงและการสูญเสียสาย?

•การเลือกวัสดุและขนาดที่เหมาะสม

เลือกวัสดุและขนาดตัวนำที่ลดความต้านทาน

•การเพิ่มประสิทธิภาพความยาวของเส้นทางนำไฟฟ้า

เส้นทางที่สั้นลงลดความต้านทานและการสูญเสียที่เกี่ยวข้อง

•รักษาความสมบูรณ์ของตัวนำ

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อมีความปลอดภัยและตัวนำอยู่ในสภาพดี

รูปที่ 7: การประยุกต์ใช้กฎของโอห์มในวงจร

การประยุกต์ใช้กฎหมายของโอห์มในการวิเคราะห์วงจรที่มีประสิทธิภาพ

กฎของโอห์มที่กำหนดโดย (ซึ่งเป็นแรงดันไฟฟ้าเป็นปัจจุบันและเป็นความต้านทาน) เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการวิเคราะห์วงจรไฟฟ้าอย่างไรก็ตามแอปพลิเคชันที่ถูกต้องเป็นข้อสรุปสำหรับผลลัพธ์ที่ถูกต้องการตีความที่ไม่ถูกต้องหรืออินพุตที่ไม่ถูกต้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อผสมค่าจากส่วนต่าง ๆ ของวงจรสามารถนำไปสู่ข้อผิดพลาดที่สำคัญ

แรงดันไฟฟ้า (v), ปัจจุบัน (I) และค่าความต้านทาน (R) สำหรับแต่ละองค์ประกอบหรือเซ็กเมนต์ภายใต้การตรวจสอบจะต้องระบุอย่างถูกต้องเพื่อทำการวิเคราะห์วงจรที่แม่นยำนี่เป็นเพราะการกำหนดค่าและลักษณะของวงจรอาจส่งผลกระทบต่อค่าของส่วนประกอบและส่วนบุคคลจำเป็นต้องมีการวัดที่สอดคล้องกันตัวอย่างเช่นเมื่อวัดแรงดันไฟฟ้าผ่านตัวต้านทานให้แน่ใจว่าวงจรถูกขับเคลื่อนและกระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวต้านทานนั้นนอกจากนี้จำเป็นต้องมีการทำความเข้าใจบริบทและการจัดเรียงของส่วนประกอบในวงจรอนุกรมความต้านทานทั้งหมดคือผลรวมของความต้านทานส่วนบุคคลที่มีกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านส่วนประกอบทั้งหมดในทางกลับกันในวงจรคู่ขนานแม้ว่าแรงดันไฟฟ้าในแต่ละสาขายังคงคงที่ความต้านทานทั้งหมดและการกระจายปัจจุบันแตกต่างจากวงจรอนุกรม

ขั้นตอนในการใช้กฎหมายของโอห์มอย่างถูกต้อง

เริ่มการแก้ไขปัญหาวงจรโดยการระบุการกำหนดค่าไม่ว่าจะเป็นซีรีย์ขนานหรือการรวมกันของทั้งสองอย่างจากนั้นคำนวณความต้านทานทั้งหมดโดยใช้สูตรที่เหมาะสมสำหรับประเภทวงจรถัดไปวัดหรือคำนวณแรงดันไฟฟ้าและกระแสเพื่อให้แน่ใจว่าการวัดเหล่านี้เกี่ยวข้องกับส่วนเดียวกันของวงจรภายใต้เงื่อนไขที่เหมือนกันเพื่อรักษาความแม่นยำด้วยการปฏิบัติตามแนวทางเหล่านี้คุณจะมั่นใจได้ว่าการวิเคราะห์วงจรที่ถูกต้องและข้อสรุปที่เชื่อถือได้เกี่ยวกับพฤติกรรมประสิทธิภาพและความปลอดภัยของวงจรการประยุกต์ใช้ระเบียบวินัยของกฎหมายของโอห์มนี้มีประโยชน์สำหรับการคำนวณเชิงทฤษฎีและการแก้ไขปัญหาในทางปฏิบัติทำให้จำเป็นสำหรับวิศวกรไฟฟ้าและช่างเทคนิค

รูปที่ 8: วงจรคู่ขนานอย่างง่าย

การตรวจสอบวงจรคู่ขนานที่เรียบง่าย

วงจรคู่ขนานแตกต่างจากวงจรอนุกรมในแง่ของแรงดันไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าและการกระจายความต้านทาน

ความสม่ำเสมอของแรงดันไฟฟ้า

ในวงจรคู่ขนานแรงดันไฟฟ้าในแต่ละองค์ประกอบหรือสาขาจะเหมือนกันและเท่ากับแรงดันไฟฟ้าต้นทางความสม่ำเสมอนี้ทำให้การวิเคราะห์แรงดันไฟฟ้าง่ายขึ้นในแต่ละส่วนประกอบแต่ละส่วนจะได้รับแรงดันไฟฟ้าเต็มรูปแบบของแหล่งจ่ายไฟโดยตรง

การกระจายปัจจุบัน

กระแสทั้งหมดที่ไหลผ่านวงจรคู่ขนานคือผลรวมของกระแสผ่านแต่ละสาขาขนานสิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากแหล่งกำเนิดของแหล่งกำเนิดแบ่งระหว่างหลายเส้นทางใช้กฎของโอห์มช่วยให้คุณสามารถคำนวณกระแสในแต่ละสาขากระแสผ่านแต่ละสาขาขึ้นอยู่กับความต้านทานของสาขานั้น

การคำนวณความต้านทาน

ความต้านทานรวมในวงจรคู่ขนานน้อยกว่าความต้านทานของแต่ละสาขาใด ๆนี่เป็นเพราะหลายเส้นทางให้เส้นทางมากขึ้นสำหรับการไหลของกระแสลดการต่อต้านโดยรวมของการไหลของกระแสความต้านทานทั้งหมดคำนวณโดยใช้สูตร: เป็นความต้านทานของแต่ละสาขา

บทสรุป

การสำรวจวงจรซีรีส์ผ่านการใช้กฎของโอห์มและหลักการพื้นฐานอื่น ๆ ให้ข้อมูลเชิงลึกที่ลึกซึ้งเกี่ยวกับพฤติกรรมของระบบไฟฟ้าโดยการผ่าการไหลของกระแสผ่านการตั้งค่าตัวต้านทานเดี่ยวและหลายตัวเราจะได้รับความเข้าใจที่ครอบคลุมว่าแรงดันไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าและความต้านทานเพื่อกำหนดประสิทธิภาพของวงจรบทความไม่เพียง แต่ยืนยันความสอดคล้องของกระแสในวงจรซีรีย์ซึ่งเป็นแง่มุมที่เด็ดขาดสำหรับการทำนายพฤติกรรมการโหลดไฟฟ้า - แต่ยังเน้นการใช้งานจริงของการคำนวณความต้านทานรวมและแรงดันไฟฟ้าลดลงซึ่งมีประโยชน์สำหรับการออกแบบวงจรและการแก้ไขปัญหา

การขยายหลักการเหล่านี้ไปยังวงจรคู่ขนานและการอภิปรายเกี่ยวกับการสูญเสียสายและแรงดันไฟฟ้าลดลงในการออกแบบวงจรช่วยเพิ่มความสามารถของเราในการเพิ่มประสิทธิภาพแก้ไขปัญหาและรักษาระบบไฟฟ้าได้อย่างปลอดภัยการวิเคราะห์อย่างละเอียดนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าทั้งวิศวกรรุ่นใหม่และที่มีประสบการณ์สามารถใช้แนวคิดเหล่านี้เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือประสิทธิภาพและความปลอดภัยของวงจรไฟฟ้าดังนั้นจึงตอบสนองความต้องการอย่างหนักของวิศวกรรมไฟฟ้าที่ทันสมัย

คำถามที่พบบ่อย [คำถามที่พบบ่อย]

1. การประยุกต์ใช้กฎหมายของโอห์มในวงจรซีรีย์คืออะไร?

กฎของโอห์มเป็นพื้นฐานในวงจรอนุกรมเพื่อกำหนดกระแสไหลผ่านวงจรเมื่อความต้านทานทั้งหมดและแรงดันไฟฟ้าที่ใช้เป็นที่รู้จักมันระบุว่ากระแส (i) ผ่านตัวนำระหว่างสองจุดเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันไฟฟ้า (v) ในสองจุดและสัดส่วนผกผันกับความต้านทาน (R) ของตัวนำในวงจรอนุกรมที่ตัวต้านทานเชื่อมต่อแบบ end-to-end ความต้านทานทั้งหมดคือผลรวมของความต้านทานแต่ละตัวใช้กฎของโอห์ม คุณสามารถคำนวณค่าปัจจุบันเดียวที่ไหลผ่านแต่ละองค์ประกอบของวงจรซีรีย์

2. แอพพลิเคชั่นของวงจรซีรีย์คืออะไร?

วงจรอนุกรมถูกใช้ในสถานการณ์ที่การทำงานขององค์ประกอบหนึ่งส่งผลกระทบต่อส่วนอื่น ๆ ทั้งหมดที่เชื่อมต่อในวงจร - คิดว่าไฟต้นคริสต์มาสเก่า ๆ ซึ่งถ้าหลอดไฟหนึ่งล้มเหลวสตริงทั้งหมดจะออกไปพวกเขามีประโยชน์ในแอปพลิเคชันที่ต้องการตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าหรือการกำหนดค่า จำกัด ในปัจจุบันเช่นในการฝึกอบรมทางอิเล็กทรอนิกส์ขั้นพื้นฐานการสาธิตการศึกษาและโครงการอิเล็กทรอนิกส์ที่เรียบง่าย

3. วงจรซีรีย์ทำงานอย่างไร?

ในวงจรซีรีย์ส่วนประกอบทั้งหมดจะเชื่อมต่อในลำดับเชิงเส้นสร้างเส้นทางเดียวสำหรับกระแสไปยังการไหลกระแสไฟฟ้าเดียวกันไหลผ่านแต่ละองค์ประกอบเริ่มต้นจากแหล่งพลังงานเคลื่อนที่ผ่านแต่ละองค์ประกอบและกลับไปยังแหล่งพลังงานแรงดันไฟฟ้ารวมทั่ววงจรแบ่งออกเป็นส่วนประกอบตามค่าความต้านทานของพวกเขา

4. ความสำคัญของวงจรซีรีส์คืออะไร?

วงจรซีรีส์เป็นกุญแจสำคัญสำหรับความเรียบง่ายและประสิทธิผลในแอปพลิเคชันที่จำเป็นต้องใช้กระแสไฟฟ้าในหลาย ๆ องค์ประกอบ

5. กฎสามข้อของวงจรซีรีย์คืออะไร?

กฎปัจจุบัน: กระแสไฟฟ้าเหมือนกันผ่านส่วนประกอบทั้งหมดในซีรีส์มีเพียงเส้นทางเดียวสำหรับการไหลของกระแสดังนั้นสิ่งที่กระแสเข้าสู่ส่วนประกอบจะต้องทิ้งไว้ด้วย

กฎแรงดันไฟฟ้า: แรงดันไฟฟ้ารวมในวงจรซีรีย์คือผลรวมของแรงดันไฟฟ้าในแต่ละองค์ประกอบนี่เป็นผลมาจากการอนุรักษ์พลังงาน

กฎความต้านทาน: ความต้านทานรวมของวงจรอนุกรมเท่ากับผลรวมของความต้านทานส่วนบุคคลของส่วนประกอบทั้งหมดภายในวงจรสิ่งนี้มีผลต่อการกระจายแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดและขนาดของกระแสผ่านวงจร