Cum se calculează curentul electric total

Cea mai simplă modalitate de a vă imagina un circuit de serie este să vă gândiți la un lanț de elemente. Aceste elemente sunt aranjate consecutiv pe aceeași linie. Astfel, există doar o singură cale pe care electronii și încărcăturile le pot călca. După ce înțelegeți detaliile implicate într-o serie de membri, puteți afla cum să calculați curentul electric total.

conținut

Pași
Partea 1aflați terminologia de bază
Partea 2calculați curentul electric total al unui circuit de serie
Partea 3calculați curentul electric total al unui circuit în paralel
Partea 4rezolvați un exemplu cu circuite paralele și seriale
Sfaturi

pași

Partea 1
Aflați terminologia de bază

Imaginea intitulată Calculează totalul pasului curent 1

Înțelegeți ce este actual. Curentul electric este un flux ordonat de particule încărcate electric (cum ar fi electronii) sau, matematic, debitul de sarcină pe unitate de timp. Dar ce este o sarcină și un electron? Electronul este o particulă încărcată negativ. Încărcarea este o proprietate fizică a materiei folosite pentru a identifica dacă este încărcată pozitiv sau negativ. Ca și magneți, încărcăturile de semnale egale se resping reciproc, iar încărcăturile semnalelor opuse se atrage reciproc.

Să folosim apa ca exemplu. Apa este formată din molecula H₂O (doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen legați împreună). Știm că atomul de oxigen și atomii de hidrogen se reunesc pentru a forma molecula H₂O.
Un flux de apă este compus din milioane și milioane de aceste molecule. Putem compara apa curent moleculele de apă-electric rețea sunt echivalente cu electroni, iar sarcina electrică, atomii de hidrogen și oxigen.

Imaginea intitulată Calculate total curent Pasul 2

Înțelegeți ce este diferența potențială. Diferența de potențial (de asemenea, numit de tensiune), este „forța“ care determină mișcarea curentului electric. Pentru a ilustra ceea ce este diferența de potențial, să se gândească la un pachet de baterie în interiorul acestuia, există o serie de reacții chimice care conduc la electroni crowding în polul pozitiv.

Dacă vom conecta borna pozitivă a bateriei la polul negativ printr-un fir, vom provoca mișcarea electronilor clusterelor (acest lucru se datorează repulsia aceleași acuzații semn).
Datorită principiului conservării sarcinii electrice (el spune că suma sarcinilor electrice într-un sistem izolat trebuie să fie constantă), electronii să încerce să echilibreze sarcinile de sistem din punctul de cea mai mare concentrație până la punctul de concentrație mai mică (de exemplu, polul pozitiv la polul negativ al bateriei).
Această mișcare de electroni produce o diferență de potențial (sau pur și simplu ddp).

Imaginea intitulată Calculate total curent Pasul 3

Înțelege ce rezistență este. Rezistența electrică este opoziția față de fluxul încărcăturilor electrice.

Rezistoarele sunt componente ale unui circuit cu rezistență semnificativă. Ele sunt aranjate în anumite părți ale circuitului pentru a regla curgerea încărcărilor sau a electronilor.
Dacă nu există rezistori în circuit, nu va exista nici un control al mișcării electronilor. În acest caz, echipamentul poate primi sarcini excesive și poate fi deteriorat (sau supraîncălzit din cauza supraîncărcării).

Partea 2
Calculați curentul electric total al unui circuit de serie

Imaginea intitulată Calculate total curent Pasul 4

Calculați rezistența totală. Luați o paie de plastic și beți puțină apă. Acum, iubiți câteva părți din paie și beți din nou. Ai observat vreo diferență? Lichidul ar trebui să fie în cantitate mai mică. Fiecare tub din partea mototolită funcționează ca un resistor- care servesc pentru a bloca trecerea apei (care, la rândul său, joacă curentul electric). Deoarece ridurile sunt în ordine, spunem că sunt în serie. Pe baza acestui exemplu, putem concluziona că rezistența totală a unei asociații de serie va fi egală cu:

R_(Total) = R₁ + R₂ + R₃.

Imaginea intitulată Calculate total curent Pasul 5

Calculați diferența totală de potențial. Pe cele mai multe probleme, valoarea totală va fi ddp furnizate dacă problema enunciado- furnizează valorile individuale ale fiecărui rezistor ddp, putem folosi următoarea ecuație:

U_(Total) = U₁ + U₂ + U₃.
De ce această ecuație? Să ne gândim din nou la analogia paie: după ce frământa, ce se întâmplă? Va trebui să apăsați mai greu pentru ca apa să treacă prin paie. Forța totală pe care o faci depinde de suma forțelor necesare la fiecare punct de frământare al paietei.
Forța necesară este diferența de potențial - este cea care determină curgerea apei sau a curentului electric. Astfel, putem concluziona că suma ddp totală va fi calculată prin suma ddps-ului individual al fiecărui rezistor.

Imaginea intitulată Calculate total curent Pasul 6

Calculați totalul curentului electric al sistemului. Folosind analogia cu paie din nou, după ce framanta, cantitatea de apă schimbări? Nu. În ciuda schimbării nete de viteză, cantitatea de apă pe care o bea nu se schimbă. Observați intrarea apei și ieșirea din părțile zdrobit paie, veți găsi că aceste două cantități sunt iguais- acest lucru se datorează vitezei fixe a fluxului de lichid. Prin urmare, putem afirma că:

eu₁ = I₂ = I₃ = I_(Total).

Imaginea intitulată Calculate total curent Pasul 7

Amintiți-vă de prima lege din ohm. În plus față de ecuațiile arătate, puteți folosi și ecuația legii ohm: se referă diferența de potențial (ddp), curentul total și rezistența circuitului.

U_(Total) = I_(Total) x R_(Total).

Imaginea intitulată Calculate total curent Curent 8

Rezolvați exemplul următor. Trei rezistențe, R₁ = 10Ω, R₂ = 2Ω și R₃ = 9Ω, sunt asociate în serie. Diferența potențială aplicată circuitului este de 2,5V. Calculați valoarea curentului electric total. Pentru început, să calculăm rezistența totală a circuitului:

R_(Total) = 10Ω + 2Ω + 9Ω.
De exemplu, R_(Total)= 21Ω

Imaginea intitulată Calculate total curent Curent 9

Aplicați legea ohm pentru a determina valoarea curentului electric total:

U_(Total) = I_(Total) x R_(Total).
eu_(Total) = U_(Total)/ N_(Total).
eu_(Total) = 2,5V / 21Ω.
eu_(Total) = 0,11190A.

Partea 3
Calculați curentul electric total al unui circuit în paralel

Imaginea intitulată Calculați totalul pasului curent 10

Înțelegeți ce este un circuit paralel. După cum sugerează și numele, circuitul paralel conține elemente aranjate în paralel. Pentru aceasta, mai multe fire sunt folosite pentru a crea căi unde curentul electric poate călători.

Imagine intitulată Calculate total curent Pasul 11

Calculați diferența totală de potențial. Deoarece toate terminologiile au fost deja explicate în secțiunea anterioară, mergem direct la demonstrarea ecuațiilor aplicate în circuite în paralel. De exemplu, imaginați un butoi cu două bifurcații (cu diametre diferite). Pentru ca apa să treacă prin cele două țevi, va fi necesar să se aplice diferite forțe în fiecare dintre ele? Nu. Veți avea nevoie de suficientă forță pentru a face curgerea apei. Astfel, considerând că apa joacă rolul curentului electric și că forța joacă rolul de diferență potențială, putem afirma că:

U_(Total) = U₁ = U₂ = U₃.

Imaginea intitulată Calculați totalul pasului curent 12

Calculați rezistența electrică totală. Să presupunem că doriți să reglați apa care trece prin cele două țevi. Care ar fi cel mai bun mod de a face asta? Utilizați numai o singură supapă de blocare la fiecare bifurcare sau instalați mai multe supape în mod consecutiv? A doua opțiune ar fi cea mai bună alegere. Pentru rezistențe, analogia funcționează la fel. Rezistoarele rezistente la raze reglează curentul electric mult mai eficient decât atunci când sunt conectate în paralel. Ecuația utilizată pentru a calcula rezistența totală într-un circuit paralel este:

1 / N_(Total) = (1 / R₁) + (1 / R₂) + (1 / R₃).

Imaginea intitulată Calculează totalul pasului curent 13

Calculați curentul electric total. Revenind la exemplul nostru: felul în care trece apa este divizat. Același lucru este valabil și pentru curentul electric. Deoarece există mai multe căi prin care taxele pot călători, spunem că curentul este împărțit. Căile diferite nu vor primi neapărat aceeași cantitate de încărcături. Acest lucru depinde de puterile și materialele fiecărui fir. Astfel, ecuația de calcul al curentului electric total va fi suma curenților fiecărei căi:

eu_(Total) = I₁ + eu₂ + eu₃.
Nu putem folosi această formulă fără valorile individuale ale curentului electric. În acest caz, putem aplica și prima ohm.

Partea 4
Rezolvați un exemplu cu circuite paralele și seriale

Imagine intitulată Calculate total curent Curent 14

Rezolvați exemplul următor. Patru rezistențe într-un circuit sunt împărțite în două fire în paralel. Primul fir conține R₁ = 1Ω și R₂ = 2Ω. Al doilea fir conține R₃ = 0,5Ω și R₄ = 1,5Ω. Rezistențele fiecărui fir sunt asociate în serie. Diferența potențială aplicată pe primul fir este de 3V. Calculați valoarea totală a curentului electric.

Imaginea intitulată Calculează totalul pasului curent 15

Începeți prin calcularea rezistenței totale. Deoarece rezistențele din fiecare fir sunt conectate în serie, mai întâi calculam rezistența totală din fiecare fir.

R_{(1 + 2)} = R₁ + R₂.
R_{(1 + 2)} = 1Ω + 2Ω.
R_{(1 + 2)} = 3Ω.
R_{(3 + 4)} = R₃ + R₄.
R_{(3 + 4)} = 0,5Ω + 1,5Ω.
R_{(3 + 4)} = 2Ω.

Imaginea intitulată Calculați totalul pasului curent 16

Înlocuiți valorile din etapa anterioară în ecuația asocierilor paralele. Deoarece firele sunt asociate în paralel, aplicăm acum valorile din elementul anterior în ecuația conexiunilor paralele.

(1 / N_(Total)) = (1 / R_{(1 + 2)}) + (1 / R_{(3 + 4)}).
(1 / R_(Total)) = (1 / 3Ω) + (1 / 2Ω).
(1 / R_(Total)) = 5/6.
R_(Total) = 1,2Ω.

Imaginea intitulată Calculate total curent Pasul 17

Calculați diferența totală de potențial. Întrucât diferența potențială este aceeași într-o asociere paralelă, putem spune că:

U_(Total) = U₁ = 3V.

Imaginea intitulată Calculați totalul pasului curent 18

Aplicați legea ohm. Acum, folosiți legea ohm pentru a determina valoarea curentului electric total.

U_(Total) = I_(Total) x R_(Total).
eu_(Total) = U_(Total)/ R_(Total).
eu_(Total) = 3V / 1,2Ω.
eu_(Total) = 2,5 A.

sfaturi

Valoarea rezistenței totale a unui circuit în paralel este întotdeauna mai mică decât valoarea rezistenței lui toate celelalte rezistoare ale asociației.
Terminologii importante:
- Circuit electric: set de componente (rezistoare, condensatoare și inductori) conectate prin cabluri unde un curent electric trece cu ușurință.
- Rezistoare: componente care pot reduce intensitatea unui curent electric.
- Curent electric: flux comandat de încărcături electrice. Unitatea din S.I. este amp (A).
- Diferența potențială (ddp): lucrările produse pe unitate de încărcare electrică. Unitatea din S.I. este volt (V).
- Rezistența electrică: măsură de opoziție față de trecerea curentului electric. Unitatea din S.I. este ohm (Ω).

Distribuiți pe rețelele sociale:

înrudit