Cách tính tổng trở của mạch điện.

Chào buổi chiều các đài nghiệp dư thân mến!
Chào mừng đến với trang web ““

Các công thức tạo thành bộ xương của khoa học điện tử. Thay vì vứt cả đống nguyên tố vô tuyến lên bàn rồi kết nối chúng lại với nhau, cố gắng tìm hiểu xem kết quả là gì sẽ sinh ra, các chuyên gia giàu kinh nghiệm ngay lập tức xây dựng các mạch mới dựa trên các định luật vật lý và toán học đã biết. Đó là các công thức giúp xác định các giá trị cụ thể về xếp hạng của các linh kiện điện tử và thông số vận hành của mạch điện.

Việc sử dụng các công thức để hiện đại hóa các mạch làm sẵn cũng hiệu quả không kém. Ví dụ, để chọn đúng điện trở trong mạch điện có bóng đèn, bạn có thể áp dụng định luật Ohm cơ bản cho dòng điện một chiều (bạn có thể đọc về nó trong phần “Mối quan hệ của định luật Ohm” ngay sau phần giới thiệu trữ tình của chúng tôi). Do đó, bóng đèn có thể được làm cho sáng hơn hoặc ngược lại, mờ đi.

Chương này sẽ trình bày nhiều công thức vật lý cơ bản mà sớm hay muộn bạn cũng sẽ gặp phải khi làm việc trong lĩnh vực điện tử. Một số trong số chúng đã được biết đến trong nhiều thế kỷ, nhưng chúng ta vẫn tiếp tục sử dụng chúng một cách thành công và con cháu của chúng ta cũng vậy.

Quan hệ định luật Ohm

Định luật Ohm là mối quan hệ giữa điện áp, dòng điện, điện trở và công suất. Tất cả các công thức dẫn xuất để tính từng giá trị này được trình bày trong bảng:

Bảng này sử dụng các ký hiệu được chấp nhận chung sau đây cho các đại lượng vật lý:

bạn- điện áp (V),

TÔI- hiện tại (A),

R- Công suất, W),

R- điện trở (Ohm),

Hãy thực hành với ví dụ sau: giả sử chúng ta cần tìm công suất của mạch điện. Được biết, điện áp ở các cực của nó là 100 V và dòng điện là 10 A. Khi đó công suất theo định luật Ohm sẽ bằng 100 x 10 = 1000 W. Giá trị thu được có thể được sử dụng để tính toán, chẳng hạn như xếp hạng cầu chì cần nhập vào thiết bị hoặc, ví dụ, để ước tính hóa đơn tiền điện mà thợ điện từ văn phòng nhà ở sẽ đích thân mang đến cho bạn vào cuối buổi học. tháng.

Đây là một ví dụ khác: giả sử chúng ta cần tìm ra giá trị của điện trở trong mạch điện có bóng đèn, nếu chúng ta biết dòng điện mà chúng ta muốn chạy qua mạch điện này là bao nhiêu. Theo định luật Ohm, dòng điện bằng:

Tôi=U/R

Một mạch điện gồm một bóng đèn, một điện trở và một nguồn điện (pin) được thể hiện trên hình. Sử dụng công thức trên, ngay cả một học sinh cũng có thể tính được điện trở cần thiết.

Những gì trong công thức này là gì? Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn các biến.

> bạn hố(đôi khi còn được viết là V hoặc E): điện áp nguồn. Do thực tế là khi dòng điện chạy qua bóng đèn, một số điện áp rơi trên nó, độ lớn của sự sụt giảm này (thường là điện áp hoạt động của bóng đèn, trong trường hợp của chúng ta là 3,5 V) phải được trừ khỏi điện áp của nguồn điện. . Ví dụ: nếu Upit = 12 V thì U = 8,5 V, với điều kiện là 3,5 V rơi qua bóng đèn.

> TÔI: Dòng điện (được đo bằng ampe) dự định chạy qua bóng đèn. Trong trường hợp của chúng tôi - 50 mA. Vì dòng điện trong công thức được biểu thị bằng ampe nên 50 milliamp chỉ là một phần nhỏ trong đó: 0,050 A.

> R: điện trở mong muốn của điện trở giới hạn dòng điện, tính bằng ôm.

Tiếp theo, bạn có thể đưa số thực vào công thức tính điện trở thay vì U, I và R:

R = U/I = 8,5 V / 0,050 A = 170 Ohm

Tính toán điện trở

Tính điện trở của một điện trở trong một mạch đơn giản khá đơn giản. Tuy nhiên, khi các điện trở khác được thêm vào nó, song song hoặc nối tiếp, điện trở tổng thể của mạch cũng thay đổi. Tổng điện trở của nhiều điện trở mắc nối tiếp bằng tổng các điện trở riêng lẻ của từng điện trở đó. Đối với kết nối song song, mọi thứ phức tạp hơn một chút.

Tại sao cần chú ý tới cách các thành phần kết nối với nhau? Cái này có một vài nguyên nhân.

> Điện trở của điện trở chỉ có một khoảng giá trị cố định nhất định. Trong một số mạch, giá trị điện trở phải được tính toán chính xác, nhưng vì điện trở có giá trị chính xác này có thể không tồn tại nên một số phần tử phải được mắc nối tiếp hoặc song song.

> Điện trở không phải là thành phần duy nhất có điện trở. Ví dụ, vòng dây của động cơ điện cũng có một số điện trở đối với dòng điện. Trong nhiều bài toán thực tế cần tính tổng điện trở của toàn mạch.

Tính điện trở của các điện trở mắc nối tiếp

Công thức tính tổng điện trở của các điện trở mắc nối tiếp rất đơn giản. Bạn chỉ cần cộng tất cả các điện trở:

Rtotal = Rl + R2 + R3 + … (số lần có phần tử)

Trong trường hợp này, các giá trị Rl, R2, R3, v.v. là điện trở của từng điện trở hoặc các thành phần mạch khác và Rtotal là giá trị kết quả.

Vì vậy, ví dụ, nếu có một mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp có giá trị 1,2 và 2,2 kOhm thì tổng điện trở của đoạn mạch này sẽ bằng 3,4 kOhm.

Tính điện trở của các điện trở song song

Mọi thứ trở nên phức tạp hơn một chút nếu bạn cần tính điện trở của mạch gồm các điện trở song song. Công thức có dạng:

Tổng R = R1 * R2 / (R1 + R2)

trong đó R1 và R2 là điện trở của từng điện trở hoặc các phần tử mạch khác và Rtot là giá trị kết quả. Vì vậy, nếu lấy cùng một điện trở có giá trị 1,2 và 2,2 kOhm nhưng mắc song song, chúng ta sẽ có

776,47 = 2640000 / 3400

Để tính điện trở thu được của mạch điện có ba điện trở trở lên, hãy sử dụng công thức sau:

Tính toán công suất

Các công thức nêu trên cũng có giá trị để tính công suất, chỉ có điều ngược lại. Giống như điện trở, chúng có thể được mở rộng để bao phủ bất kỳ số lượng linh kiện nào trong mạch.

Tính điện dung của tụ điện song song

Nếu bạn cần tính điện dung của một mạch gồm các tụ điện song song, bạn chỉ cần cộng các giá trị của chúng:

Cộng = CI + C2 + SZ + ...

Trong công thức này, CI, C2 và SZ là điện dung của từng tụ điện và Ctotal là giá trị tổng hợp.

Tính điện dung của các tụ nối tiếp

Để tính tổng điện dung của một cặp tụ điện mắc nối tiếp, người ta sử dụng công thức sau:

Cộng = C1 * C2 / (C1 + C2)

trong đó C1 và C2 là giá trị điện dung của mỗi tụ điện, Ctot là tổng điện dung của mạch

Tính điện dung của ba tụ điện mắc nối tiếp trở lên

Trong mạch có tụ điện không? Rất nhiều? Không sao: ngay cả khi tất cả chúng được mắc nối tiếp, bạn luôn có thể tìm thấy điện dung thu được của mạch này:

Vậy tại sao phải kết nối nhiều tụ điện nối tiếp cùng một lúc khi chỉ cần một tụ điện là đủ? Một trong những lời giải thích hợp lý cho thực tế này là sự cần thiết phải đạt được một giá trị cụ thể cho điện dung của mạch, giá trị này không có giá trị tương tự trong chuỗi xếp hạng tiêu chuẩn. Đôi khi bạn phải đi theo con đường chông gai hơn, đặc biệt là trong các mạch nhạy cảm như máy thu radio.

Tính toán phương trình năng lượng

Đơn vị đo năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong thực tế là kilowatt-giờ hoặc, trong trường hợp điện tử, watt-giờ. Bạn có thể tính toán năng lượng mà mạch tiêu thụ bằng cách biết khoảng thời gian thiết bị được bật. Công thức tính toán là:

giờ watt = P x T

Trong công thức này, chữ P biểu thị mức tiêu thụ điện năng, tính bằng watt và T là thời gian hoạt động tính bằng giờ. Trong vật lý, người ta thường biểu thị lượng năng lượng tiêu hao tính bằng watt-giây, hoặc Joules. Để tính năng lượng theo các đơn vị này, watt-giờ được chia cho 3600.

Tính điện dung không đổi của mạch RC

Các mạch điện tử thường sử dụng mạch RC để cung cấp độ trễ thời gian hoặc kéo dài tín hiệu xung. Các mạch đơn giản nhất chỉ bao gồm một điện trở và một tụ điện (do đó nguồn gốc của thuật ngữ mạch RC).

Nguyên lý hoạt động của mạch RC là tụ điện tích điện được phóng điện qua điện trở không phải ngay lập tức mà trong một khoảng thời gian nhất định. Điện trở của điện trở và/hoặc tụ điện càng lớn thì thời gian phóng điện của điện dung càng lâu. Các nhà thiết kế mạch thường sử dụng mạch RC để tạo ra các bộ định thời và bộ dao động đơn giản hoặc thay đổi dạng sóng.

Làm thế nào bạn có thể tính hằng số thời gian của mạch RC? Vì mạch này bao gồm một điện trở và một tụ điện nên các giá trị điện trở và điện dung được sử dụng trong phương trình. Các tụ điện thông thường có điện dung ở mức microfarad hoặc thậm chí nhỏ hơn, và đơn vị hệ thống là farad, do đó công thức tính theo số phân số.

T=RC

Trong phương trình này, T là viết tắt của thời gian tính bằng giây, R là viết tắt của điện trở tính bằng ohm và C là viết tắt của điện dung tính bằng farad.

Ví dụ: giả sử có một điện trở 2000 ohm được kết nối với tụ điện 0,1 µF. Hằng số thời gian của chuỗi này sẽ bằng 0,002 s hoặc 2 ms.

Để giúp bạn dễ dàng hơn lúc đầu khi chuyển đổi các đơn vị điện dung cực nhỏ thành fara, chúng tôi đã biên soạn một bảng:

Tính toán tần số và bước sóng

Tần số của tín hiệu là một đại lượng tỷ lệ nghịch với bước sóng của nó, như sẽ thấy từ các công thức dưới đây. Những công thức này đặc biệt hữu ích khi làm việc với thiết bị điện tử vô tuyến, chẳng hạn như để ước tính chiều dài của một đoạn dây được dự định sử dụng làm ăng-ten. Trong tất cả các công thức sau đây, bước sóng được biểu thị bằng mét và tần số tính bằng kilohertz.

Tính toán tần số tín hiệu

Giả sử bạn muốn nghiên cứu về điện tử để chế tạo bộ thu phát của riêng mình và trò chuyện với những người đam mê tương tự từ nơi khác trên thế giới trên mạng vô tuyến nghiệp dư. Tần số của sóng vô tuyến và độ dài của chúng đứng cạnh nhau trong các công thức. Trong các mạng vô tuyến nghiệp dư, bạn thường có thể nghe thấy các tuyên bố rằng nhà điều hành làm việc ở bước sóng như vậy. Dưới đây là cách tính tần số của tín hiệu vô tuyến với bước sóng:

Tần số = 300000/bước sóng

Bước sóng trong công thức này được biểu thị bằng milimét chứ không phải bằng feet, arshins hoặc vẹt. Tần số được tính bằng megahertz.

Tính toán bước sóng tín hiệu

Công thức tương tự có thể được sử dụng để tính bước sóng của tín hiệu vô tuyến nếu biết tần số của nó:

Bước sóng = 300000/Tần số

Kết quả sẽ được biểu thị bằng milimét và tần số tín hiệu được biểu thị bằng megahertz.

Hãy đưa ra một ví dụ về tính toán. Hãy để một người vô tuyến nghiệp dư giao tiếp với bạn mình ở tần số 50 MHz (50 triệu chu kỳ mỗi giây). Thay các số này vào công thức trên, ta được:

6000 milimet = 300000/ 50 MHz

Tuy nhiên, họ thường sử dụng đơn vị hệ thống có chiều dài - mét, vì vậy để hoàn thành phép tính, chúng ta chỉ cần chuyển bước sóng thành giá trị dễ hiểu hơn. Vì có 1000 mm trong 1 mét nên kết quả là 6 m. Hóa ra người phát thanh nghiệp dư đã điều chỉnh đài phát thanh của mình ở bước sóng 6 mét. Mát mẻ!

Một trong những đặc điểm chính của mạch điện là cường độ dòng điện. Nó được đo bằng ampe và xác định tải trên dây điện, xe buýt hoặc đường ray. Giá trị này phản ánh lượng điện chạy trong dây dẫn trong một đơn vị thời gian. Bạn có thể xác định nó theo nhiều cách, tùy thuộc vào dữ liệu bạn biết. Theo đó, sinh viên và thợ điện mới vào nghề thường gặp khó khăn khi giải quyết các nhiệm vụ giáo dục hoặc các tình huống thực tế vì điều này. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cho bạn biết cách tìm cường độ dòng điện thông qua công suất và điện áp hoặc điện trở.

Nếu biết được công suất và điện áp

Giả sử bạn cần tìm dòng điện trong mạch và bạn chỉ biết điện áp và mức tiêu thụ điện. Sau đó, để xác định nó mà không gặp trở ngại, hãy sử dụng công thức:

Sau một số thao tác đơn giản, chúng ta có được công thức tính toán

Cần lưu ý rằng biểu thức này đúng cho các mạch DC. Nhưng khi tính toán, chẳng hạn, đối với một động cơ điện, tổng công suất của nó hoặc cosin Phi sẽ được tính đến. Khi đó đối với động cơ ba pha có thể tính như sau:

Ta thấy P có tính đến hiệu suất, thông thường nó nằm trong khoảng 0,75-0,88:

Р1 = Р2/η

Ở đây P2 là công suất hữu ích trên trục, η – hiệu suất, cả hai thông số này thường được ghi trên bảng tên.

Chúng tôi tìm thấy tổng công suất có tính đến cosФ (nó cũng được ghi trên bảng tên):

S = P1/cosφ

Chúng tôi xác định mức tiêu thụ hiện tại bằng công thức:

Inom = S/(1,73 U)

Ở đây 1,73 là gốc của 3 (dùng để tính mạch ba pha), U là điện áp, tùy thuộc vào sự đưa vào của động cơ (tam giác hay sao) và số vôn trong mạng (220, 380, 660, vân vân.). Mặc dù ở nước ta 380V là phổ biến nhất.

Nếu biết điện áp, công suất và điện trở

Nhưng có vấn đề khi bạn biết điện áp trên một đoạn mạch và độ lớn của tải, sau đó để tìm cường độ dòng điện khi không có nguồn điện, hãy sử dụng nó, với sự trợ giúp của nó, chúng ta tính toán cường độ dòng điện thông qua điện trở và điện áp.

Nhưng đôi khi điều đó xảy ra là bạn cần xác định dòng điện không có điện áp, nghĩa là khi bạn chỉ biết công suất của mạch và điện trở của nó. Trong trường hợp này:

Hơn nữa, theo định luật Ohm tương tự:

P=I 2 *R

Vì vậy việc tính toán được thực hiện theo công thức:

Tôi 2 =P/R

Hoặc lấy biểu thức ở vế phải của biểu thức ở dưới gốc:

Tôi=(P/R) 1/2

Nếu EMF, điện trở trong và tải đã biết

Một số nhiệm vụ phức tạp của học sinh bao gồm các trường hợp bạn được cho giá trị của EMF và điện trở trong của nguồn điện. Trong trường hợp này, bạn có thể xác định dòng điện trong mạch bằng định luật Ohm cho toàn bộ mạch:

I=E/(R+r)

Ở đây E là EMF, r là điện trở trong của nguồn điện, R là tải.

định luật Joule-Lenz

Một nhiệm vụ khác có thể gây nhầm lẫn ngay cả với một sinh viên ít nhiều kinh nghiệm là xác định cường độ dòng điện nếu biết thời gian, điện trở và lượng nhiệt do dây dẫn tạo ra. Để làm điều này, chúng ta hãy nhớ.

Công thức của nó trông như thế này:

Q=I 2 Rt

Sau đó thực hiện phép tính như sau:

Tôi 2 =QRt

Hoặc nhập vế phải của phương trình vào dưới gốc:

Tôi=(Q/Rt) 1/2

Một vài ví dụ

Để kết luận, chúng tôi đề xuất củng cố thông tin nhận được về một số ví dụ về các vấn đề mà bạn cần tìm ra điểm mạnh hiện tại.

Điều kiện rõ ràng là bạn cần đưa ra hai phương án trả lời cho mỗi phương án kết nối. Sau đó, để tìm dòng điện trong một mắc nối tiếp, trước tiên hãy cộng các điện trở của mạch để có tổng điện trở.

I=U/R=12/3=4 Ampe

Khi mắc song song hai phần tử R thì tổng có thể được tính như sau:

Rtot=(R1*R2)/(R1+R2)=1*2/3=2/3=0,67

Sau đó, các tính toán tiếp theo có thể được thực hiện như thế này:

Trước hết, bạn cần tìm R chung của R2 và R3 được mắc song song, sử dụng cùng công thức mà chúng ta đã sử dụng ở trên.

Chúng tôi đang bắt đầu xuất bản các tài liệu trong phần mới “” và trong bài viết hôm nay, chúng tôi sẽ nói về các khái niệm cơ bản mà không một thiết bị hoặc mạch điện tử nào có thể thảo luận được nếu không có chúng. Như bạn có thể đoán, ý tôi là dòng điện, điện áp và điện trở😉 Ngoài ra, chúng ta sẽ không bỏ qua định luật xác định mối quan hệ của các đại lượng này, nhưng mình sẽ không đi trước, hãy di chuyển dần dần nhé.

Vì vậy hãy bắt đầu với khái niệm Vôn.

Vôn.

A-tu viện Vôn là năng lượng (hoặc công) được sử dụng để di chuyển một đơn vị điện tích dương từ điểm có điện thế thấp đến điểm có điện thế cao (tức là điểm đầu tiên có điện thế âm hơn so với điểm thứ hai). Chúng ta nhớ trong khóa học vật lý rằng thế năng của trường tĩnh điện là một đại lượng vô hướng bằng tỷ số giữa thế năng của một điện tích trong trường với điện tích này. Hãy xem một ví dụ nhỏ:

Trong không gian tồn tại một điện trường không đổi có cường độ bằng E. Xét hai điểm cách nhau một khoảng d từ nhau. Vì vậy, điện áp giữa hai điểm không gì khác hơn là hiệu điện thế tại các điểm này:

Đồng thời, đừng quên mối liên hệ giữa cường độ trường tĩnh điện và hiệu điện thế giữa hai điểm:

Và kết quả là chúng ta có được công thức nối giữa căng thẳng và căng thẳng:

Trong điện tử, khi xem xét các mạch điện khác nhau, điện áp vẫn được coi là hiệu điện thế giữa các điểm. Theo đó, rõ ràng điện áp trong mạch là một khái niệm gắn liền với hai điểm trong mạch. Nghĩa là, chẳng hạn, “điện áp trong điện trở” là không hoàn toàn chính xác. Và nếu họ nói về điện áp tại một điểm nào đó, thì họ có nghĩa là sự khác biệt tiềm năng giữa điểm này và điểm đó. "trái đất". Đây là cách chúng tôi đi đến một khái niệm quan trọng nhất khác trong nghiên cứu điện tử, cụ thể là khái niệm "Trái đất":) Vì vậy, đây là "trái đất" trong các mạch điện, người ta thường coi điểm có điện thế bằng 0 (nghĩa là điện thế của điểm này bằng 0).

Hãy nói thêm một vài từ về các đơn vị giúp mô tả số lượng Vôn. Đơn vị đo là Vôn (V). Nhìn vào định nghĩa của khái niệm điện áp, chúng ta có thể dễ dàng hiểu rằng để di chuyển một điện tích có độ lớn 1 mặt dây chuyền giữa các điểm có sự khác biệt tiềm năng 1 vôn, cần thực hiện công bằng 1 Joule. Với điều này, mọi thứ dường như đã rõ ràng và chúng ta có thể tiếp tục 😉

Và tiếp theo chúng ta có thêm một khái niệm nữa, đó là hiện hành.

Dòng điện, cường độ dòng điện trong mạch.

Nó là gì điện?

Chúng ta hãy nghĩ xem điều gì sẽ xảy ra nếu các hạt tích điện, chẳng hạn như electron, chịu tác dụng của điện trường... Hãy xem xét một dây dẫn có một điện tích nhất định Vôn:

Theo hướng của cường độ điện trường ( E) chúng ta có thể kết luận rằng title="Rendered by QuickLaTeX.com" height="16" width="60" style="vertical-align: -4px;"> (вектор напряженности всегда направлен в сторону уменьшения потенциала). На каждый электрон начинает действовать сила:!}

Trong đó e là điện tích của electron.

Và vì electron là hạt tích điện âm nên vectơ lực sẽ có hướng ngược với hướng của vectơ cường độ trường. Do đó, dưới tác dụng của lực, các hạt cùng với chuyển động hỗn loạn cũng thu được chuyển động có hướng (vectơ vận tốc V trong hình). Kết quả là phát sinh điện 🙂

Dòng điện là chuyển động có trật tự của các hạt tích điện dưới tác dụng của điện trường.

Điểm quan trọng là dòng điện được cho là chạy từ điểm có điện thế dương hơn đến điểm có điện thế âm hơn, mặc dù electron đang chuyển động theo hướng ngược lại.

Không chỉ các electron có thể đóng vai trò là chất mang điện. Ví dụ, trong chất điện phân và khí bị ion hóa, dòng điện chủ yếu liên quan đến chuyển động của các ion, là các hạt tích điện dương. Theo đó, hướng của vectơ lực tác dụng lên chúng (đồng thời là vectơ vận tốc) sẽ trùng với hướng của vectơ E. Và trong trường hợp này, sẽ không có mâu thuẫn nào nảy sinh, bởi vì dòng điện sẽ chạy chính xác theo hướng mà các hạt đang chuyển động :)

Để ước tính dòng điện trong mạch điện, họ đã đưa ra một đại lượng như cường độ dòng điện. Vì thế, sức mạnh hiện tại (TÔI) là đại lượng đặc trưng cho tốc độ chuyển động của điện tích tại một điểm. Đơn vị của dòng điện là Ampe. Cường độ dòng điện trong dây dẫn bằng 1 Ampe, Nếu cho 1 giâyđiện tích đi qua tiết diện dây dẫn 1 mặt dây chuyền.

Chúng tôi đã đề cập đến các khái niệm dòng điện và điện áp, bây giờ chúng ta hãy tìm hiểu xem những đại lượng này có liên quan như thế nào. Và để làm được điều này chúng ta phải nghiên cứu nó là gì điện trở dẫn.

Điện trở dây dẫn/mạch điện.

Thuật ngữ “ sức chống cự” đã tự nói lên rồi 😉

Vì thế, sức chống cự- đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất của vật dẫn để cản trở ( kháng cự) dòng điện đi qua.

Xét một dây dẫn bằng đồng có chiều dài tôi có diện tích mặt cắt ngang bằng S:

Điện trở dây dẫn phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

Điện trở cụ thể là một giá trị dạng bảng.

Công thức mà bạn có thể tính điện trở của dây dẫn như sau:

Đối với trường hợp của chúng tôi, nó sẽ bằng nhau 0,0175 (Ohm * vuông mm/m)- điện trở suất của đồng. Gọi chiều dài dây dẫn là 0,5m, và diện tích mặt cắt ngang bằng 0,2 mét vuông mm. Sau đó:

Như bạn đã hiểu từ ví dụ, đơn vị đo là sức chống cự là Om 😉

VỚI điện trở dẫn mọi thứ đều rõ ràng, đã đến lúc nghiên cứu mối quan hệ điện áp, dòng điện và điện trở mạch.

Và ở đây định luật cơ bản của mọi thiết bị điện tử đã hỗ trợ chúng ta - Định luật Ohm:

Dòng điện trong mạch tỷ lệ thuận với điện áp và tỷ lệ nghịch với điện trở của đoạn mạch đang xét.

Hãy xem xét mạch điện đơn giản nhất:

Theo định luật Ohm, điện áp và dòng điện trong mạch có liên hệ như sau:

Đặt điện áp là 10 V và điện trở mạch là 200 ohms. Khi đó cường độ dòng điện trong mạch được tính như sau:

Như bạn có thể thấy, mọi thứ đều không khó :)

Có lẽ đây là nơi chúng ta sẽ kết thúc bài viết ngày hôm nay, cảm ơn các bạn đã quan tâm và hẹn gặp lại các bạn sớm! 🙂

Lý do viết bài này không phải vì sự phức tạp của các công thức này, mà thực tế là trong quá trình thiết kế và phát triển bất kỳ mạch nào, người ta thường phải trải qua một loạt giá trị để đạt được các thông số yêu cầu hoặc cân bằng mạch. . Bài viết này và công cụ tính toán trong đó sẽ đơn giản hóa việc lựa chọn này và đẩy nhanh quá trình thực hiện kế hoạch của bạn. Ngoài ra ở cuối bài tôi sẽ đưa ra một số phương pháp ghi nhớ công thức cơ bản của định luật Ohm. Thông tin này sẽ hữu ích cho người mới bắt đầu. Mặc dù công thức rất đơn giản nhưng đôi khi có sự nhầm lẫn về vị trí và tham số nên có, đặc biệt là lúc đầu.

Trong điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện, định luật Ohm và công thức tính công suất được sử dụng thường xuyên hơn bất kỳ công thức nào khác. Họ xác định mối quan hệ chặt chẽ giữa bốn đại lượng điện phổ biến nhất: dòng điện, điện áp, điện trở và công suất.

Định luật Ohm. Mối quan hệ này được Georg Simon Ohm phát hiện và chứng minh vào năm 1826. Đối với một phần của mạch điện, nó phát ra âm thanh như sau: dòng điện tỷ lệ thuận với điện áp và tỷ lệ nghịch với điện trở

Đây là cách công thức cơ bản được viết:

Bằng cách chuyển đổi công thức cơ bản, bạn có thể tìm thấy hai đại lượng khác:

Quyền lực. Định nghĩa của nó như sau: công suất là tích của các giá trị tức thời của điện áp và dòng điện trong bất kỳ phần nào của mạch điện.

Công thức tính công suất tức thời:

Dưới đây là một máy tính trực tuyến để tính định luật Ohm và Công suất. Máy tính này cho phép bạn xác định mối quan hệ giữa bốn đại lượng điện: dòng điện, điện áp, điện trở và công suất. Để làm điều này, chỉ cần nhập hai giá trị bất kỳ. Sử dụng mũi tên lên và xuống, bạn có thể thay đổi giá trị đã nhập theo từng bước. Kích thước của số lượng cũng có thể được chọn. Ngoài ra, để thuận tiện cho việc chọn tham số, máy tính cho phép bạn ghi lại tối đa mười phép tính đã thực hiện trước đó với các kích thước mà chính các phép tính đó đã được thực hiện.

Khi học ở trường cao đẳng kỹ thuật vô tuyến, chúng tôi phải ghi nhớ rất nhiều thứ. Và để dễ nhớ hơn, có ba bảng cheat dành cho định luật Ohm. Dưới đây là những phương pháp chúng tôi đã sử dụng.

Đầu tiên là quy tắc ghi nhớ. Nếu chúng ta phản đối công thức định luật Ohm thì R = thủy tinh.

Thứ hai là phương pháp tam giác. Nó còn được gọi là tam giác kì diệu của định luật Ohm.

Nếu xé bỏ giá trị cần tìm thì ở phần còn lại chúng ta sẽ có được công thức tìm nó.

Ngày thứ ba. Nó giống như một bảng cheat kết hợp tất cả các công thức cơ bản cho bốn đại lượng điện.

Nó dễ sử dụng như một hình tam giác. Chúng tôi chọn tham số mà chúng tôi muốn tính toán, nó nằm trong một vòng tròn nhỏ ở trung tâm và chúng tôi nhận được ba công thức để tính toán. Tiếp theo, chọn cái bạn cần.

Vòng tròn này, giống như hình tam giác, có thể gọi là ma thuật.

Các phần tử của mạch điện có thể được kết nối theo hai cách. Kết nối nối tiếp liên quan đến việc kết nối các phần tử với nhau và trong kết nối song song, các phần tử là một phần của các nhánh song song. Cách kết nối các điện trở xác định phương pháp tính tổng điện trở của mạch.

bước

Kết nối nối tiếp

Xác định xem mạch có mắc nối tiếp hay không. Kết nối nối tiếp là một mạch đơn không có nhánh nào. Các điện trở hoặc các phần tử khác được đặt nối tiếp nhau.

Cộng điện trở của các phần tử riêng lẻ.Điện trở của đoạn mạch nối tiếp bằng tổng điện trở của các phần tử trong đoạn mạch đó. Cường độ dòng điện ở bất kỳ phần nào của mạch nối tiếp là như nhau, do đó điện trở chỉ cần cộng lại.

Ví dụ, một mạch nối tiếp gồm ba điện trở có điện trở 2 ohm, 5 ohm và 7 ohm. Tổng điện trở mạch: 2 + 5 + 7 = 14 ohms.

Nếu không biết điện trở của từng phần tử trong mạch, hãy sử dụng định luật Ohm: V = IR, trong đó V là điện áp, I là dòng điện, R là điện trở. Đầu tiên tìm dòng điện và tổng điện áp.

Thay thế các giá trị đã biết vào công thức mô tả định luật Ohm. Viết lại công thức V = IR để cách ly điện trở: R = V/I. Thay các giá trị đã biết vào công thức này để tính tổng điện trở.
- Ví dụ: điện áp của nguồn dòng là 12 V và dòng điện là 8 A. Tổng điện trở của mạch nối tiếp là: R O = 12 V / 8 A = 1,5 ohms.
Kết nối song song
1. Xác định xem mạch có song song không. Một chuỗi song song phân nhánh tại một số điểm thành nhiều nhánh, sau đó được kết nối lại. Dòng điện chạy qua mỗi nhánh của mạch.
  
  Tính tổng điện trở dựa trên điện trở của từng nhánh. Mỗi điện trở làm giảm lượng dòng điện chạy qua một chân, do đó nó ít ảnh hưởng đến điện trở chung của mạch. Công thức tính tổng điện trở: trong đó R 1 là điện trở của nhánh thứ nhất, R 2 là điện trở của nhánh thứ hai và cứ như vậy cho đến nhánh cuối cùng R n.
  - Ví dụ, một mạch song song gồm ba nhánh có điện trở là 10 ohm, 2 ohm và 1 ohm.
    Sử dụng công thức 1 R O = 1 10 + 1 2 + 1 1 (\displaystyle (\frac (1)(R_(O)))=(\frac (1)(10))+(\frac (1)(2))+ (\frac (1)(1)))để tính RO
    Rút gọn các phân số về mẫu số chung: 1 R O = 1 10 + 5 10 + 10 10 (\displaystyle (\frac (1)(R_(O)))=(\frac (1)(10))+(\frac (5)(10))+ (\frac (10)(10)))
    1 R O = 1 + 5 + 10 10 = 16 10 = 1 , 6 (\displaystyle (\frac (1)(R_(O)))=(\frac (1+5+10)(10))=(\ phân số (16)(10))=1.6)
    Nhân cả hai vế với R O: 1 = 1,6R O
    RO = 1 / 1,6 = 0,625 Om.
2. Tính điện trở từ dòng điện và điện áp đã biết. Làm điều này nếu không biết điện trở của từng phần tử mạch.
  
  Thay thế các giá trị đã biết vào công thức định luật Ohm. Nếu biết tổng dòng điện và điện áp trong mạch thì tổng điện trở được tính bằng định luật Ohm: R = V/I.
  - Ví dụ, điện áp trong mạch song song là 9 V và tổng dòng điện là 3 A. Tổng điện trở: R O = 9 V / 3 A = 3 ohms.
3. Hãy tìm những nhánh có điện trở bằng không. Nếu một nhánh của mạch song song không có điện trở thì toàn bộ dòng điện sẽ chạy qua nhánh đó. Trong trường hợp này, tổng điện trở của mạch là 0 ohm.
Kết nối kết hợp
1. Chia mạch tổ hợp thành nối tiếp và song song. Mạch tổ hợp bao gồm các phần tử được mắc nối tiếp và song song. Nhìn vào sơ đồ mạch điện và suy nghĩ về cách chia nó thành các phần có các phần tử được mắc nối tiếp và song song. Vẽ vết từng phần để dễ tính tổng điện trở hơn.
  - Ví dụ, một mạch điện bao gồm một điện trở có điện trở là 1 ohm và một điện trở có điện trở là 1,5 ohm. Đằng sau điện trở thứ hai, mạch phân nhánh thành hai nhánh song song - một nhánh bao gồm điện trở có điện trở 5 Ohms và nhánh thứ hai có điện trở 3 Ohms. Vẽ hai nhánh song song để làm nổi bật chúng trên sơ đồ mạch điện.
2. Tìm điện trở của đoạn mạch song song.Để làm điều này, hãy sử dụng công thức tính tổng điện trở của mạch song song: 1 R O = 1 R 1 + 1 R 2 + 1 R 3 + . . . 1 R n (\displaystyle (\frac (1)(R_(O)))=(\frac (1)(R_(1)))+(\frac (1)(R_(2)))+(\ phân số (1)(R_(3)))+...(\frac (1)(R_(n)))).
  - Trong ví dụ của chúng tôi, mạch song song bao gồm hai nhánh có điện trở R 1 = 5 Ohms và R 2 = 3 Ohms.
    1 R p a r = 1 5 + 1 3 (\displaystyle (\frac (1)(R_(par)))=(\frac (1)(5))+(\frac (1)(3)))
    1 R p a r = 3 15 + 5 15 = 3 + 5 15 = 8 15 (\displaystyle (\frac (1)(R_(par)))=(\frac (3)(15))+(\frac (5 )(15))=(\frac (3+5)(15))=(\frac (8)(15)))
    R p a r = 15 8 = 1 , 875 (\displaystyle R_(par)=(\frac (15)(8))=1.875) Om.
3. Đơn giản hóa chuỗi. Khi đã tìm được tổng điện trở của mạch song song, bạn có thể thay thế nó bằng một phần tử có điện trở bằng giá trị tính toán.
  - Trong ví dụ của chúng tôi, loại bỏ hai chân song song và thay thế chúng bằng một điện trở 1,875 ohm.
4. Cộng điện trở của các điện trở mắc nối tiếp. Bằng cách thay thế mạch song song bằng một phần tử, bạn sẽ có được mạch nối tiếp. Tổng điện trở của đoạn mạch nối tiếp bằng tổng điện trở của các phần tử trong mạch đó.
  - Sau khi đơn giản hóa mạch, nó bao gồm ba điện trở có điện trở sau: 1 ohm, 1,5 ohm và 1,875 ohm. Cả ba điện trở được mắc nối tiếp: R O = 1 + 1, 5 + 1, 875 = 4, 375 (\displaystyle R_(O)=1+1.5+1.875=4.375) Om.