Inhalt
- TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
- Eine einfache Schaltung
- Widerstände in Reihe
- Widerstände parallel
- Widerstände in Serien-Parallel-Kombinationen
Denken Sie daran, um den Spannungsabfall an einem Widerstand zu berechnen: Das Ohmsche Gesetz (V = I * R) ist Ihr Freund. Suchen Sie den durch einen Widerstand fließenden Strom und multiplizieren Sie den Strom in Ampere mit dem Widerstand in Ohm, um den Spannungsabfall in Volt zu ermitteln. Eine Schaltung mit einer Kombination von Widerständen in Reihe und parallel ist komplizierter zu handhaben, obwohl das Ohmsche Gesetz immer noch gilt.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Das Ohmsche Gesetz besagt, dass V = I * R ist, wobei V Spannung, I Strom und R Widerstand ist.
In einer Reihenschaltung ist der Spannungsabfall an jedem Widerstand direkt proportional zur Größe des Widerstands.
In einer Parallelschaltung entspricht der Spannungsabfall an jedem Widerstand der Stromquelle. Das Ohmsche Gesetz bleibt erhalten, da der Wert des durch jeden Widerstand fließenden Stroms unterschiedlich ist.
In einer Reihenschaltung ist der Gesamtwiderstand in der Schaltung gleich der Summe der Widerstände der einzelnen Widerstände.
In einer Parallelschaltung ist der Kehrwert des Gesamtwiderstands in der Schaltung gleich der Summe des Kehrwerts jedes Widerstandswiderstands oder 1 ≤ Rtotal = 1 ≤ R1 + 1 ≤ R2 + ... + 1 ≤ Rn. wobei Rn die Anzahl der Widerstände in der Schaltung ist.
Eine einfache Schaltung
Einfache Schaltkreise mit einer einzigen Gleichspannungsquelle und einem einzigen Widerstand sind am einfachsten zu berechnen. Obwohl Sie das Ohmsche Gesetz verwenden könnten, brauchen Sie es nicht. Der Spannungsabfall am Widerstand entspricht der Spannung der Gleichstromquelle. Dies ergibt sich aus dem Kirchoffschen Spannungsgesetz, das besagt, dass sich alle Spannungen in einer gegebenen "Schleife" zu Null addieren müssen. In einer Schaltung mit einer 12-V-Batterie und einem 10-K-Ohm-Widerstand liefert die Batterie beispielsweise die 12-V-Quelle, und der Widerstand weist einen Abfall von 12 V auf, der sich zu Null addiert.
Widerstände in Reihe
Schaltungen mit in Reihe geschalteten Widerständen sind etwas komplizierter als ein einzelner Widerstand, aber hier hilft Ohms Law, wenn auch in einer etwas anderen Anordnung. Addieren Sie zunächst die Ohm-Werte aller Widerstände im Stromkreis. Hier verwenden wir eine kleine Algebra, um das Ohmsche Gesetz für den Strom zu erhalten: I = V ÷ R. Teilen Sie die DC-Quellenspannung durch den Gesamtwiderstand, um den Gesamtstrom im Stromkreis zu erhalten. Da die Schaltung eine einzelne Schleife ist, ist der Strom durch alle Widerstände gleich. Um den Spannungsabfall für einen der Widerstände zu ermitteln, verwenden Sie erneut das Ohmsche Gesetz, V = I * R, und verwenden Sie den Widerstandswert des gewünschten Widerstands.
Widerstände parallel
Eine Schaltung, die nur eine Gleichspannungsquelle und einen Satz von Widerständen parallel hat, ist wieder einfach. Der Spannungsabfall über alle Widerstände ist derselbe und entspricht der Gleichstromquellenspannung. Legen Sie beispielsweise 3 Widerstände parallel zu einer 12-V-Batterie. Nach dem Kirchoffschen Spannungsgesetz ist jeder Widerstand nun eine eigene Schleife. Jede Schleife enthält die Batterie, und die Spannungen addieren sich zu Null. Beachten Sie, dass der Strom durch jeden Widerstand nicht gleich ist, aber in diesem Fall spielt es keine Rolle.
Widerstände in Serien-Parallel-Kombinationen
Bei Schaltungen mit mehreren Widerständen in Reihe und parallel wird das Bild komplizierter. Erstens, wenn die Schaltung mehr als eine Schleife hat, finde diejenige, zu der der fragliche Widerstand gehört. Berechnen Sie dann den Strom durch diese Schleife mithilfe von Widerstandsformeln. Wenn der Widerstand einer von mehreren parallelen Widerständen in der Schleife ist, müssen Sie den Strom für den einen Widerstand mit dem Kirchoffschen Stromgesetz ermitteln. Wenn Sie den Strom berechnet haben, ermitteln Sie den Spannungsabfall mit dem Ohmschen Gesetz.