Kandungan
- Asas-asas Litar Elektrik
- Siri vs Litar Serentak
- Mengira Rintangan untuk Siri Siri
- Mengira rintangan bagi litar selari
- Bagaimana Mengatasi Siri dan Siri Gabungan Selari
- Pengiraan Lain
Mendapatkan genggaman dengan asas-asas elektronik bermakna litar pemahaman, bagaimana mereka bekerja dan bagaimana untuk mengira perkara-perkara seperti jumlah rintangan di sekitar pelbagai jenis litar. Litar dunia nyata boleh menjadi rumit, tetapi anda boleh memahami mereka dengan pengetahuan asas yang anda ambil dari litar yang lebih mudah dan ideal.
Dua jenis utama litar adalah siri dan selari. Dalam litar siri, semua komponen (seperti perintang) disusun dalam satu baris, dengan satu gelung dawai yang membentuk litar. Litar selari berpecah kepada beberapa laluan dengan satu atau lebih komponen pada setiap satu. Mengira litar siri adalah mudah, tetapi penting untuk memahami perbezaan dan bagaimana untuk bekerja dengan kedua-dua jenis.
Asas-asas Litar Elektrik
Elektrik hanya mengalir dalam litar. Dalam erti kata lain, ia memerlukan gelung lengkap supaya sesuatu dapat berfungsi. Jika anda memecahkan gelung itu dengan suis, kuasa berhenti mengalir, dan cahaya anda (misalnya) akan dimatikan. Takrifan litar mudah adalah gelung tertutup konduktor yang boleh dikelilingi oleh elektron, biasanya terdiri daripada sumber kuasa (contohnya bateri) dan komponen atau peranti elektrik (seperti perintang atau mentol lampu) dan mengendalikan wayar.
Anda perlu mendapatkan beberapa istilah asas untuk memahami bagaimana litar berfungsi, tetapi anda akan terbiasa dengan kebanyakan istilah dari kehidupan sehari-hari.
"Perbezaan voltan" adalah istilah untuk perbezaan tenaga berpotensi elektrik antara dua tempat, satu unit caj. Bateri berfungsi dengan mewujudkan perbezaan potensi di antara dua terminal mereka, yang membolehkan arus mengalir dari satu ke yang lain apabila ia disambungkan dalam litar. Potensi pada satu titik secara teknikal adalah voltan, tetapi perbezaan voltan adalah perkara penting dalam amalan. Bateri 5-volt mempunyai perbezaan potensi 5 volt antara kedua-dua terminal, dan 1 volt = 1 joule setiap coulomb.
Menyambung konduktor (seperti wayar) ke kedua-dua terminal bateri mewujudkan litar, dengan arus elektrik mengalir di sekelilingnya. Arus diukur dalam amp, yang bermaksud coulombs (caj) sesaat.
Mana-mana konduktor akan mempunyai "rintangan" elektrik, yang bermaksud penentangan bahan kepada arus arus. Rintangan diukur dalam ohm (Ω), dan konduktor dengan 1 ohm rintangan yang disambungkan ke voltan 1 volt akan membenarkan aliran arus 1 amp.
Hubungan antara ini dikemas dengan hukum Ohm:
V = IR
Dengan kata-kata, "voltan sama dengan arus yang didarab dengan rintangan."
Siri vs Litar Serentak
Kedua-dua jenis utama litar dibezakan oleh bagaimana komponen disusun di dalamnya.
Definisi litar siri mudah ialah, "Satu litar dengan komponen yang disusun dalam garis lurus, jadi semua arus mengalir melalui setiap komponen seterusnya." Jika anda membuat litar gelung asas dengan bateri yang disambungkan kepada dua perintang, dan kemudian mempunyai sambungan yang berjalan kembali ke bateri, kedua-dua perintang akan siri. Jadi arus akan keluar dari terminal positif bateri (oleh konvensyen yang anda merawat arus seolah-olah ia keluar dari hujung positif) ke perintang pertama, dari itu ke perintang kedua dan kemudian kembali ke bateri.
Litar selari adalah berbeza. Litar dengan dua perintang selari akan berpecah kepada dua trek, dengan perintang pada setiap satu. Apabila arus mencapai persimpangan, jumlah arus yang sama yang memasuki persimpangan juga harus meninggalkan persimpangan. Ini dipanggil pemuliharaan caj, atau khusus untuk elektronik, undang-undang semasa Kirchhoff. Sekiranya kedua-dua laluan mempunyai rintangan yang sama, arus yang sama akan mengalir ke bawahnya, jadi jika 6 amps arus mencapai persimpangan dengan rintangan yang sama di kedua-dua laluan, 3 amp akan mengalir ke bawah masing-masing. Laluan kemudian bergabung semula sebelum menyambungkan semula bateri untuk melengkapkan litar.
Mengira Rintangan untuk Siri Siri
Mengira jumlah rintangan daripada pelbagai rintangan menekankan perbezaan antara siri dan litar selari. Untuk litar siri, jumlah rintangan (Rjumlahnya) hanyalah jumlah rintangan individu, jadi:
R_ {total} = R_1 + R_2 + R_3 + ...Fakta bahawa ia adalah litar siri bermakna jumlah rintangan di jalan adalah hanya jumlah rintangan individu di atasnya.
Untuk masalah amalan, bayangkan siri litar dengan tiga rintangan: R1 = 2 Ω, R2 = 4 Ω dan R3 = 6 Ω. Kirakan jumlah rintangan dalam litar.
Ini hanyalah jumlah rintangan individu, jadi penyelesaiannya ialah:
begin {aligned} R_ {total} & = R_1 + R_2 + R_3 & = 2 ; Omega ; + 4 ; Omega ; +6 ; Omega & = 12 ; Omega end {aligned}Mengira rintangan bagi litar selari
Untuk litar selari, pengiraan Rjumlahnya agak rumit. Rumusannya ialah:
{1 above {2pt} R_ {total}} = {1 above {2pt} R_1} + {1 above {2pt} R_2} + {1 above {2pt} R_3}Ingat bahawa formula ini memberikan anda ketahanan rintangan (iaitu, dibahagikan dengan rintangan). Oleh itu, anda perlu membahagikan satu dengan jawapan untuk mendapatkan jumlah rintangan.
Bayangkan tiga resistor yang sama dari sebelumnya disusun secara selari. Jumlah rintangan akan diberikan oleh:
begin {aligned} {1 above {2pt} R_ {total}} & = {1 above {2pt} R_1} + {1 above {2pt} R_2} + {1 above {2pt} R_3} & = {1 above {2pt} 2 ; Ω} + {1 above {2pt} 4 ; Ω} + {1 above {2pt} 6 ; Ω} & = {6 above {2pt} 12 ; Ω} + {3 above {2pt} 12 ; Ω} + {2 above {2pt} 12 ; Ω} & = {11 above {2pt} 12Ω} & = 0.917 ; Ω ^ {- 1} end {aligned}Tetapi ini adalah 1 / Rjumlahnya, maka jawapannya ialah:
begin {aligned} R_ {total} & = {1 above {2pt} 0.917 ; Ω ^ {- 1}} & = 1.09 ; Omega end {aligned}Bagaimana Mengatasi Siri dan Siri Gabungan Selari
Anda boleh memecahkan semua litar ke dalam kombinasi siri dan litar selari. Cawangan litar selari mungkin mempunyai tiga komponen dalam siri, dan litar boleh terdiri daripada satu siri tiga selari, bahagian cawangan berturut-turut.
Penyelesaian masalah seperti ini hanya bermakna memecahkan litar ke bahagian-bahagian dan bekerja pada gilirannya. Pertimbangkan satu contoh mudah, di mana terdapat tiga cawangan pada litar selari, tetapi salah satu cawangan itu mempunyai siri tiga perintang yang dilampirkan.
Trik untuk menyelesaikan masalah ini adalah untuk menggabungkan penghitungan rintangan siri ke yang lebih besar untuk keseluruhan litar. Untuk litar selari, anda perlu menggunakan ungkapan:
{1 above {2pt} R_ {total}} = {1 above {2pt} R_1} + {1 above {2pt} R_2} + {1 above {2pt} R_3}Tetapi cawangan pertama, R1, sebenarnya dibuat daripada tiga resistor yang berbeza dalam siri. Oleh itu, jika anda memberi tumpuan kepada yang pertama, anda tahu bahawa:
R_1 = R_4 + R_5 + R_6Bayangkan itu R4 = 12 Ω, R5 = 5 Ω dan R6 = 3 Ω. Jumlah rintangan ialah:
begin {aligned} R_1 & = R_4 + R_5 + R_6 & = 12 ; Omega ; + 5 ; Omega ; + 3 ; Omega & = 20 ; Omega end {aligned}Dengan hasil ini untuk cawangan pertama, anda boleh pergi ke masalah utama. Dengan perintang tunggal pada setiap laluan yang tinggal, katakan itu R2 = 40 Ω dan R3 = 10 Ω. Anda kini boleh mengira:
begin {aligned} {1 above {2pt} R_ {total}} & = {1 above {2pt} R_1} + {1 above {2pt} R_2} + {1 above {2pt} R_3} & = {1 above {2pt} 20 ; Ω} + {1 above {2pt} 40 ; Ω} + {1 above {2pt} 10 ; Ω} & = {2 above {2pt} 40 ; Ω} + {1 above {2pt} 40 ; Ω} + {4 above {2pt} 40 ; Ω} & = {7 above {2pt} 40 ; Ω} & = 0.175 ; Ω ^ {- 1} end {aligned}Jadi itu bermakna:
begin {aligned} R_ {total} & = {1 above {2pt} 0.175 ; Ω ^ {- 1}} & = 5.7 ; Omega end {aligned}Pengiraan Lain
Rintangan lebih mudah dikira pada litar siri daripada litar selari, tetapi itu tidak selalu berlaku. Persamaan untuk kapasitansi (C) dalam siri dan litar selari pada dasarnya berfungsi dengan cara yang bertentangan. Untuk litar siri, anda mempunyai persamaan untuk kebolehan kapasitif, jadi anda mengira jumlah kapasitansi (Cjumlahnya) dengan:
{1 above {2pt} C_ {total}} = {1 above {2pt} C_1} + {1 above {2pt} C_2} + {1 above {2pt} C_3} + ....Dan kemudian anda perlu membahagi satu dengan hasil ini untuk mencari Cjumlahnya.
Untuk litar selari anda mempunyai persamaan yang lebih mudah:
C_ {total} = C_1 + C_2 + C_3 + ....Walau bagaimanapun, pendekatan asas untuk menyelesaikan masalah dengan siri vs litar selari adalah sama.