Падение напряжения на резисторе калькулятор: Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Калькулятор параметрического стабилизатора напряжения

Стабилизатор напряжения — это преобразователь электрического напряжения, предназначенный для поддержания уровня выходного напряжения в
заданных пределах.
В реальных схемах много факторов которые могут повлиять на изменение выходного напряжения: значение входного напряжения,
сопротивление нагрузки, температуры и другие внешние воздействия.
В качестве примера такого стабилизатора рассмотрим параметрический стабилизатор.
Основным элементом простого стабилизатора используется полупроводниковый стабилитрон, который работает в области электрического пробоя на
обратном участке вольтамперной характеристики.
Для правильной работы стабилитрон должен подключаться в обратном направлении.
При этом его ток подбирается таким образом, чтобы при изменении тока нагрузки, напряжение на ней не изменялось.
Наиболее важным параметром стабилитрона является напряжение стабилизации. Стабилитроны производят на напряжение от 3 до 400 В.
Оно зависит от толщины p-n перехода. При этом в зависимости от толщины перехода пробой бывает лавинным или туннельным.
Другие параметры стабилитронов:
номинальный ток I ном и пределы его изменения I стmin … Iстmax;
максимальная допустимая мощность рассеивания P доп = U ст × I стmax;
дифференциальное сопротивление на рабочем участке rd; температурный коэффициент напряжения (ТКН).
КПД параметрического стабилизатора, будет определяться отношением мощности,
отдаваемой в нагрузку к входной мощности и к сожалению эти значения не всегда велики.

Работа стабилизатора основана на свойстве стабилитрона в момент пробоя.
Напряжение на стабилитроне практически не изменяется на рабочем участке между точками А и B.

I_ст — ток через стабилитрон

I_н — ток нагрузки

R_н — сопротивление нагрузки

R₀ — балластный резистор (ограничительный, гасящий)

U_вых = U_ст

U_вх — входное напряжение

Основные дестабилизирующие факторы: изменение входного напряжения и изменение тока потребления.
В приведенной на рисунке схеме при постоянном входном напряжении ток I всегда будет стабильным.
Если нагрузка будет потреблять меньше тока, то его излишки уйдут в стабилитрон, т.е. I = Iст + Iн.
Отсюда важное замечание: максимальный ток нагрузки не может превышать максимальный ток стабилитрона.
Другой вариант дестабилизации — это изменение входного напряжения.
Изменение входного напряжения, изменяет ток через балластный резистор Ro и через стабилитрон.
Изменение тока через стабилитрон в диапазоне от Iстmin до Iстmax (от точки А до точки В) практически не приводит к изменению напряжения на стабилитроне,
а значит и нагрузке.
То есть, излишки входного напряжения гасятся балластным резистором.

Введите данные напряжений и силы тока для расчета

3-й шаг

Максимальный ток нагрузки не может превышать максимальный ток стабилитрона.

Рассчитанные результаты:

R₀
 = 

 Ом

Мощность
 = 

 Вт

Поиск стабилитрона на сайте

Найти на сайте

Поиск резистора на сайте:

Внимание! Производители объединяют резисторы в серии или ряды: E6, E12, E24…

Для подбора компонента будет использована серия E24.

Найти на сайте

Обнаружили ошибку или неточность в работе калькулятора? Сообщите нам об этом.
Соблюдайте технику безопасности во время работы с электронными компонентами!

Правильный расчет резистора для светодиода (онлайн калькулятор)

Светодиод является полупроводниковым прибором с нелинейной вольт-амперная характеристикой (ВАХ). Его стабильная работа, в первую очередь, зависит от величины, протекающего через него тока. Любая, даже незначительная, перегрузка приводит к деградации светодиодного чипа и снижению его рабочего ресурса.

Чтобы ограничить ток, протекающий через светодиод на нужном уровне, электрическую цепь необходимо дополнить стабилизатором. Простейшим, ограничивающим ток элементом, является резистор.

Важно! Резистор ограничивает, но не стабилизирует ток.

Расчет резистора для светодиода не является сложной задачей и производится по простой школьной формуле. А вот с физическими процессами, протекающими в p-n-переходе светодиода, рекомендуется познакомиться ближе.

Теория

Математический расчет

Ниже представлена принципиальная электрическая схема в самом простом варианте.

В ней светодиод и резистор образуют последовательный контур, по которому протекает одинаковый ток (I). Питается схема от источника ЭДС напряжением (U). В рабочем режиме на элементах цепи происходит падение напряжения: на резисторе (UR) и на светодиоде (ULED). Используя второе правило Кирхгофа, получается следующее равенство: или его интерпретация

В приведенных формулах R – это сопротивление рассчитываемого резистора (Ом), RLED – дифференциальное сопротивление светодиода (Ом), U – напряжения (В).

Значение RLED меняется при изменении условий работы полупроводникового прибора. В данном случае переменными величинами являются ток и напряжение, от соотношения которых зависит величина сопротивления. Наглядным объяснением сказанного служит ВАХ светодиода.

На начальном участке характеристики (примерно до 2 вольт) происходит плавное нарастание тока, в результате чего RLED имеет большое значение. Затем p-n-переход открывается, что сопровождается резким увеличением тока при незначительном росте прикладываемого напряжения.

Путём несложного преобразования первых двух формул можно определить сопротивление токоограничивающего резистора:

ULED является паспортной величиной для каждого отдельного типа светодиодов.

Графический расчет

Имея на руках ВАХ исследуемого светодиода, можно рассчитать резистор графическим способом. Конечно, такой способ не имеет широкого практического применения. Ведь зная ток нагрузки, из графика можно легко вычислить величину прямого напряжения. Для этого достаточно с оси ординат (I) провести прямую линию до пересечения с кривой, а затем опустить линию на ось абсцисс (ULED). В итоге все данные для расчета сопротивления получены.

Тем не менее, вариант с использованием графика уникален и заслуживает определенного внимания.

Рассчитаем резистор для светодиода АЛ307 с номинальным током 20 мА, который необходимо подключить к источнику питания 5 В. Для этого из точки 20 мА проводим прямую линию до пересечения с кривой LED. Далее через точку 5 В и точку на графике проводим линию до пересечения с осью ординат и получаем максимальное значение тока (Imax), примерно равное 50 мА. Используя закон Ома, рассчитываем сопротивление:

Чтобы схема была безопасной и надёжной нужно исключить перегрев резистора. Для этого следует найти его мощность рассеивания по формуле:

Математический расчет.

Для подбора сопротивления придется вспомнить школьный курс физики.

На рисунке представлена простая последовательная электрическая схема соединения резистора и диода. На схеме применены следующие обозначения:

• U – входное напряжение блока питания;
• R – резистор с падением напряжения UR;
• LED – светодиод с падением напряжения ULED (паспортное значение) и дифференциальным сопротивлением RLED;

Поскольку элементы соединены последовательно, то сила тока I в них одинакова.

По второму закону Кирхгофа:

U = UR + ULED. (1)

Одновременно используем закон Ома:

U=I*R. (2)

Подставим формулу (2) в формулу (1) и получим:

U = I*R + I*RLED. (3)

Путем простых математических преобразований из формул (1) и (3) найдем искомое сопротивление резистора R:

R = (U — ULED) / I. (4)

Для более точного подбора можно рассчитать мощность рассеивания резистора Р.

Р = U*I. (5)

Примем напряжение блока питания U = 10 В.

Характеристики диода: ULED = 2В, I = 40 мА = 0,04A.

Подставим нужные цифры в формулу (4), получим: R = (10 — 2) / 0,04 = 200 (Ом).

Стоит учесть, что если полученной величины нет в стандартном ряду сопротивлений, то следует выбирать более высокоомный элемент.

Мощность рассеивания (5): составит Р = (10 – 2) * 0,04 = 0,32 (Вт).

В каких случаях допускается подключение светодиода через резистор?

Подключать светодиод через резистор можно, если вопрос эффективности схемы не является первостепенным. Например, использование светодиода в роли индикатора для подсветки выключателя или указателя сетевого напряжения в электроприборах. В подобных устройствах яркость не важна, а мощность потребления не превышает 0,1 Вт. Подключая светодиод с потреблением более 1 Вт, нужно быть уверенным в том, что блок питания выдаёт стабилизированное напряжение.

Если входное напряжение схемы не стабилизировано, то все помехи и скачки будут передаваться в нагрузку, нарушая работу светодиода. Ярким примером служит автомобильная электрическая сеть, в которой напряжение на аккумуляторе только теоретически составляет 12 В. В самом простом случае делать светодиодную подсветку в машине следует через линейный стабилизатор из серии LM78XX. А чтобы хоть как-то повысить КПД схемы, включать нужно по 3 светодиода последовательно. Также схема питания через резистор востребована в лабораторных целях для тестирования новых моделей светодиодов. В остальных случаях рекомендуется использовать стабилизатор тока (драйвер). Особенно тогда, когда стоимость излучающего диода соизмерима со стоимостью драйвера. Вы получаете готовое устройство с известными параметрами, которое остаётся лишь правильно подключить.

Расчет мощности рассеивания

Условные обозначения резисторов на схемах
В любом из вариантов при выборе электрического сопротивления цепи следует устанавливать несколько меньший ток, чтобы продлить срок службы светодиода. Чтобы предотвратить повреждение нагревом, изделие применяют в рекомендованном температурном диапазоне. Для Epistar 1W HP – от -40°C до +80°C. При необходимости – применяют монтаж на специализированном радиаторе «звезда». Это дополнение увеличивает эффективную площадь рассеивания тепла.

Для точного подбора оценивают рассеиваемую мощность резистора: P = I2 * R = (0,35)2 * 7,57 = 0,1225 * 7,57 ≈0,93 Вт. Запас по этому параметру делают не менее 20-25%. Номинала 1 Вт недостаточно, поэтому выбирают следующий номинал в стандартном ряду – 2Вт.

Экономичность собранной схемы проверяют отношением Uc/Uи = 2,35/5 = 0,47 (47%). Итоговый результат показывает, что более половины электроэнергии в данном случае используется впустую. На самом деле показатель еще хуже, так как не вся мощность потребления расходуется светодиодом на излучение в видимой части спектра. Значительная часть – электромагнитные волны ИК диапазона.

Примеры расчетов сопротивления и мощности резистора

Чтобы помочь новичкам сориентироваться, приведем пару практических примеров расчета сопротивления для светодиодов.

Cree XM–L T6

В первом случае проведем вычисление резистора, необходимого для подключения мощного светодиода Cree XM–L к источнику напряжения 5 В. Cree XM–L с бином T6 имеет такие параметры: типовое ULED = 2,9 В и максимальное ULED = 3,5 В при токе ILED=0,7 А. В расчёты следует подставлять типовое значение ULED, так как. оно чаще всего соответствует действительности. Рассчитанный номинал резистора присутствует в ряду Е24 и имеет допуск в 5%. Однако на практике часто приходится округлять полученные результаты к ближайшему значению из стандартного ряда. Получается, что с учетом округления и допуска в 5% реальное сопротивление изменяется и вслед за ним обратно пропорционально меняется ток. Поэтому, чтобы не превысить рабочий ток нагрузки, необходимо расчётное сопротивление округлять в сторону увеличения.
Используя наиболее распространённые резисторы из ряда Е24, не всегда удаётся подобрать нужный номинал. Решить эту проблему можно двумя способами. Первый подразумевает последовательное включение добавочного токоограничительного сопротивления, который должен компенсировать недостающие Омы. Его подбор должен сопровождаться контрольными измерениями тока.

Второй способ обеспечивает более высокую точность, так как предполагает установку прецизионного резистора. Это такой элемент, сопротивление которого не зависит от температуры и прочих внешних факторов и имеет отклонение не более 1% (ряд Е96). В любом случае лучше оставить реальный ток немного меньше от номинала. Это не сильно повлияет на яркость, зато обеспечит кристаллу щадящий режим работы.

Мощность, рассеиваемая резистором, составит:

Рассчитанную мощность резистора для светодиода обязательно следует увеличить на 20–30%.

Вычислим КПД собранного светильника:

Пример с LED SMD 5050

По аналогии с первым примером разберемся, какой нужен резистор для SMD светодиода 5050. Здесь нужно учесть конструкционные особенности светодиода, который состоит из трёх независимых кристаллов.
Если LED SMD 5050 одноцветный, то прямое напряжение в открытом состоянии на каждом кристалле будет отличаться не более, чем на 0,1 В. Значит, светодиод можно запитать от одного резистора, объединив 3 анода в одну группу, а три катода – в другую. Подберем резистор для подключения белого SMD 5050 с параметрами: типовое ULED=3,3 В при токе одного чипа ILED=0,02 А.

Ближайшее стандартное значение – 30 Ом.

Принимаем к монтажу ограничительный резистор мощностью 0,25 Вт и сопротивлением в 30 Ом ±5%.

У RGB светодиода SMD 5050 различное прямое напряжение каждого кристалла. Поэтому управлять красным, зелёным и синим цветом, придётся тремя резисторами разного номинала.

Применение токоограничивающего резистора для светодиода

Резистор применяют для ограничения силы тока
Для декоративного украшения, обеспечения хорошей видимости в затемненном коридоре и решения других практических задач используют светодиоды. Они намного экономичнее по сравнению с классическими лампами накаливания. Высокая прочность предотвращает заражение окружающей среды вредными химическими соединениями, что не исключено после повреждения колбы газоразрядного источника света.

С учетом односторонней проводимости полупроводникового перехода понятна необходимость подключения светодиода к аккумуляторной батарее, другому источнику питания постоянного тока. Напряжение стандартной бытовой сети выпрямляют, снижают до номинального уровня. Резистором ограничивают силу тока.

Онлайн-калькулятор

Представленный ниже онлайн калькулятор для светодиодов – это удобное дополнение, которое произведет все расчеты самостоятельно. С его помощью не придётся ничего рисовать и вычислять вручную. Всё что нужно – это ввести два главных параметра светодиода, указать их количество и напряжение источника питания. Одним кликом мышки программа самостоятельно произведёт расчет сопротивления резистора, подберёт его номинал из стандартного ряда и укажет цветовую маркировку. Кроме этого, программа предложит уже готовую схему включения.

Дополняя вышесказанное стоит отметить, что если прямое напряжение светодиода значительно ниже напряжения питания, то схемы включения через резистор малоэффективны. Вся лишняя энергия впустую рассеивается резистором, существенно занижая КПД устройства.

Расчет резисторов при параллельно – последовательном соединении светодиодов

Часто на практике нам нужно подключить к источнику питания большое количество светодиодов, несколько десятков. Если все светодиоды подключить последовательно через один резистор, то в таком случае напряжения на источнике питания нам не хватит. Решением данной проблемы является параллельно-последовательное соединение светодиодов, как это показано на рис. 3.

Исходя из напряжения источника питания, определяется максимальное количество светодиодов, которые можно соединить последовательно.

Рис.3 – Схема подключения светодиодов при параллельно — последовательном соединении

Например у нас имеется источник питания 12 В, исходя из напряжения источника питания максимальное количество светодиодов для одной цепи будет равно: 10В/2В = 5 шт, учитывая что на светодиоде (красного цвета) падение напряжения — 2 В.

Почему 10 В, а не 12 В мы взяли, связано это с тем, что на резисторе также будет падение напряжения и мы должны оставить, где то 2 В.

Сопротивление резистора для одной цепи, исходя из рабочего тока светодиодов определяется по формуле:

R = (Uн.п – Uд1 + Uд2 + Uд3+ Uд4+ Uд5)/Iд = (12В — 2В + 2В + 2В + 2В + 2В)/0,02А = 100 Ом.

Выбираем ближайшее сопротивление из номинального ряда Е24 в сторону увеличения — 110 Ом.

Количество таких цепочек из пяти светодиодов параллельно соединенных практически не ограничено!

OHM Законодательный калькулятор

, созданный Mateusz Muda и Julia żuławińska

, рассмотренная Bogna Szyk и Jack Bowater

Последнее обновление: 27 июля 2022

СОДЕРЖА уравнение мощности?

Наш калькулятор закона Ома представляет собой небольшой удобный инструмент, который поможет вам найти соотношение между напряжением, током и сопротивлением на данном проводнике. Формула закона Ома и формула напряжения в основном используются в электротехнике и электронике. Кроме того, если вы знаете, как рассчитать мощность, это может оказаться очень полезным при изучении электронных схем. Все эти расчеты вы можете сделать с помощью нашего калькулятора сопротивления.

В остальной части статьи вы найдете:

• Формула закона Ома;
• Как использовать формулу напряжения;
• Что такое уравнение для мощности;
• Как рассчитать мощность; и
• Закон Ома для анизотропных материалов.

Предпочитаете смотреть, а не читать? Посмотрите наш видеоурок о резисторах и законе Ома здесь:

Формула закона Ома

Закон Ома является одним из основных законов физики. Он описывает взаимосвязь между напряжением, силой тока (также называемой током) и сопротивлением. Напряжение относится к разности потенциалов между двумя точками в электрическом поле. Сила тока связана с потоком носителей электрического заряда, обычно электронов или атомов с дефицитом электронов. Последний термин, сопротивление, представляет собой противодействие вещества протеканию электрического тока.

Закон Ома гласит, что ток течет по проводнику со скоростью, пропорциональной напряжению между концами этого проводника. Другими словами, соотношение между напряжением и током является постоянным:

I/V = const

Формулу закона Ома можно использовать для расчета сопротивления как отношения напряжения и тока. Это можно записать как:

R = V/I

Где:

• R — сопротивление
• В — напряжение
• Я — Текущий

Сопротивление выражается в омах. И единица, и правило названы в честь Георга Ома — физика и изобретателя закона Ома.

Помните, что формула закона Ома относится только к веществам, способным индуцировать энергию. таких как металлы и керамика. Однако есть много других материалов, для которых нельзя использовать формулу закона Ома, например полупроводники и изоляторы. Закон Ома также действует только при определенных условиях, например, при фиксированной температуре. Для получения подробной информации о токе, протекающем через проводник в цепи переменного тока, ознакомьтесь с нашим калькулятором глубины скин-слоя.

Ищете практическое применение закона Ома? Обязательно ознакомьтесь с калькулятором светодиодных резисторов!

Формула напряжения

Формула напряжения является одним из трех математических уравнений, связанных с законом Ома. Это формула, представленная в предыдущем абзаце, но переписанная так, чтобы вы могли рассчитать напряжение на основе тока и сопротивления, то есть формула напряжения представляет собой произведение тока и сопротивления. Уравнение:

В = IR

Это значение измеряется в вольтах.

Какое уравнение для мощности?

Другим значением, которое можно рассчитать на основе закона Ома, является мощность. Мощность является произведением напряжения и тока, поэтому уравнение выглядит следующим образом:

P = V x I

С помощью этой формулы можно рассчитать, например, мощность лампочки. Если вы знаете, что напряжение батареи составляет 18 В , а ток равен 6 А , вы можете определить, что мощность будет равна 108 при следующем расчете:

P = 6A x 18V = 108 Вт

Как рассчитать мощность?

Если вы все еще не знаете, как рассчитать мощность по приведенным формулам, или просто хотите сэкономить свое время, вы можете воспользоваться нашим калькулятором закона Ома. Структура этого инструмента не слишком сложна, просто введите любые два из четырех значений, чтобы получить два других. Калькулятор закона Ома основан на формуле мощности вместе с формулой закона Ома. Все, что вам нужно сделать, чтобы получить значение мощности, это ввести:

1. Напряжение (выраженное в вольтах)
2. Ток (выраженный в амперах)

Калькулятор закона Ома даст вам два значения — сопротивление, выраженное в омах, и мощность, выраженную в ваттах. Если вам нужен этот результат в других единицах, вы можете использовать наш калькулятор преобразования ватт в ампер.

Закон Ома для анизотропных материалов

Существует еще одна версия закона Ома, в которой используется положение электрических свойств внутри проводника. Некоторые предпочитают ее предыдущей формуле из-за ее объемного вида. Токопроводящие материалы подчиняются закону Ома, когда удельное сопротивление материалов не зависит от величины и направления приложенного электрического поля.

Вы можете найти следующую формулу, если вы нажмете кнопку Расширенный режим :

ρ = E / J , где

• ρ — удельное сопротивление проводящего материала.

• E — вектор электрического поля.

• Дж — вектор плотности тока.

Что касается изотропных материалов, лучше использовать первую формулу, так как она намного проще. Изотропные материалы — это материалы с одинаковыми электрическими свойствами во всех направлениях, например металлы и стекло. Эта формула может пригодиться, когда вы работаете с анизотропными материалами, такими как дерево или графит.

Часто задаваемые вопросы

Что утверждает закон Ома?

Закон Ома устанавливает связь между током, протекающим по проводнику, и разностью потенциалов, приложенной к его концам. В нем указано, что ток прямо пропорционален разности потенциалов .

Применяется ли закон Ома к полупроводникам?

№ , Закон Ома не применяется к полупроводникам. Согласно закону Ома, зависимость между током и приложенным напряжением (также известная как вольт-амперная характеристика) является линейной. Однако ВАХ полупроводника нелинейна.

Как рассчитать сопротивление по закону Ома?

Чтобы рассчитать сопротивление по закону Ома, следуйте приведенным инструкциям:

1. Измерьте падение напряжения на резисторе с помощью вольтметра.

2. Определите ток через резистор с помощью амперметра.

3. Разделите падение напряжения на ток .

4. Поздравляем! Вы рассчитали сопротивление по закону Ома.

Как рассчитать падение напряжения по закону Ома?

Чтобы рассчитать падение напряжения на резисторе по закону Ома, выполните следующие действия:

1. Узнайте сопротивление резистора.

2. Измерьте ток через резистор с помощью амперметра.

3. Умножьте ток на сопротивление , чтобы получить падение напряжения по закону Ома.

Матеуш Муха и Юлия Жулавиньская

Напряжение (В)

Ток (I)

Сопротивление (R)

Мощность (P)

Проверить 85 подобных частиц в электромагнетическом поле 900AC 903 9003 9003 мощность прерывателя… 82 more

Подробные факты – Lambda Geeks

В этой статье объясняется, что такое падение напряжения и как рассчитать падение напряжения в последовательной цепи. Всякий раз, когда напряжение встречает какой-либо резистивный элемент в цепи, значение уменьшается или «падает».

В последовательной цепи имеется несколько сопротивлений или импедансов. Каждый раз, когда через них проходит ток, напряжение уменьшается. Итак, нам нужно знать значение определенного сопротивления и тока, проходящего через него, чтобы вычислить падение напряжения на нем. Падение напряжения — это ток, умноженный на сопротивление.

Что такое падение напряжения?

Предположим, мы соединяем батарею с резистором через провод. Электроны имеют тенденцию течь от отрицательной стороны батареи к положительной. Это похоже на электрический заряд, идущий от положительного к отрицательному выводу.

Когда одна единица заряда сталкивается с резистором, он на некоторое время останавливается. Когда он проходит резистор, приходит другая единица заряда и останавливается. В любой момент времени заряд на конце резистора меньше, чем заряд на начале резистора. Это явление создает «падение потенциала или напряжения».

Подробнее…..Постоянно ли напряжение в последовательной цепи: полная информация и часто задаваемые вопросы

Как рассчитать общее падение напряжения в последовательной цепи?

Полное падение напряжения в последовательной цепи представляет собой сумму всех отдельных падений напряжения, вызванных параметрами импеданса. Кроме того, сумма равна общему напряжению, подаваемому на цепь, или напряжению до любого «падения».

Рассмотрим явления с помощью схемы. В схеме ниже есть два резистора, R ₁ на 100 Ом и R ₂ на 200 Ом, подключенные к источнику питания V 30 вольт. Текущий [латекс] i = \frac {V} {R_{1} + R_{2}} = \frac {30} {100+200} = 0,1 \; [/латекс]. Поэтому падение напряжения на R ₁ [Латекс] = i \times R_{1} = 0,1 \times 100 = 10 \; V [/Latex] и через R2 [Latex] = i \times R_{2} = 0,1 \times 200 = 20 \; В[/латекс].

Как рассчитать падение напряжения в последовательной цепи переменного тока?

Цепи переменного или переменного тока представляют собой электрические цепи с напряжением питания переменного тока. Последовательная цепь переменного тока состоит из любой комбинации резистора, катушки индуктивности и конденсатора, соединенных последовательно.

Точно так же, как и при постоянном токе, мы можем вычислить полное сопротивление последовательной цепи переменного тока, складывая их. Аналогичным образом можно найти и падение напряжения. Падение напряжения на любом элементе последовательной цепи переменного тока равно V = iZ, где Z — полное сопротивление цепи, а i — полный ток, протекающий через нее.

«Файл: AC Source-R-C.svg» от Pierre5018 лицензируется в соответствии с CC BY-SA 4.0

Подробнее о…..Как рассчитать напряжение в последовательной цепи: подробные факты

Падение напряжения в серии RLC цепь:

Цепь RLC является частным случаем цепей переменного тока. Цепь RLC состоит из резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности, соединенных последовательно. Давайте разберемся с падением напряжения в последовательной цепи RLC на примере.

Схема состоит из трех компонентов, изображенных ниже: резистор ом, индуктор L Генри и конденсатор C фарад. Ранее мы знали, что падение напряжения на любом из них = импеданс × ток. Итак,

Падение напряжения на резисторе = iR, индуктивности = iXL и конденсаторе = iXC, где XL = 2πfL и XC = 1/2πfC

Q1. Три резистора соединены последовательно со значениями R ₁ = 4 Ом, R ₂ = 5 Ом и R ₃ = 6 Ом. Цепь соединена с источником питания 15 В. Найдите падение напряжения на резисторах.

Для расчета падения потенциала на R ₁ , R ₂ и R ₃ нам сначала нужно получить ток в цепи. Мы знаем, [Latex] current = \frac {net \; напряжение} {эквивалентное \; сопротивление} [/Latex]

Эквивалентное сопротивление [Latex] R_{eq} = R_{1} + R_{2} + R_{3} = 4 + 5 + 6 = 15 \; \Omega [/Latex]

Следовательно, общий ток [Latex] = \frac { 15 \: V} {15 \: \Omega } = 1\: A [/Latex]

Теперь мы можем использовать закон Ома ( V = IR) для каждого резистора и найти падения напряжения на них.

Итак, [Латекс] V_{1} = I \times R_{1} = 1 \times 4 = 4 \; V [/Latex] , 

[Latex] V_{2} = I \times R_{2} = 1 \times 5 = 5 \; V [/Latex]

[Latex] V_{3} = I \times R_{3} = 1 \times 6 = 6 \; V[/Latex]

Q2. Для приведенной ниже схемы падение напряжения на резисторе 6 Ом составляет 12 В. Найдите другие падения напряжения и рассчитайте общее падение напряжения или напряжение питания.

Мы знаем, что падение напряжения на любом резисторе в последовательной цепи = сопротивление × общий ток

Если в цепи протекает ток i, падение напряжения на резисторе 6 Ом равно 6i.

6i = 12 или i = 2 ампера

Следовательно, падение напряжения на резисторе 2 Ом = 2 x 2 = 4 В

Падение напряжения на резисторе 4 Ом = 2 x 4 = 8 В

Таким образом, чистое напряжение падение напряжения питания = (12 + 4 + 8) = 24 В

Q3. На изображении ниже показана цепь серии RLC со следующими компонентами: Источник питания переменного тока 120 В, 50 Гц , Резистор 100 Ом , Конденсатор 20 мкФ , Катушка индуктивности 420 мГн.