电阻网络的潜在差异

潜在的差异定义

考虑一个在均匀电场中将电荷从a移动到B的任务。让这个运动与电场方向相反。一个外力会对这个电荷做一些功,这个功会把势能改变到一个更高的值。所做的功等于势能的变化量。这种势能的变化会导致a点和b点之间的电位差。这种电位差叫做电位差,它的单位是伏特(V)。

电位差异由ΔV表示,被定义为两个点之间的电位或电压的差异。
如果VA是A和VB的电位是B的电位,那么从潜在差异的定义,

∆vba = vb - va

例如,考虑下面的电阻R1。

施加在电阻器的一端(点A)的电位为8 V,电阻器的其他端部(点B)为5V。

两点A和B之间的电位差是

vab = 8 - 5 = 3 V.

这也称为电阻器中的潜力。

电流以电荷的形式在电路中流动,而电势则不流动或移动。两点之间施加电位差。

两点之间的潜在差异为伏特。Volt被定义为1欧姆(Ω)电阻的电位液滴,其中1个电流流过它。

因此

1伏= 1安培×1欧姆

V = I × r

根据欧姆定律,在一个线性电路中流动的电流与电路之间的电位差成正比。因此,如果施加在电路上的电位差更大,那么在电路中流动的电流就更大。

例如,如果1Ω电阻的一侧处于8V的电位,另一侧为2V,则电阻器上的电位差为5 V.电阻流入电流

i = v / r = 5v /1Ω= 5放大器。

现在对于相同的1Ω电阻,如果在一端施加的电位从8V到12V升高,另一端将其从2V到4 V升起。然后电阻器上的电位差异现在为8 V。这种情况下电阻流入电阻的电流为8安培。

I = V/R= 8V/1 Ω = 8安培。

通常在电路中,较低的电位是地球或地面。该值通常被认为是0V。因此,电位差等于施加的电压。地球被认为是电路中的共同点。作为电路中的通用点的地球或地面的这一参考可用于易于理解电路。电位差也称为电压。

添加串联连接的电压以在电路中提供总电压。这可以在串联连接中的电阻中观察到这一点。如果v1,v2和v3串联连接,那么总电压VT由

V.T.= v1 + v2 + v3。

元件并联时,它们之间的电压相等。这可以观察到电阻在并行教程。

V.T.= v1 = v2 = v3。

潜在的差异例子

  1. 如果在电池的端子之间转移1500焦耳的潜在能量以在电池端子之间移动125库仑,则电位差是

ΔE= 1500 j

q = 125 c

电位差v =ΔE/ c

V = 1500 / 125 = 12j /库仑= 12v

2.考虑一个电阻为10的电阻Ω。让电阻器的一端接到15v的电势。让电阻器的另一端连接到5v的电压。通过电阻器的电流可以按下面的方法计算。

电阻器的两个端子分别在两个不同的电位I.e.15 V和5 V.让两个终端是A和B.因此A处于VA = 15V的电压,并且B处的电压是VB = 5V。然后A和B之间的电位差是电阻器两端的电压。

VAB = VA - VB = 15 - 5 = 10 V.

然后通过电阻器的电流可以用欧姆定律计算

I = VAB / R = 10 / 10 = 1安培

分压器电路

串联连接的电阻用于产生分压器电路。分压器是线性电路,其输出电压是输入电压的一小部分。

一个简单的分压电路与两个电阻如下所示。

每个电阻串联连接的电位取决于电阻的值。分压器的原理是产生一个电压,该电压是输入电压的一部分。

下面的电路用于显示多个输出电压的分压器原理。

这里,电阻器R1,R2,R3和R4串联连接。每个电阻器两端的输出电压都是公共点P.让串联电阻的等效电阻是RT。然后r.T.= R1 + R2 + R3 + R4。

让每个电阻的潜在差异为vR1., VR2., VR3.和VR4.分别为R1、R2、R3和R4。然后上述电路可以产生4种不同的电压,是电源电压V的分数。

分压器公式

典型分压器电路中的输出电压的值如下计算。

这里VIN是电源电压。我是电路中的电流,流过电阻。

设VR1是电阻R1上的压降,VR2是电阻R2上的压降。那么这些单个电压降的总和等于整个电路的总电压,也就是电源电压Vin。

Vin = VR1 + VR2 - - - 1

可以从欧姆法律计算各个电阻上的各个电压下降的方程。

VR1 = I×R1 - - - 2

VR2 = I × R2 - - - 3

但是电阻R2上的电压是VOUT。

因此VOUT = I × R2 - - - 4

因此,从方程1 2和3

(1) = I × R1 + I × R2 = I × (R1 + R2

而以输出电压表示的电流I的值可以用公式4表示。

我= vout / r2 - - - 6

用方程5和6

VOUT = Vin × (R2 / R1 + R2)

因此Vout = Vin×R2 /(R1 + R2)

在具有多个输出的分压器电路的情况下,可以使用以下公式计算输出电压。

vx = v×(rx / req)

其中Vx是要找到的电压。

RX是通过输出电压的总电阻。

RX的可能值为

R1在P和P1之间

P和P2之间的R1 + R2

R1 + R2 + R3在P和P3之间

P和P4之间的R1 + R2 + R3 + R4。

R.eq.是串联电阻的等效电阻。

R.eq.= R1 + R2 + R3 + R4

V为电源电压。

因此,可能的输出电压是

V1 = v×R1 / R.eq.

v2 = v×(r1 + r2)/ req.

V3 = v × (r1 + r2 + r3) / req.

V4 = V×(R1 + R2 + R3 + R4)/ req.= V

分压器的例子

考虑以下分压器电路。

它由三个电阻串联而成,产生两个输出电压。电源电压为240v。

电阻的取值为R1 = 10 Ω, R2 = 20 Ω, R3 = 30 Ω。

因此,电路的等效电阻为

R.eq.= r1 + r2 + r3 = 10 + 20 + 30 = 60 Ω。

现在两种可能的输出电压可以计算如下

V.OUT1.= v × (r2 + r3) / req

V.OUT1.= 240×(20 + 30)/ 60

V.OUT1.= 200 V.

V.OUT2.= v× r3 / req

V.OUT2.= 240×30/60

V.OUT2.= 120 V.

电路中的电流是

我= v / req.= 240 / 60 = 4安培

因此,每个电阻器上的单个压降可以如下计算

V.R1.= I×R1 = 4×10 = 40 V.

V.R2.= I×R2 = 4×20 = 80 V.

V.R3.= I × r3 = 4 ×30 = 120 v。

分压器电路的应用

电阻串联形成分压器电路。分压器原理是电位器结构的基础,电位器作为一个简单的电压调节器。

分压电路用于传感电路中。分压器电路中最常用的传感器是热敏电阻和光相关电阻。

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