เนื้อหา
TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)
ในแผนภาพวงจรขนานด้านบนแรงดันตกสามารถพบได้โดยรวมความต้านทานของตัวต้านทานแต่ละตัวและพิจารณาค่าแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากกระแสในการกำหนดค่านี้ ตัวอย่างวงจรคู่ขนานเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงแนวคิดของกระแสและแรงดันไฟฟ้าข้ามสาขาที่แตกต่างกัน
ในแผนภาพวงจรขนาน แรงดันไฟฟ้า การข้ามตัวต้านทานในวงจรขนานนั้นจะเหมือนกันกับตัวต้านทานทั้งหมดในแต่ละสาขาของวงจรขนาน แรงดันไฟฟ้าที่แสดงเป็นโวลต์วัดแรงเคลื่อนไฟฟ้าหรือความต่างศักย์ที่เกิดจากวงจร
เมื่อคุณมีวงจรที่ทราบจำนวน ปัจจุบันการไหลของประจุไฟฟ้าคุณสามารถคำนวณแรงดันไฟฟ้าตกในแผนภาพวงจรคู่ขนานโดย:
วิธีการแก้สมการนี้ใช้งานได้เนื่องจากกระแสเข้าสู่จุดใด ๆ ในวงจรขนานควรเท่ากับการปล่อยกระแส สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจาก กฎหมายปัจจุบัน Kirchhoffsซึ่งระบุว่า "ผลรวมเชิงพีชคณิตของกระแสในเครือข่ายตัวนำที่พบ ณ จุดใดจุดหนึ่ง" เครื่องคิดเลขวงจรคู่ขนานจะใช้ประโยชน์จากกฎหมายนี้ในสาขาของวงจรคู่ขนาน
ถ้าเราเปรียบเทียบกระแสที่เข้ามาทั้งสามกิ่งของวงจรขนานมันควรจะเท่ากับกระแสรวมที่ออกจากกิ่ง เนื่องจากแรงดันตกคร่อมยังคงมีค่าคงที่ในแต่ละตัวต้านทานในแบบขนานแรงดันไฟฟ้าตกนี้คุณสามารถสรุปความต้านทานตัวต้านทานแต่ละตัวเพื่อรับค่าความต้านทานรวมและกำหนดค่าแรงดันไฟฟ้าจากค่านั้น ตัวอย่างวงจรแบบขนานแสดงสิ่งนี้
แรงดันตกในวงจรซีรีย์
••• Syed Hussain Atherในวงจรอนุกรมคุณสามารถคำนวณแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทานแต่ละตัวที่รู้ว่าในวงจรอนุกรมกระแสคงที่ตลอด นั่นหมายความว่าแรงดันไฟฟ้าตกแตกต่างกันในแต่ละตัวต้านทานและขึ้นอยู่กับความต้านทานตามกฎของโอห์ม V = IR. จากตัวอย่างด้านบนแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทานแต่ละตัวคือ
V1 = R1 x I = 3 Ω x 3 A = 9 V
V2 = R2 x I = 10 Ω x 3 A = 30 V
V3 = __ R3 x I = 5 Ω x 3 A = 15 V
ผลรวมของแรงดันไฟฟ้าแต่ละหยดควรเท่ากับแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ในวงจรอนุกรม ซึ่งหมายความว่าแบตเตอรี่ของเรามีแรงดันไฟฟ้าเท่ากับ 54 V.
วิธีการแก้สมการนี้ใช้งานได้เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงเข้าสู่ตัวต้านทานทั้งหมดที่จัดเรียงเป็นอนุกรมควรสรุปผลรวมถึงแรงดันไฟฟ้ารวมของวงจรอนุกรม สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจาก กฎหมายแรงดันไฟฟ้า Kirchhoffsซึ่งระบุว่า "ผลรวมการกำกับของความแตกต่างที่เป็นไปได้ (แรงดันไฟฟ้า) รอบ ๆ วงปิดใด ๆ เป็นศูนย์" นั่นหมายความว่า ณ จุดใดก็ตามในวงจรซีรีย์ปิดแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงในแต่ละตัวต้านทานควรรวมกับแรงดันรวมของวงจร เนื่องจากกระแสมีค่าคงที่ในวงจรอนุกรมแรงดันไฟฟ้าจะต้องแตกต่างกันในแต่ละตัวต้านทาน
วงจรขนานกับอนุกรม
ในวงจรขนานส่วนประกอบของวงจรทั้งหมดเชื่อมต่อระหว่างจุดเดียวกันบนวงจร สิ่งนี้ทำให้พวกเขามีโครงสร้างการแตกแขนงซึ่งกระแสแบ่งตัวระหว่างแต่ละสาขา แต่แรงดันไฟฟ้าตกข้ามแต่ละสาขายังคงเหมือนเดิม ผลรวมของตัวต้านทานแต่ละตัวจะให้ความต้านทานรวมตามค่าผกผันของความต้านทานแต่ละตัว (1 / Rรวม = 1 / R1 + 1 / R2 ... สำหรับตัวต้านทานแต่ละตัว)
ในวงจรอนุกรมตรงกันข้ามมีเพียงหนึ่งเส้นทางเท่านั้นที่กระแสจะไหล ซึ่งหมายความว่ากระแสไฟฟ้ายังคงที่ตลอดและแทนแรงดันไฟฟ้าตกแตกต่างกันในแต่ละตัวต้านทาน ผลรวมของตัวต้านทานแต่ละตัวจะให้ความต้านทานรวมเมื่อรวมเป็นเส้นตรง (Rรวม = R1 + R2 ... สำหรับตัวต้านทานแต่ละตัว)
วงจรแบบอนุกรม
คุณสามารถใช้กฎหมาย Kirchhoffs ทั้งสองแบบสำหรับจุดใด ๆ หรือลูปในวงจรใดก็ได้และนำไปใช้เพื่อกำหนดแรงดันและกระแส กฎหมาย Kirchhoffs ให้วิธีการในการกำหนดกระแสและแรงดันไฟฟ้าในสถานการณ์ที่ธรรมชาติของวงจรเป็นอนุกรมและขนานอาจไม่ตรงไปตรงมา
โดยทั่วไปสำหรับวงจรที่มีส่วนประกอบทั้งอนุกรมและขนานคุณสามารถรักษาแต่ละส่วนของวงจรเป็นอนุกรมหรือขนานและรวมเข้าด้วยกัน
วงจรอนุกรมขนานที่ซับซ้อนเหล่านี้สามารถแก้ไขได้มากกว่าหนึ่งวิธี การรักษาส่วนของพวกเขาเป็นแบบขนานหรืออนุกรมเป็นวิธีการหนึ่ง การใช้กฎหมาย Kirchhoffs เพื่อกำหนดแนวทางทั่วไปที่ใช้ระบบสมการเป็นอีกวิธีหนึ่ง เครื่องคิดเลขวงจรอนุกรมแบบขนานจะคำนึงถึงลักษณะที่แตกต่างของวงจร
ในตัวอย่างข้างต้นจุดที่เหลืออยู่ในปัจจุบัน A ควรเท่ากับจุดออกปัจจุบันซึ่งหมายความว่าคุณสามารถเขียน:
(1) ฉัน1 = ฉัน2 + ฉัน3 หรือ ผม1 - ผม2 - ผม3 = 0
หากคุณปฏิบัติต่อลูปด้านบนเหมือนวงจรซีรีย์ปิดและจัดการกับแรงดันตกคร่อมตัวต้านทานแต่ละตัวโดยใช้กฎโอห์มที่มีความต้านทานที่สอดคล้องกันคุณสามารถเขียน:
(2) V1 - ร1ผม1 - ร2ผม2 = 0
และทำแบบเดียวกันกับลูปด้านล่างคุณสามารถปฏิบัติต่อแรงดันไฟฟ้าแต่ละหยดในทิศทางของกระแสไฟฟ้าโดยขึ้นอยู่กับกระแสและความต้านทานต่อการเขียน:
(3) V1 + V__2 + R3ผม3 - ร2ผม2 = 0
นี่ให้สมการสามข้อที่สามารถแก้ไขได้หลายวิธี คุณสามารถเขียนสมการแต่ละอันใหม่ (1) - (3) เช่นแรงดันไฟฟ้าที่ด้านหนึ่งและกระแสและความต้านทานอยู่อีกด้านหนึ่ง ด้วยวิธีนี้คุณสามารถปฏิบัติต่อสมการทั้งสามได้โดยขึ้นอยู่กับตัวแปรสามตัว1, ผม2 และฉัน3มีสัมประสิทธิ์การรวมกันของ R1, ร.ต.2 และ R3.
(1) ฉัน1 + - ฉัน2+ - ผม3 = 0
(2) R1ผม1 + R2ผม2 + 0 x ฉัน3 = V1
(3) 0 x I1 + R2ผม2 - ร3ผม3 = V1 + V2
สมการทั้งสามนี้แสดงให้เห็นว่าแรงดันไฟฟ้าที่แต่ละจุดในวงจรขึ้นอยู่กับกระแสและความต้านทานในทางใดทางหนึ่ง หากคุณจำกฎหมายของ Kirchhoffs คุณสามารถสร้างวิธีการแก้ปัญหาทั่วไปเหล่านี้เพื่อแก้ไขปัญหาวงจรและใช้สัญกรณ์เมทริกซ์เพื่อแก้ปัญหาเหล่านั้น ด้วยวิธีนี้คุณสามารถเสียบค่าสำหรับสองปริมาณ (ระหว่างแรงดัน, กระแส, ความต้านทาน) เพื่อแก้หาค่าที่สาม