Lihtsaim viis jadalülituse kujutamiseks on elementide ahel. Elemendid lisatakse järjestikku ja samal real. On ainult üks tee, kus elektronid ja laengud saavad voolata. Kui teil on põhiidee selle kohta, mida seeriaahela ühendus hõlmab, saate teada, kuidas koguvoolu arvutada.
1
Tehke end kurssi sellega, mis on vool. Vool on elektriliselt laetud kandjate nagu elektronide voog või laengu voog ajaühikus. Aga mis on laeng ja mis elektron? Elektron on negatiivselt laetud osake. Laeng on aine omadus, mida kasutatakse positiivse või negatiivse laengu määramiseks. Nagu magnetid, tõrjuvad samasugused laengud ja tõmbuvad vastandid. Seda saame illustreerida vee abil. Vesi koosneb molekulist H2O – mis tähistab omavahel seotud 2 vesinikuaatomit ja 1 hapnikuaatomit. Teame, et hapniku- ja vesinikuaatomid moodustavad molekuli H2O. Voolav veekogu koosneb miljonitest ja miljonitest sellest molekulist. Võime võrrelda voolavat veekogu vooluga; molekul elektroniks; ja aatomite laeng.
2
Saage aru, millele pinge viitab. Pinge on “jõud”, mis juhib voolu voolama. Pinge parimaks illustreerimiseks kasutame näitena akut. Aku sees toimub rida keemilisi reaktsioone, mis tekitavad elektronide kogunemise aku positiivses klemmis. aku.Kui nüüd ühendame meediumi (nt juhtme) aku positiivsest klemmist aku negatiivse klemmiga, liigub elektronide kogunemine nüüd üksteisest eemale, sest nagu me ütlesime, tõrjuvad sarnased laengud. laengu jäävuse seaduse kohaselt, mis ütleb, et isoleeritud süsteemi netolaeng peaks jääma konstantseks, püüavad elektronid laenguid tasakaalustada, liikudes elektronide kõrgema kontsentratsiooni juurest madalama elektronide kontsentratsiooni poole või positiivsest otsast negatiivsele. See liikumine põhjustab potentsiaalsete erinevuste igas terminalis, mida saame nüüd nimetada pingeks.
3
Tea, mis on vastupanu. Vastupidavus seevastu on teatud elementide vastandus laenguvoolule. Takistid on olulise takistusega elemendid. Need on paigutatud vooluringi teatud osadesse, et reguleerida laengu või elektronide voogu. Kui takistid puuduvad, siis elektronid ei ole reguleeritud, võib seade saada liiga palju laengut ja see võib ülelaadimise tõttu kahjustuda või põhjustada tulekahju.
4
Leidke vooluringi kogutakistus. Kujutage ette kõrt, millest jood. Pigistage seda mitu korda. Mida sa märkad? Vee voolamine väheneb. Need pigistamised on takistid. Nad blokeerivad vee, mis on vool. Kuna pigistamised on sirgjoonelised, on need järjestikku. Sellest näitest lähtudes on seerias olevate takistite kogutakistus: R(kokku) = R1 + R2 + R3.
5
Määrake takisti kogupinge. Enamasti on kogupinge hõlpsasti välja toodud, kuid üksikute pingete korral võime kasutada võrrandit: V(kokku) = V1 + V2 + V3. Aga miks see nii on? Kui kasutada uuesti kõrre analoogiat, siis pärast kõrre näppimist, mida sa ootad? Peate rohkem pingutama, et vesi kõrrest läbi saada. Kogu pingutus, mida teete, tuleneb individuaalsest jõust, mida üksikud pigistad vajavad. “Jõud”, mida vajate, on pinge, sest see juhib vee või voolu voolu. Seetõttu on loogiline, et kogupinge on mis saadakse iga takisti üksikute pingete liitmisel.
6
Arvutage süsteemi koguvool. Kui kasutate uuesti põhuanalüüsi, kas saadud vee kogus muutus isegi näpunäidete korral? Ei. Kuigi vee saamise kiirus muutub, on joogivee kogus fikseeritud. Ja kui vaadata lähemalt siseneva ja väljuva vee kogust, on pigistamised samad, kuna vesi voolab kindla kiirusega, seega võime öelda, et:I1 = I2 = I3 = I(kokku)
7
Pidage meeles Ohmi seadust. Kuid see ei lõpe sellega! Pidage meeles, et meil pole neid andmeid, seega saame kasutada Ohmi seadust, mis seostab pinget, voolu ja takistust: V = IR.
8
Proovige töötada näitega. Kolm takistit, R1 = 10Ω R2=2Ω R3 = 9Ω, on ühendatud järjestikku. Ahelale rakendatakse kogupinge 2,5 V. Arvutage ahela koguvool. Kõigepealt arvutame kogutakistuse: R(kokku) = 10Ω R2 + 2Ω R3 + 9Ω Seega R (kokku) = 21Ω
9
Koguvoolu arvutamiseks kasutage Ohmi seadust: V (kokku) = I (kokku) x R (kokku). I (kokku) = V (kokku) / R (kokku). I (kokku) = 2,5 V / 21Ω. I (kokku) = 0,1190A.
10
Saage aru, mis on paralleelahel. Nagu nimigi, sisaldab paralleellülitus elemente, mis on paigutatud paralleelselt. See kasutab mitut juhtmestiku paigutust, luues teid, kus vool võib liikuda.
11
Arvutage kogupinge. Kuna oleme eelmises jaotises terminoloogiad välja selgitanud, saame nüüd minna otse arvutuste juurde. Võtke näiteks toru, mis on jagatud kaheks erineva läbimõõduga teeks. Kas selleks, et vesi voolaks mõlemasse torusse, peate mõlemas torus kasutama ebavõrdseid jõude? Ei. Vee voolamiseks on vaja lihtsalt piisavalt jõudu. Seega, kasutades analoogiat, et vesi on vool ja jõud on pinge, võime öelda, et:V(kokku) = V1 + V2 + V3.
12
Arvutage kogutakistus. Oletame, et soovite reguleerida torudes voolavat vett. Kuidas te torud blokeerite? Kas asetate igale teele ainult ühe ummistuse või asetate veevoolu reguleerimiseks järjestikku mitu ummistust? Peaksite tegema viimast. Resistentsuse puhul on see analoogia sama. Jadamisi ühendatud takistid reguleerivad voolu palju paremini kui paralleelselt paigutatud takistid. Kogutakistuse võrrand paralleelses vooluringis on: 1/R(kokku) = (1/R1) + (1/R2) + (1/R3).
13
Arvutage koguvool. Tulles tagasi meie näite juurde, jagatakse allikast lõhestatud teele voolav vesi. Sama kehtib ka voolu kohta. Kuna laengud võivad voolata mitut teed, võib öelda, et need tuleb jagada. Rajad ei pruugi saada võrdses koguses laengut. See sõltub takistustest ja materjalidest, mis elementides igal teel on. Seetõttu on koguvoolu võrrand lihtsalt kõigi radade kõigi voolude liitmine: I(kokku) = I1 + I2 + I3. Muidugi ei saa me seda veel kasutada, kuna meil pole individuaalseid voolusid. Sel juhul saab kasutada ka Ohmi seadust.
14
Proovige näidet. 4 takistit, mis on jagatud kaheks rajaks, mis on paralleelselt ühendatud. Tee 1 sisaldab, R1 = 1Ω R2=2Ω, samas kui tee 2 sisaldab, R3 = 0,5Ω R4 = 1,5Ω. Iga tee takistid on ühendatud järjestikku. Teel 1 rakendatav pinge on 3 V. Leidke koguvool.
15
Leidke kogutakistus. Kuna iga tee takistid on ühendatud järjestikku, leiame lahenduse iga tee kogutakistuse jaoks.R(kokku 1&2) = R1 +R2.R(kokku 1&2) = 1Ω + 2Ω.R(kokku 1&2) = 3Ω.R(kokku 3&4) = R3 + R4.R(kokku 3&4) = 0,5Ω + 1,5Ω.R(kokku 3 ja 4) = 2Ω.
16
Ühendage paralleelühenduse võrrand. Kuna teed on paralleelselt ühendatud, kasutame nüüd paralleelühenduse võrrandit(1/R(kokku)) = (1/R(kokku 1&2)) + (1/R(kokku 3&4)).( 1/R(kokku)) = (1/3Ω) + (1/2Ω).(1/R(kokku)) = â…š.R(kokku) = 1,2Ω.
17
Leidke kogupinge. Nüüd arvutage kogupinge. Kuna kogupinge võrdub kõigi pingetega:V(kokku) = V1 = 3V.
18
Koguvoolu leidmiseks kasutage Ohmi seadust. Nüüd saame arvutada koguvoolu, kasutades Ohmi seadust.V(kokku) = I(kokku) x R(kokku).I(kokku) = V(kokku)/R(kokku).I(kokku) = 3V/ 1,2Ω.I(kokku) = 2,5A.