直列回路の電圧降下を計算する方法：詳細な事実

この記事では、電圧降下とは何か、および直列回路の電圧降下を計算する方法について説明します。 電圧が回路内の抵抗素子に接触するたびに、値は減少または「低下」します。

直列回路には、いくつかの抵抗またはインピーダンスがあります。 電流が流れるたびに電圧が低下します。 したがって、特定の抵抗の値とそれを通過する電流を知って、その両端の電圧降下を計算する必要があります。 電圧降下は、電流に抵抗を掛けたものです。

電圧降下とは何ですか？

バッテリーを抵抗器とワイヤーで接続するとします。 電子はバッテリーのマイナス側からプラス側に流れる傾向があります。 これは、正の端子から負の端子に電荷が移動するようなものです。 

XNUMX単位の電荷が抵抗器にぶつかると、しばらく停止します。 それが抵抗器を通過すると、別の充電単位が来て停止します。 いつでも、抵抗器の端の電荷量は、抵抗器の始点の電荷よりも少なくなります。 この現象は「電位または電圧降下」を引き起こします。

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直列回路の総電圧降下を計算するにはどうすればよいですか？

直列回路の総電圧降下は、インピーダンスパラメータによって引き起こされるすべての個々の電圧降下の加算です。 また、合計は、回路に供給される合計電圧または「ドロップ」前の電圧に等しくなります。

回路を使って現象を調べてみましょう。 以下の回路には、XNUMXつの抵抗Rがあります。₁ 100オームとRの₂ 200ボルトの電源Vに接続された30オームの。 電流 i = V/(R₁ + R₂) = 30/(100+200) = 0.1 A. したがって、R の電圧降下₁ = ix R₁ = 0.1 x 100 = 10V および R₂ = ix R₂ = 0.1 × 200 = 20 V。 

AC直列回路の電圧降下をどのように計算しますか？

ACまたは 交流電流 回路は、AC電源電圧を備えた電気回路です。 AC 直列回路 直列構成で接続された抵抗、インダクタ、コンデンサの任意の組み合わせで構成されます。

DCと同様に、AC直列回路の正味インピーダンスを加算して計算できます。 電圧降下も同様の方法で見つけることができます。 AC直列回路の任意の要素での電圧降下はV = iZです。ここで、Zは回路の正味インピーダンスであり、iは回路を流れる合計電流です。

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直列RLC回路の電圧降下：

RLC回路はAC回路の特定のケースです。 RLC回路は、直列に接続された抵抗、コンデンサ、インダクタで構成されています。 理解しましょう 例を通してRLC直列回路の両端の電圧降下.

この回路には、以下に示すXNUMXつのコンポーネントがあります。Rオーム抵抗、Lヘンリーインダクタ、およびCファラッドコンデンサです。 以前に知っていたように、それらのいずれかでの電圧降下=インピーダンス×電流。 そう、

抵抗器の両端の電圧降下 = iR、インダクタ=iXLおよびコンデンサ=iXCここで、XL=2πfLおよびXC=1/2πfC

直列回路の電圧降下を計算する方法-数値例

Q1。 XNUMXつの抵抗器がRとしての値で直列に接続されています₁=4Ω、R₂=5Ω、およびR₃ =6Ω。 回路は15V電源に接続されています。 抵抗器の両端の電圧降下を調べます。

R全体の潜在的な低下を計算するため₁、R₂、そしてR₃、まず回路内の電流を取得する必要があります。 私たちは知っています、電流=正味電圧/等価抵抗

等価抵抗R_eq = R₁ + R₂ + R₃ = 4 + 5 + 6 = 15Ω

したがって、合計電流 = 15V/15Ω = 1A

これで、各抵抗器にオームの法則（V = IR）を使用して、それらの両端の電圧降下を見つけることができます。

だから、V₁ = I×R₁ = 1×4 = 4V

V₂ = I×R₂ = 1×5 = 5V

V₃ = I×R₃ = 1×6 = 6V

Q2。 以下の回路の場合、6オームの抵抗の両端の電圧降下は12 Vです。他の電圧降下を調べて、合計電圧降下または供給電圧を計算します。

私たちは知っています、 直列回路=抵抗 ×総電流

電流iが回路に流れる場合、6オームの抵抗の両端の電圧降下は6iです。

6i = 12またはi = 2アンペア

したがって、2オームの抵抗の両端の電圧降下= 2 x 2 = 4 V

4オーム抵抗の両端の電圧降下= 2 x 4 = 8 V

だからネット 電圧降下 または供給電圧=（12 + 4 + 8）= 24 V

Q3。 以下の画像は、次のコンポーネントを備えたRLC直列回路を示しています。 120 V、50 HzAC電源, 100オームの抵抗器, 20μFのコンデンサ, 420mHのインダクタ。 XNUMXつのインピーダンスすべてにわたる電圧降下を計算します。

以前はその方法を知っていました 電圧降下を計算する 直列RLC回路の場合。 電流にインピーダンス（RまたはX）を掛けたもの_L またはX_C）電圧降下が発生します。 Xを見つけましょう_L とX_C 最初。

X_L=2πfL（fはAC電源の周波数）

だから、X_L = 2 × π × 50 × 420 × 10^{-3} = 131.95 Ω

X_C = 1/2 × π × 50 × 20 × 10^{-6} }= 159.15Ω

したがって、正味インピーダンス、

ここで、AC 回路には、位相角と呼ばれるエンティティがあります。 これは、電流が電圧よりも遅れている、または進んでいる角度の尺度を示します。 位相角 φ = arctan (X_C - バツ_L/ R）

φ = arctan(27.2/100) = 15.22°

それで、現在の

したがって、

ここで、電流はXとして電圧をリードします_C > X_L.

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